| 位置服務(wù) 唐 勇,黃維綱 |
| 1 GSM定位介紹 LBS(Location Based Services)是通過移動通信網(wǎng)，獲取移動用戶的位置信息（經(jīng)緯度）.然后提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。由于其在緊急救援、親友定位、汽車導(dǎo)航、智能交通、團(tuán)隊管理等方面出色作用，近幾年發(fā)展非?？?。據(jù)英國劍橋Analysys Research公布的一份報告預(yù)測，移動位置服務(wù)(Mobile Location Service)收入將從2002的二十億美元增至2006年的一百八十五億美元。位置服務(wù)將不斷增值，產(chǎn)生新的價值并培養(yǎng)消費(fèi)。預(yù)計 到2006年，全球半數(shù)移動用戶將同時成為位置服務(wù)用戶。 定位業(yè)務(wù)首先從美國發(fā)展起來，1996年，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）下達(dá)了指示，命令為無線電話服務(wù)的E911（緊急求援）服務(wù)必須能夠定位呼叫者。這一指示分為兩個階段：第一階段要求在1998年4月前定位精確度達(dá)到在幾公里內(nèi)；第二階段要求在2001年10月前精確度到125米，并且成功率達(dá)到67％。這將惠及美國6000萬的手機(jī)擁有者。目前，日本的定位服務(wù)也已經(jīng)商業(yè)化，全國有72％的人能夠獲得定位業(yè)務(wù)。 面對發(fā)展迅猛的全球移動定位業(yè)務(wù)市場，中國的定位業(yè)務(wù)也表現(xiàn)出強(qiáng)烈的市場需求。110報警業(yè)務(wù)一直呈上升趨勢，人們越來越需要高效的緊急救援；另外，大中型城市對智能交通和車輛導(dǎo)航的要求越來越迫切，急需解決交通擁擠、管理混亂的問題；還有移動黃頁查詢、與位置有關(guān)的計費(fèi)，都會隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而引起人們的關(guān)注。MOTOROLA與北京移動公司，NOKIA 公司與福建移動公司，都在積極籌備，將馬上推出移動定位服務(wù)。 2 位置服務(wù)市場前景 在位置服務(wù)當(dāng)中，移動用戶將是享受定位業(yè)務(wù)的最終消費(fèi)者，移動定位業(yè)務(wù)以其能了解到用戶的位置的特點，而衍生出極其廣泛而又實在的用途，依據(jù)定位業(yè)務(wù)的不同用途，也相應(yīng)產(chǎn)生不同的用戶群體，他們可以是個人用戶、也可以是行業(yè)用戶。對移動用戶而言，定位業(yè)務(wù)不僅僅是了解自己或他人位置的個性化服務(wù)，更重要的是關(guān)系到每一移動用戶的自身與財產(chǎn)安全。因此，移動用戶在享受定位業(yè)務(wù)方面持有積極的態(tài)度。 1．緊急救援 移動的不確定性給人們的安全帶來了一定的威脅。隨著人類社會的不斷進(jìn)步，人們的活動范圍越來越大，人們的行蹤越來越難確定，這種不確定的流動，使人們的安全存在重大隱患。因此，危險情況下的緊急救援就顯得尤為重要。如遇到交通事故或者野外事故等，要用移動求援時，在用戶不知道自己位置的情況下，使用移動電話呼叫救援中心也無法明確用戶的位置，救援中心仍然不能實施快速、有效的救援活動。顯而易見，時間就是生命，在此情況下的定位業(yè)務(wù)將成功解決移動性所帶來的安全方面的問題。 2．親友定位 在人們給親友及客戶接通電話時，總是有意無意地詢問親友或客戶的方位，例如，"你在哪里"、或"現(xiàn)在什么地方"之類的。在詢問時，可能人們甚至沒有意識到說這句話的目的，更將其看作為問候語。但從本質(zhì)上已經(jīng)清晰無疑地表明，人們對親友或客戶所在位置的強(qiáng)烈興趣，從本質(zhì)上實現(xiàn)著人類溝通層次的需要。 3．跟蹤導(dǎo)航 在提供移動運(yùn)營商提供（定位業(yè)務(wù)）之前，車輛跟蹤導(dǎo)航信息的提供一般都是由傳統(tǒng)的GPS完成?；贕SM的定位業(yè)務(wù)，只要為每一輛或每一艘需要導(dǎo)航和跟蹤的車輛或船只安裝一個移動臺，通過移動運(yùn)營商的GSM網(wǎng)絡(luò)，完全解決了通訊覆蓋問題。然后，通信網(wǎng)再為這些移動臺提供位置信息，并將這些信息通過定位業(yè)務(wù)平臺傳輸給調(diào)度中心，從而實現(xiàn)與GPS相當(dāng)?shù)亩ㄎ痪取?/p> 4．位置廣告 LBS定位業(yè)務(wù)平臺將開通的位置廣告功能，是根據(jù)移動電話用戶所處的位置發(fā)送附近商業(yè)企業(yè)的廣告。例如：當(dāng)顧客經(jīng)過某時裝商店的商圈范圍時，移動電話中將播放時裝店的廣告和商品目錄，甚至可以提供電子優(yōu)惠卷。 5．基于位置的計費(fèi) 該服務(wù)允許移動用戶在同一城市的不同區(qū)域進(jìn)行通話時享受不同的話費(fèi)率。該服務(wù)可以針對個人用戶，也可以是團(tuán)體用戶。 6．隨身黃頁 LBS定位業(yè)務(wù)平臺，首先定位出用戶所處的位置，然后再根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)提供的信息選出用戶所在地的相關(guān)信息，供用戶查詢。隨身黃頁可為用戶提供一個地區(qū)的最近服務(wù)點。例如，要查詢3公里內(nèi)的意大利餐館信息，則手機(jī)可按照遠(yuǎn)近標(biāo)準(zhǔn)列出在這一范圍內(nèi)的意大利餐館名稱。資料可以文本的格式（餐館名稱、地址、電話號碼）或以地圖格式（顯示用戶位置和餐館的地圖）顯示。 7．交通監(jiān)控業(yè)務(wù) ·交通阻塞報告業(yè)務(wù) 該服務(wù)向在交通干線上用戶提供諸如交通阻塞情況、平均車流、干線上的汽車占有量等其他相關(guān)交通信息； ·城市風(fēng)光導(dǎo)游業(yè)務(wù) 該服務(wù)可以對用戶所在地附近的城市景點提供信息服務(wù)，如：景點介紹，景點間相互導(dǎo)航，對附近的飯店、銀行、機(jī)場、車站等場所的導(dǎo)航。 8．最佳路由業(yè)務(wù) 指定商業(yè)網(wǎng)點最近路由的選擇： 該服務(wù)根據(jù)用戶的請示，計算出從用戶所在地到商業(yè)目標(biāo)網(wǎng)點（如酒店、影院、加油站等）的最佳路徑。 3 GSM手機(jī)定位原理 目前基于GSM網(wǎng)獲取位置信息的方法主要有以下3種方法: 1． COO（Cell of Origin）技術(shù)定位 COO定位技術(shù)即基于Cell-ID的定位技術(shù)，是美國E911無線定位呼叫的第一階段采用的技術(shù)，也是定業(yè)務(wù)平臺首先采用的定位方式。這種技術(shù)不需要更改手機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)，因此能夠在現(xiàn)存的手機(jī)的基礎(chǔ)上構(gòu)造位置查找系統(tǒng)。它通過采集移動臺所處的小區(qū)識別號（Cell-ID號）來確定用戶的位置。只要系統(tǒng)能夠采集到移動臺所在小區(qū)基站在地圖上的地理位置，以及小區(qū)的覆蓋半徑，則當(dāng)移動臺在所處小區(qū)注冊后，系統(tǒng)就會知道移動臺處于哪一小區(qū)，當(dāng)然小區(qū)的定位精度取決于其半徑。在城市商業(yè)區(qū)，COO定位完全能夠滿足要求。 （1） 于網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)方法如圖1所示：服務(wù)器從網(wǎng)元（如MSC/VLR和SGSN）獲得Cell-ID;再由服務(wù)器把Cell-ID翻譯成可以直接應(yīng)用的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。這種方法的好處是手機(jī)不需任何改變，對現(xiàn)網(wǎng)改動（只需交換機(jī)軟件版本升級）就可支持定位服務(wù)。
 圖1 基于網(wǎng)絡(luò)的Cell-ID定位實現(xiàn)方法 （2） 于手機(jī)的實現(xiàn)方法如圖2所示：手機(jī)把它的Cell-ID通過WAP或SMS發(fā)給服務(wù)器；服務(wù)器把Cell-ID翻譯成可以直接應(yīng)用的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。這種方法的好處是不需對現(xiàn)網(wǎng)做任何改動，只需手機(jī)增加相應(yīng)功能（如使用STK卡）就可支持定位功能。
 圖2基于手機(jī)的Cell-ID定位實現(xiàn)方法 2. E-OTD 增強(qiáng)觀測時差技術(shù) E-OTD定位方式見圖，是從測量時間差(OTD)發(fā)展而來的， OTD指測量時間差，E-OTD指測量的方式。具體實現(xiàn)方式如下： ·機(jī)需要測量至少三個基站的到達(dá)測量時間量（OTD值）； · 后手機(jī)把上述OTD測量值上傳到SMLC(SERVING MOBILE LOCATION CENTER),SMLC一般放置在BSC內(nèi)完成位置計算； · 同時放置在BTS側(cè)的LMU（LOCATION MEASUREMENT UNIT）測量基站的參考時間量(RTD)并上傳到SMLC; ·SMLC根據(jù)得到的測量時間差（OTD）和參考時間差（RTD）算出幾何時間量（GTD）,GTD=OTD-RTD，由GTD可以計算出手機(jī)的位置（通過測量三個 BTS到手機(jī)的信號傳輸時間，則可分別確定 三個BTS與手機(jī)之間的幾何距離，然后再根據(jù)此距離進(jìn)行計算，最終確定手機(jī)的位置）完成定位服務(wù)。 上述第三步之所以要考慮測量參考時間量，是因為GSM網(wǎng)基站并不嚴(yán)格同步，因此需增加測量基站參考時間量這一環(huán)節(jié)。 
圖3 E-OTD實現(xiàn)LBS 3.A-GPS 直接采用GPS接收機(jī)定位實現(xiàn)簡單但面臨一個問題，由于在市區(qū)內(nèi)或建筑物內(nèi)一般很難收到衛(wèi)星發(fā)回的GPS信號，無法實現(xiàn)定位，因此引入了A-GPS定位方法。 它的基本思想是通過在衛(wèi)星信號接收效果較好的位置上設(shè)置若干參考GPS接收機(jī)，并利用GSM網(wǎng)把接收到的輔助GPS信號發(fā)給手機(jī)；同時配有GPS計算晶片的手機(jī)根據(jù)GSM網(wǎng)傳來的GPS數(shù)據(jù)計算手機(jī)位置，這種方法將GPS與GSM網(wǎng)結(jié)合，實現(xiàn)一種精度高、定位快的方式--輔助GPS定位。 綜合考慮投入成本、對現(xiàn)網(wǎng)的改變、對手機(jī)的要求等因素，目前世界上基于GSM網(wǎng)實現(xiàn)無線定位的技術(shù)方案主要采用基于Cell-ID的定位技術(shù)，因為這種技術(shù)實現(xiàn)簡單靈活，雖然存在精度不太高的缺點，但考慮到大多數(shù)服務(wù)定位精度要求并不需要太高的背景下，已經(jīng)可以利用這種技術(shù)來實現(xiàn)許多位置服務(wù)。 --------------------------------------------------------------------------------------------- 作者簡介： 黃維綱 1994年畢業(yè)于信息工程學(xué)院，現(xiàn)供職于北京移動通信有限責(zé)任公司發(fā)展戰(zhàn)略部。 |
