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移动定位技术简述(转)

原创 Linux操作系统 作者:jcszjswkzhou 时间:2019-03-26 12:12:05 0 删除 编辑

2.1 Cell-ID
  Cell-id技术都是从网络中提取手机用户Cell-id,以作为手机当前位置信息的方式。
  SoLSA(Support of Localized Service Area)是Cell-id技术的一种。
  SoLSA技术对特定用户Home Cell,Private Cell以及Private/Public Cell加以定义,对GSM相关规范提出功能改进,因此对网络设施和手机终端设备都有一定的影响。在现阶段不能立即应用。
   而其他通过提取GSM MSC/VLR中记录的手机Cell-id信息的方式,也对网络设备有不同程度的影响。即使网络能够成功地将Cell-id信息传递到后台位置信息处理服务器上,由于受小区半径大小的限制,不可能达到很高的精度。
  2.2 STK(SIM Application Toolkit)
   SATK方式利用SIM卡上内置的应用程序,和后台的位置信息服务器相配合。一般通过短消息方式来完成位置信息的传递。根据SIM卡上应用程序的不同,位置信息可以包括手机的Cell-id以及NMR(Network Measurement Report),TA(Timing Advance)。
   由于SIM卡上应用程序的引入,减少了对网络设备的影响。同时由于短消息可以传递较多的字节,对提高定位精度可以提供更多所需的数据信息。
  2.3 EOTD(Enhanced Observed Time Difference)
  EOTD方式也是GSM规范中增强的功能定义。它利用GSM网络中Observed Time Difference功能。手机对邻近的多个BTS发送的无线脉冲到达的时间进行测量计算,并将测量结果以短消息或其他方式返回给网络中的定位服务器。
  所有的基站需要精确测量时间间隔RTD(Real Time Differences),这样才能对脉冲到达时间差进行精密计算。
   对各个基站的时间差的测量一般通过手机完成,因此手机中的相关硬件需要更新。
  2.4GPS(Global Position System)
   GPS技术是目前成熟的定位技术。移动终端只需配备GPS信号接收装置,就可以根据对GPS定位信号的接收时间的先后进行精确的定位。
   在移动通信网络中,可以通过GPS定位方式协助进行移动用户的定位。

  4 系统工作原理
  4.1 STK技术
  早在1997年,欧洲电信标准学会(ETSI)就一时到标准化过高将限制GSM业务的发展,应该让运营商根据各自的需要开发与众不同的业务和产品,这样,SIM卡(subscriber identity module用户身份识别模块)就成为了运营商与用户直接沟通的最佳途径。在这一指导思想下,于1988年推出了第2.5代STK SIM卡和手机。STK(SIM Application Toolkit)可以理解为一组开发增值业务的命令,一种小型编程语言,它允许SIM卡运行自己的应用软件。STK技术最大的贡献在于它为SIM卡的增值业务提供了可以开发的环境,即一个简单,容易操作的开发平台,而不是只定义某项具体业务。它根据用户各自不同的需求在SIM卡上开发,再经过后台服务器的配合,然后就可以推出各种各样,丰富多彩的业务。
  STK技术一经推出,立即受到市场和用户的强烈响应。据统计,Motorola,Ericsson,Nokia等各大手机生产厂家在1999年初之后的手机均含有STK功能。目前STK手机拥有量在市场上达到20%左右。
  以往普遍使用的SIM卡手机只能完成存贮电话簿等一些简单功能。当手机中插入STK SIM卡,功能将大大增强,手机可以提供额外的菜单,驱动实现各项功能,包括信息点播, 位置信息服务,手机银行,手机炒股,移动电子商务等等。
  通过将位置服务功能菜单加入STK卡,可以带给用户更大的方便
  4.2短消息服务(SMS)
  短消息服务(SMS)是一种储存转发型的非电路型的通信方式,每次通信只传输一个消息,从消息发送到接收大约需要几秒到十几秒钟时间;
  短消息服务(SMS)能以固定时间间隔向一定地理区间的所有用户发送消息称为广播消息(SMS-CB);
  GSM中的短消息最大报文长度由报文传送单元(MTP)最大帧长度直接得到,为140字节,即160个7比特ASCII码编码;
  对于短消息的使用者和业务运营商,它的成本都大为降低。于运营商而言,短消息省去了庞大而复杂的射频设备及相关设备。短消息的运营也无需申请频点使用费和管理费。对于短消息用户而言,通过短消息方式进行联系的费用大大低于通过话音方式。
  由于GSM的短消息服务(SMS)不占用通信话路,通信费用低,通信时不需要拨号,因此特别适用于传输CGI和网络测量报告信息这种要求速度较快,频次较密,但不需要建立直接电路联接的场合应用。
  因此,手机位置服务系统全部采用短消息进行数据传输通信。
  4.3 小区位置定位
  处于GSM移动通信网中的移动台,无论是在IDLE状态下还是在ACTIVE状态下,均会不断对服务小区和相邻小区进行测量并产生测量报告。在测量报告中会包含服务小区的CGI码和接收场强及相邻六个小区的CGI码和接收场强,这些信息为移动台的定位提供了足够的资料。而目前GSM移动通信网提供的短消息服务又为我们获取这些信息提供了便利的途径。
  为了不增加网络的负荷,我们利用手机IDLE状态下的测量报告作为移动台定位的数据.只要采取相关技术,就可以控制其将测量报告以短消息的形式发出。我们只要读取这条短消息既可获得足够的数据。在获得数据后对其进行必要的处理,并查询相应的数据库,最终实现将移动台的位置放映在数字地图上。
  由GSM网络对移动台进行定位的基本实现方法可知,在获得测量报告后,所面临的问题是如何通过这些测量报告中的数据最终得出移动台所处的位置。因此有必要开发相应的软件,对数据进行处理。可以说,软件开发是移动台定位系统中继设法获取手机测量报告后的又一个重点环节。而且,该软件开发成功与否,将直接影响整个定位系统的准确性和精确度。
  在手机测量报告中,包含服务小区的CGI码和接收场强及相邻六个小区的CGI码和接收场强。因为知道了服务小区的CGI码,因此只要将广州市区内所有的小区的CGI码、经纬度、天线方向性等数据做成一小区位置数据库,通过查询这一数据库而将移动台定位于 某一小区覆盖范围内是完全可行的。考虑到目前每个城市市区内基站的密集程度,将移动台定位于一个小区覆盖范围内在一般情况下已能符合要求。为了进一步提高定位的精确度,我们有必要通过路测获取必要的数据并将其做成实际路测数据库,通过将测量报告中的数据与该数据库中的数据进行对照从而标出较为精确的移动台位置。
  小区位置定位目前是系统确定用户位置的主要依据。
  4.4 SMPP协议
  SMPP短信点对点协议(Short Message Peer-to-Peer Protocol)
  系统作为外部扩展短消息体(ESME)通过SMPP协议与短消息中心(SMSC)连接,获取用户通过STK卡发送的位置信息请求,并且将处理后的结果返回给用户。
  4.5 Routing算法
  在“问路不求人”功能模块最短路径采用迪杰斯特拉算法
  先介绍一下迪杰斯特拉算法的原理:
  首先,引进一个辅助向量D,它的每个分量D表示当前所找到的从始点v到每个终点vi的最短路径的长度。如D[3]=2表示从始点v到终点3的路径相对最小长度为2。这里强调相对就是说在算法过程中D的值是在不断逼近最终结果但在过程中不一定就等于最短路径长度。它的初始状态为:若从v到vi有弧,则D为弧上的权值;否则置D为∞。显然,长度为 D[j]=Min{D | vi∈V} 的路径就是从v出发的长度最短的一条最短路径。此路径为(v,vj)。
那么,下一条长度次短的最短路径是哪一条呢?假设该次短路径的终点是vk,则可想而知,这条路径或者是(v,vk),或者是(v,vj,vk)。它的长度或者是从v到vk的弧上的权值,或者是D[j]和从vj到vk的弧上的权值之和。
  一般情况下,假设S为已求得最短路径的终点的集合,则可证明:下一条最短路径(设其终点为X)或者是弧(v,x),或者是中间只经过S中的顶点而最后到达顶点X的路径。因此,下一条长度次短的最短路径的长度必是D[j]=Min{D | vi∈V-S} 其中,D或者是弧(v,vi)上的权值,或者是D[k](vk∈S)和弧(vk,vi)上的权值之和。
  迪杰斯特拉算法描述如下:
  1)arcs[i,j]表示弧上的权值。若不存在,则置arcs[i,j]为∞(在本程序中为MAXCOST)。S为已找到从v出发的最短路径的终点的集合,初始状态为空集。那么,从v出发到图上其余各顶点vi可能达到的最短路径长度的初值为D=arcs[Locate Vex(G,v),i] vi∈V
  2)选择vj,使得D[j]=Min{D | vi∈V-S}
  3)修改从v出发到集合V-S上任一顶点vk可达的最短路径长度。如果D[j]+arcs[j,k]  4.6 网络测量报告的数学分析
  网络测量报告内容包括:登记小区名称,接收场强,相邻的六个小区的频率号和接收的场强(具体格式见GSM04.08定义)。该信息类似于指纹信息。处理方法有两种:
  根据该信息采用数学的几何算法确定该点的位置。这种方法实现简单,但是精度比较差。
  利用“指纹比对的方法”与现有的路测数据库的数据进行比对。采用“最大似然法则”算出相似点的均方差。其中最小值的点就是目标位置点。这种方法在实际的使用中显示出比较高的精确度。
  4.7 汉字智能查询
  汉字在计算机中的智能查询向来是各类搜索引擎比较苦恼的问题,在短消息作为信息载体时,对智能查询又提出更高的要求,MobileGis系统通过类型、同义词等方式对智能查询做出了很好的解决方案,能够满足大部分用户的查询要求.
  4.8 城市点位信息
  对城市进行点位信息的搜集,记录信息点的经纬度坐标,门牌号码等信息:基于城市地理点位信息建立数字城市,数字城市是城市地理信息和其他城市信息结合并存储在计算机网络上的能供远程用户访问的一个新的城市空间。从定义上,我们可以看出数字城市空间由四个部分组成:城市地理信息、其他城市信息、计算机网络、远程用户。涉及的信息源:城市地理信息、城市模型、金融信息、通讯信息、旅游信息、商品信息等等。
  所有的城市地理点位信息正是实现以上功能的前提,大量丰富的点位信息对实现信息的查询起着非常重要的作用。我们提供如下所列信息,同时也可根据合作伙伴的需求,采集更多更丰富的点位信息。
  信息包括:地理经纬坐标、地址和简单的描述性说明
  ⑴餐馆、酒楼、饭店、酒家、酒吧、咖啡厅
  ⑵旅行社、宾馆、别墅、山庄、度假村
  ⑶商场、超市、影楼、美容院
  ⑷各行业服务部
  ⑸政府机关、公安、派出所、法院、检察院
  ⑹医院、学校
  ⑺民航、铁路、公路、货运、售票点
  ⑻邮局、电信局、传呼台、信息台
  ⑼供水、供电、供气、发电厂、变电所、安装、装修
  ⑽律师、公证、各事务所
  ⑾银行、信用社、ATM自动取款机、证券、保险、金融、信托公司
  ⑿图书馆、纪念馆、博物馆、文化馆、电影院、体育场馆、俱乐部、公园、游乐场、彩票投注站
  ⒀驻广州领事馆、驻穗办事处
  ⒁公厕、加油站、陵墓、停车场、劳务市场
  ⒂公交车站、线路
  第一款基于定位技术的短信交友游戏
  一、游戏介绍:
  MPS: Mobile Positioning Service
  移动定位服务,其基本的功能是利用移动通信网络实现对移动目标的定位及定位信息的传递和处理,并在此基础上提供用户有关于位置方面的相关服务,如查询用户所在位置,附近商家,油站,娱乐场所,到达目的地最佳路线等等,目前广东移动通信公司采用爱立信移动定位技术,定位精度可达到200米以内。

  “向左走,向右走”正是利用ERICSSON MPS移动定位技术,针对广州校园推出第一款基于定位技术的短信交友游戏,系统获得用户的手机定位信息后经过分析处理,为用户提供指定的各种服务,该游戏分为基本功能以及缘份宝藏,缘份火花及缘份之箭三大位置  功能:

  基本交友功能
  会员发G注册时必需填入性别,年龄,目的,昵称四种资料,成功后系统将通知你的会员号码及修改密码,然后你可以使用S搜寻的指令来寻找交往对象,也可以用W发布告的指令来写出你的愿望,如果会员主动看到你的帖子可以回复你。

  缘份宝藏:
  当你发出P指令查询目前所在地后,系统将会返回你所在的经纬度或者是你所在的建筑物名称。

  缘份火花:
  当你发出M请求设定寻找朋友的条件后,系统为你找出距离最近的符合你要求的会员,并且你也必需符合她寻找的条件,系统会告诉你们距离大约为多远,如系统返回“会员小雪(会员号8888)与你配对成功,她在你东南方向,只离你600米哦,欲了解她的详细资料,请发I8888到03344,回复此短消息,你可以与她联系”。
当互相符合对方要求可以配对的会员出现在非常近的一个区域内时,系统将及时自动发两条短信通知两个会员,提醒你们缘份就在你身边,缘份火花已经被点燃,暂定为为300米内触发。

  缘份之箭:
  当两个会员已是好友,如果你知道她现在的位置,你可以用F指令发射一支缘份之箭给她,必需算好角度和射程,系统将会提取你的位置和你射击目标的位置,经过计算判断你是否已经射中她,如果射中了会提醒她必需反击你或者与你聊天,否则会扣去她的积分。
  如果你想结交某个特定地点的朋友,你可以从你目前所在地用F指令发射一支缘份之箭到这个地点,系统会根据你设定的条件寻找这个地点的会员,例如系统返回“恭喜你射中了美院的女孩子,该地点找到会员小雪与你配对成功,她的会员号为8888号,可直接回复短信与她联系”。
  二、详细使用指南
  1、赶快发G到03344申请“向左走,向右走”会员吧,指令的格式为G+性别+年龄+交友目的+昵称,其中+号无需输入,例如“GF21W1小雪”指的是一个21岁的女孩叫小雪要登记,交友的目的是聊天,是不是也很简单,只需一条指令就输入了你详细的资料。
  2、记住男性代码为M,女性为F,交友目的是这样分类的:纯粹聊天的代码为W1,找个游玩伙伴去酒吧看电影旅游为W2, 找个人能伴我一生为W3,最近比较寂寞找个情人为W4。
  3、注册成功后你可以用W的指令去补充你的愿望加上一些对自己的介绍,方便会员更快的了解你。当然你也可以马上发S的指令到03344去找朋友聊天了。
  4、发M的指令到03344设定你要配对的条件,系统立刻会为你找到一个互相配对的会员给你,她离你的距离是最近的,还会告诉你她的大概方位哦。系统会留下你要求的条件,并且不断处于搜索中,当某个时刻符合你要求的会员离你只有300米以内时,系统会及时通知你们。由于系统数据更新速度的问题,可能她的位置信息是稍早一段时间的。
  提示:条件不是都要全部填写的,如果你要求的太高,可能一时还找不到合适的会员,如果你只是要配对一个女会员跟你聊天,你可以只发MF到03344就可以了。
  5、缘份之箭最适合主动的你寻找你心中的她,例如你欣赏有艺术气质的她,只要你发射一支缘份之箭到广州美院,系统就会寻找帮你寻找该地点的会员,可是你要计算好从你所在地到美院的距离和角度,不要射到珠江里去哦。F的指令有点复杂,找张广州地图对你会有帮助。:)
  讲了这么多你应该知道怎么去找一个心中的女孩了吧,再提示你一下,如果你喜欢美院的女孩就发射一只缘分之箭瞄准美院,如果你的箭法不行,那只好劳驾你跑到美院楼下,用M的指令去配对一个最近的女孩了,我们系统的分辨精度是200米。

  可能指令很多,你一下不能记住,但你只要理解了指令的意思,相信你会很快熟练使用,每个指令都是相关英文单词的缩写,R的指令只需用一次,S的指令是最常用的。
G Getaphone (极易通公司的英文简称) 登记指令
S Search 搜寻朋友指令
WG Wish 发愿望布告指令
P Position 查位置及宝藏指令
M Match 缘分配对指令
F Fire 缘分之箭指令
I Information 查会员详细资料指令
T Telephone 与会员语音聊天指令
HG Help 帮助指令
  三、指令注解:
指令名称 代码     格式       举例

宝藏指令 P P
  说明:用户发出寻宝指令P后,系统返回用户所在地名称,如该地藏有宝物,系统将通知用户得奖信息。
登记指令 G G+性别+年龄+目的+昵称 GF21W1小雪
  说明:性别编码: 男为M,女为F 目的编码:W1为纯粹聊天 W2为酒吧玩伴W3为婚姻 W4情人本例子为21岁的小雪女要登记为会员,目的聊天
搜寻指令 S S+性别+年龄段+目的 SFAW1
  说明:年龄段编码:A为20岁以下 ,B为20-25岁C为26-30岁, D为30-35岁,E为35岁以上 本例子为寻找一个20岁以下纯粹聊天的女孩( 无需输入全部条件,如SF为找女性朋友)
火花指令 M M+性别+年龄段+目的 MMCW3
  说明:本指令为寻找最近的会员,并且知道他(她)的方向和距离,例子为配对一个为了婚姻目的26到30岁的男孩,无需输入全部条件,如只是找最近的女会员指令为MF,第二近的为M2F,以此类推。
射箭指令 F F+目标+角度+距离 FT1A60D3500
  说明:目标为建筑物代码也可以是会员号,角度为正北方向顺时针到目标物的夹角(单位为度),距离为会员所在地到目标物的长度(单位为米),如果不填目标代码则为寻找箭射中的符合缘分要求的会员 ,准确度为200米。
布告指令 WG W+你所要公布的内容 WG今晚谁跟我一起去酒吧喝酒
  说明:会员自己填写所要公告的内容,其他会员看到后可回应你的 布告
查布告指令 SWG SWG
以上所有指令请发到03344,与其他会员聊天请写短消息内容发到03344+对方会员号,更多信息请登录:http://getaphone.com.cn

信息费:“向左走,向右走”的月租5元,6月30日前免信息费,退出会员定制发00000到03344,咨询热线:87624239

ZC ZHUCE 中文拼音注册一词的首写,注册指令
SX SHOUXUN 中文拼音搜寻一词的首写,搜寻朋友指令
FB FABU 中文拼音发布一词的首写,发愿望布告指令
DT DITU 中文拼音地图一词的首写,查位置指令
M Match 缘分配对指令
F Fire 缘分之箭指令
I Information 查会员详细资料指令
T Telephone 与会员语音聊天指令
HG Help 帮助指令
三、指令注解:
指令名称 代码 格式 举例

宝藏指令 P P
说明:用户发出寻宝指令P后,系统返回用户所在地名称,如该地藏有宝物,系统将通知用户得奖信息。
登记指令 G G+性别+年龄+目的+昵称 GF21W1小雪
说明:性别编码: 男为M,女为F 目的编码:W1为纯粹聊天 W2为酒吧玩伴W3为婚姻 W4情人本例子为21岁的小雪女要登记为会员,目的聊天
搜寻指令 S S+性别+年龄段+目的 SFAW1
说明:年龄段编码:A为20岁以下 ,B为20-25岁C为26-30岁, D为30-35岁,E为35岁以上 本例子为寻找一个20岁以下纯粹聊天的女孩( 无需输入全部条件,如SF为找女性朋友)
火花指令 M M+性别+年龄段+目的 MMCW3
说明:本指令为寻找最近的会员,并且知道他(她)的方向和距离,例子为配对一个为了婚姻目的26到30岁的男孩,无需输入全部条件,如只是找最近的女会员指令为MF,第二近的为M2F,以此类推。
射箭指令 F F+目标+角度+距离 FT1A60D3500
  说明:目标为建筑物代码也可以是会员号,角度为正北方向顺时针到目标物的夹角(单位为度),距离为会员所在地到目标物的长度(单位为米),如果不填目标代码则为寻找箭射中的符合缘分要求的会员 ,准确度为200米。
布告指令 WG W+你所要公布的内容 WG今晚谁跟我一起去酒吧喝酒
说明:会员自己填写所要公告的内容,其他会员看到后可回应你的 布告
查布告指令 SWG SWG

  以上所有指令请发到03344,与其他会员聊天请写短消息内容发到03344+对方会员号,更多信息请登录:http://getaphone.com.cn

  信息费:“向左走,向右走”的月租5元,6月30日前免信息费,退出会员定制发00000到03344

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