蜂窝网络无线定位技术及应用

-蜂窝网络无线定位技术及应用一、前言近年来，随着蜂窝移动通信技术的迅速开展，蜂窝无线定位技术越来越受到人们的重视。这主要归因于政府的强制性要求和市场本身的驱动。FCC于1996年10月公布了无线E9ll呼叫应急效劳功能，其核心是要求所有移动通信网络必须分阶段的提供紧急呼叫用户的经纬度位置信息。针对E911定位需求的具体实施，各国主要大公司均就GSM、IS-95CDMA以及第三代移动通信系统开场制定各自的定位实施方案。特别是 3GPP和3GPP2上对定位的要求更加具体化，这也是对蜂窝无线定位市场潜力的肯定。另一方面，移动通信用户对移动定位业务的需求日益迫切。蜂窝网络无线定位技术能够在移动台处于空闲状态或通话状态的情况卜获取其地理位置等信息，利用移动台的定位信息，运营商可以1hJ用户提供各种增值业务，如位置环境信息查询、紧急救援、智能交通、广揭发布等等，同时还可以作为移动通信网络运行、维护和管理的辅助数据。到目前为止，基于蜂窝网络的无线定位技术的研究已经取得了很大的进展。可以预见在未来几年，基于蜂窝网络定位技术的移动业务将得以迅猛的开展。二、蜂窝网络无线定位技术利用移动蜂窝网络对移动台定位的方法主要有三类，(l)基于电波场强的定位技术；(2)基于电波到达入射角(AOA)的定位技术；(3)基于电波到达时间(TOA)或到达时间差(TDOA)的定位技术。 1场强定位技术电波场强定位技术根据移动台接收的信号强度与移动台至基站的距离成反比关系，通过测量接收信号的场强值和信道衰落模型及发射信号的场强值可以估算出收发信机之间的距离，由多个距离测量值(至少三个)可以估算移动台的位置。这一技术的关键在于如何建立一个能够准确的反映效劳传播围的无线电波传播模型，这在实际应用中很难实现。除此之外，由于小区基站的扇形特性、天线有可能倾斜、无线系统的不断调整以及地理环境、车辆等因素都会对定位精度产生影响。由于移动通信环境中电波传播的复杂性，决定了这？技术在定位精度上的局限性，但是由于该技术比拟简单易行、在对精度要求不是很高的情况下仍被采用。为了改善其性能，人们开场研究利用电波传播中的射线跟踪方法来逛一步提高定位的精度。 2到达入射角的定位技术电波到达入射角的定位技术利用基站的阵列天线来测出移动台来波信号的人射角、构成从基站到移动台的径向连线，即测位线，这两条连线的交点即为目标移动台的位置。由于两条直线只能相交于？点，这种方法不会产生定位模糊性。但是它需要在每个小区基站上放置4？12组的天线阵。这些天线阵？起工作，从而确定移动台发送信号相对于基站的角度。当有多个基站都发现了该信号源时，则它们分别从基站引出射线，这些射线的交点就是移动台的位置。AOA的优点在于它仅需要两个基站参与便可实现移动台定位，同时不存在移动台位置的模糊性问题。但是该技术需要在现有的基站增加天线阵列，由此增加了大量的建立费用。与此同时，电波到达入射角估计会受到由多径和其它环境因素所引起的无线信号波阵面扭曲的影响，移动台距离基站较远时，基站定位角度的微小偏差也会导致定位距离的较大误差。 3到达时间/到达时间差的定位技术到达时间到达时间差的定位技术是基于蜂窝网络的无线定位系统应用最广泛的一项技术。到达时间定位技术通过测量从目标移动台发出的信号以直线到达基站的时间，根据电磁波在空中的传播速度可以得到移动台与基站之间的距离。移动台即位于以基站为圆心，移动台到基站的电波传播距离为半径的圆上。通过多个基站进展上述测量计算，移动台的二维位置坐标可出三个圆的交点确定。到达时问定位技术要求接收信号的基站知道移动台发送信号的时间，并要求基站有非常准确的时钟。为了克制这一缺点，人们提出了到达时间差的定位技术，它是通过检测移动台信号到达两个基站的时间差来实现移动台定位的，而不是到达的绝对时间来确定移动台的位置，这就大大降低了对时间同步要求。很明显，移动台一定位于以两个基站为焦点的双曲线上。所以通过建立两个以上双曲线方程，求解双曲线的交点即可得到移动台的二维位置坐标。以上两种基于时间的定位技术的只要求基站能够从接收到的射频信号中准确的提取时延估计值，而无需对现有的网络设备加以大规模的改造就可以实现对移动台的高精度定位，因此成为了蜂窝网络无线定位技术的研究重点。TruePosition公司所提供40米精度的定位业务就是采用了U-TDOA定位技术。三、影响定位精度的主要因素由于移动通信系统的通信环境复杂多变，因此各种依赖于通信信号测量的定位技术都受到各中因素的影响。 1多径传传播影响蜂窝无线定位的？个根本因素之一就是多径传播问题。在移动信道中，由于反射物体和散射体的存在会产生一个不断变化的环境，使得信号能量在幅值、相位和时间延迟方面产生弥散。这些效应导致发射信号经过不同的路径到达接收天线时的形式各异，显示出不同的时间和空间方位。不问的多径分量的随机幅值和相位引起信号强度的扰动，从而产生小尺度衰落和信号畸变，使接收信号的信噪比严重下降，最终影响定位精度。多径传播是造成定位误差的主要原因，因此多径干扰的抑止是定位的关键技术之？。 2NLOS传播导致定位错误的另一个重要因素是移动台和基站之间的信号为非视距传播(NLOS)信号。LOS传播是得到准确的信号特征测量值的必要条件。但是在城市和近郊，移动台和多个基站之间实现LOS传播通常是很困难的，更多的情况是通过反射和折射的方式进展传播的，从而影响了到达场强，接收电波的到达方向，以及电波传播时间。在这样环境下，即便没有多径干扰且系统能提供足够高的定时精度也同样会导致定位测量误差。 3CDMA多址接入干扰由于CDMA系统个的各用户均使用同一频段，这种高容量也带来了远近效应和多址干扰。多址干扰会严重影响定位测量信号估计。在CDMA系统常采用功率控制来克制远近效应，但由于无线定位需要多个基站同时监测移动台发射的信号，功率控制只对效劳基站起作用，对非效劳基站，移动台的信号仍然受到严重的多址干扰，因而影响常规接收机的性能。研究说明，多址干扰会严重影响TOA和TDOA的定位精度。 4参与定位的基站数的限制本文所述的定位技术需要至少两个或三个以上基站的参与。但是，在基站稀疏的环境下很难同时存在多个基站参与移动台定位，即使在基站稠密的城市环境中，也可能由于建筑物的遮挡而无法接收到视距传播的信号。另外，由于CDMA系统采用了功率控制技术来克制远近效应，当移动台靠近效劳基站时，其它基站就很难接收到移动台发出的定位测量信号。表1给出了各种环境下所能参与移动台定位的基站数量的统计情况。统计数据说明，在乡村或郊区同时存在三个或三个以上基站与移动台保持联系的可能性较小。为此，摩托罗拉公司提出了将目标移动台发射功率瞬时调到最大的PowerUp方法来加以改善。表1各种环境下不同*取值统计表区域*表示能够同时接收到信号功率大于-100dBm的基站数*=1*=2*=3*=4 *=5 乡村98.3%86.3% 57.1% 33.8% 16.7% 郊区91.9%80.9% 69.2% 56.7% 44.1% 城市100.0%96.8%92.4% 85.0% 76.2% 5几何精度因子GDOP参与定位的各基站之间的相对位置、移动台与基站之问的相对位置的差异造成的几何精度因子(GDOP)的不同也会影响定位算法的性能，造成定位精度的差异。特别是在高速公路附近，基站沿着高速公路直线分布的情况下，TDOA的定位精度将严重恶化。为此，人们提出采用TDOA/AOA混合定位技术来克制这种由于基站地理位置带来的对定位准确度的影响。四、蜂窝网络无线定位技术应用根据美国权威机构战略集团的最新预测，到2005年仅在欧洲市场无线定位效劳市场的收入就可到达320亿美元，远远超出移动运营商的现有单项增值效劳可带来的收入。此外，随着人们对公共平安和紧急救援日益增长的需求，基于移动定位的增值业务也开场得到业界越来越多的关注。近年来，随着对蜂窝网络无线定位技术研究的不断深入，基于现有移动通信系统的无线定位的性能得到了很大的改善和提高，据笔者了解，现有的局部商用移动台定位系统已经能够提供约40米的定位精度，并且这一数据还将被逐步刷新。这就为移动运营商开展基于移动台位置信息的增值业务提供了良好的技术根底。结合移动核心网和互联网的网络信息资源，移动定位技术有着广阔的应用前景。从商业效劳角度来说它主要可以分为个人定位应用和企业级定位应用。个人定位应用通常是指面向移动台用户提供定位效劳，主要包括基于位置的信息查询和发布、导购导游导航以及弱势群体监护和救助。企业级应用则是一种面向集团手机或专用终端客户提供定位效劳，如交通监控和车辆调度、防盗保安、基于位置差异收费和欺诈管理等。下面将列举几种主要的具体应用： 1移动台位置敏感型计费基于用户位置的计费方式将是未来移动通信运营商拓展业务，吸引客户的重要手段。不同的用户在移动的使用和收费上对运营商提出的要求也各不一样，运营商为了适应用户的这种需求采取了不问的收费方式来满足各种用户的需要，例如按照移动台使用的频率和时间段不同实行不同的资费标准。随着移动定位业务的提出，移动通信运营商又可以增加一种新型的收费方式，即按移动台的使用位置灵活收费，在呼叫频率高的区域收取较高的通话费，而在呼叫频率低的区域收取较低的费用，到达调节蜂窝系统容量、提高系统整体利用率的目的，这将有利于运营商扩大业务，增加收入，实现移动通信网络资源的经济效益最大化。基于移动台位置信息的计费系统可以采用如厂的收费策略， (l)在家里和或办公室，可以适当降低通话价格，从而与固定运营商展开竞争； (2)用户进展大围漫游时，则需支付较高的通信费用； (3)在密集的商业区提高收费标准，减小该区域的系统负载；这种基于移动台位置信息的计费策略对于运营商和用户而言是双赢互惠的。 2紧急救助近年来由于移动用户的快速增长，移动用户的报警呼叫和求助呼叫的数量也急剧增加，据美国公众平安机构的1999年的调查报告显示：有15%到40%的紧急呼叫(911)是来自于移动的，其每年呼叫总次数超过一千万。但是，在很多情况下公众平安应答效劳机构(PSAP)无法获知报警者的具体位置，移动用户也不能准确地提供其所在的地理位置信息这将会大大延长PSAP的反响时间，以至于不能给报警者以及时的救助。利用蜂窝网络定位技术，报警者在拨打应急效劳后，移动定位系统就能立即识别出来，并对呼叫手机进展自动的快速定位，手机的位置信息就会被传输到PSAP，从而大大改善公众平安系统的反响能力。可以预计：蜂窝网络定位技术为公众平安提供了新的手段，这将会成为进一步扩大移动通信市场的又一推动力。 3移动黄页查询移动互联网技术与移动定位业务相结合，可以轻而易举地实现个性化的移动黄页查询。移动网络首先得到移动用户的位置信息，然后根据互联网提供的信息通过短消息或者电子地图的方式为用户提供其所处位置附近的相关信息，例如：提供离用户最近的餐馆、加油站、旅馆、自动取款机的位置以及用户所处区域的天气、交通状况等信息。 4网络规划和管理移动定位技术的另一个重要应用就是无线网络本身的规划和优化。由于移动通信网络的不断扩大，其频谱资源不易再扩展，无线网络的设计者必须对频率的再用进展精心的规划，以保证有效的覆盖，同时防止干扰和串话。利用蜂窝网络无线定位技术，用户的呼叫位置可以被确定，相应的处理该呼叫的蜂窝和接收到的信号功率也可以被确定。根据这些信息，系统规划人员就可以更好对网络进展规划、扩展、部署和运营。在微观上还能准确地监测移动台的移动情况，使网络方面能更好地决定什么时候进展切换。目前主要应用于网络优化以及对无线资源进展智能化管理和分配。 5智能交通系统ITS目前各大城市开场建立智能交通系统，来解决车辆和交通的管理、导航等问题。利用蜂窝网络无线定位技术，我们只需要在车辆上安装移动(或其收发模块)，就能够以最小的投资本钱、最快的建立速度方便的实现ITS，提供监测交通事故，疏导交通，对车辆进展定位跟踪、调度和管理等效劳，促进城市数字化的进程。这？应用对于出租车、公交车辆、警用车辆以及一些特种用途车辆的管理是非常有吸引力的。 6人员或物资的平安性管理在这一应用中、一种特殊的微型的收发信机(Widget)将用于取代手机。这种微型收发信机具有和手机一样的收发模块，但没有用户接口、如话筒，耳机，键盘和显示屏等，因此其体积小，隐蔽性强，本钱也较低。这些微型的收发信机可由个人(如：老人和儿童)携带，或者被固定在各种物品(如：汽车和贵重资产)上，并间歇地收发信号。通过移动通信网络，有关部门就可以有效地实现对人员的平安监护，货物运输存放的监控和管理，提高货物运输和存放的平安性等。常永宇样宁摘要描述了CDMA系统的主要定位技术及其特点，对各种定位技术进展了比拟和分析，提出了选择方案，并在此根底上介绍了其承载的应用。关键词 CDMA 定位技术1引言无线定位效劳是从美国开场启动和开展起来的。1996年，美国联邦通信委员会(FCC)强制要求所有无线业务提供商，在移动用户出发紧急呼叫时，必须向公共平安效劳系统提供用户的位置信息和终端，以便对用户实施紧急救援工作，并要求到2001年10月，67%的呼叫定位精度到达125m。此后，日本、德国、法国、瑞典、芬兰等国家纷纷推出各种各具特色的商用定位效劳。随着无线系统的开展和移动用户的不断增加，对定位业务的需求也与日俱增，例如公共平安、紧急救援效劳、基于位置的计费、资产管理、欺诈检测和路由向导等等业务，而不同的定位业务对定位精度的要求不一样，相应地，所需的定位技术也不同，例如基于位置的计费要求的定位精度不高，使用CELL ID(小区识别)定位技术即可实现；而路由向导要求比拟高的定位精度，只能使用GPS(Global Positioning System)定位技术和混合定位技术才能实现。这些需求大大推动了定位技术的开展，经过多年对无线定位的研究，现已开发出了多种定位技术，并在此根底上，各种各样的定位业务和应用也蓬勃开展起来。2主要的CDMA定位技术无线定位技术是通过对承受到的无线电波的*些参数进展测量，根据特定的算法以判断出北测物体的位置，测量参数一般包括传输时间、幅度、相位、和到达角等等。定位精度主要取决于测量的方法。2.1基于Cell ID的技术在目前CDMA网络中，BSC会在移动台的位置更新、呼叫处理、短消息传送以及切换等过程中将用户所在基站扇区的Cell ID传送给MSC。这种方法实现简单，终端侧不需要作任何软硬件的修改，网络侧不需要增加新我得网络实体。但定位精度不高，定位围与扇区覆盖一样，在城市基站密集区定位的半径可到达400m左右，在基站密度较低的郊区等地，定位精度非常低，因此只能提供对定位精度要求不高的定位业务，如基于小区位置的计费，无法实现高级的应用。2.2AOA(Angle of arrival)由两个或更多基站通过测量承受信号的到达角来估计移动用户的位置。接收机通过天线阵列测出电波的入射角，从而构成一根从接收机到发射机的径向连线，即测位线，移动台的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。AOA方法需要在网络侧增加智能天线(SA)才可实现；在障碍物较多的环境中，由于无线传输存在多径效应，则误差增大，定位精度较低，尤其是当移动台距离基站较远时，基站定位角度的微小偏差会导致测位线距离的较大误差。2.3TOA(Time of Arrival)是一种基于方向链路的定位方法，通过测量移动台信号到达多个基站的传播时间来确定移动用户的位置。只需三个以上的基站接收到移动台的信号，就可以利用三角定位算法计算出移动台的位置。TOA定位精度与基站的地理位置分布关系很大，当球体之间相交角为90度时，精度最高。但它对所有接收器一样的误差没有进展处理，误差较大。2.4TDOA(Time Different of Arrival)是另一种基于反向链路的定位方法，通过检测移动台信号到达两个基站的时间差来确定移动台的位置，移动台必定位于以两个基站为焦点的双曲线方程上，确定移动台的二维位置坐标需要建立两个以上双曲线方程，也就是说需要至少三个以上的基站接收到移动台信号，而两个双曲线的交点即为移动台的二维位置坐标。TDOA方法不要求知道信号传播的具体时间，还可以消除或减少在所有接收机上由于信道产生的共同误差，在通常情况下，定位精度高于TOA方法。但由于功率控制造成离效劳基站近的移动台发射功率小，使得相邻基站承受到的功率非常小，造成比拟大的测量误差，即相邻基站承受到的功率非常小，造成比拟大的测量误差，即相邻基站的SNR太小带来的测量误差。目前针对这种情况已有了一些解决方法，如在E-911呼叫时将移动台发射功率瞬间调到最大，可以提高定位精度，但会对CDMA网络的容量有一定程度的影响。2.5AFLT(Advanced Forward Link Trilateration)技术是一种基于前向链路的定位方法，在定位操作时，手机同时监听多个基站(至少三个基站)的导频信息，利用码片时延来确定手机到附近基站的距离，最后用三角定位法算出用户的位置。AFLT定位技术，需要在网络中增加新的实体，利用导频信息算出移动台的位置，这些实体包括PDE(Position Deltermining Entity)和MPC(Mobile Positioning Center)。PDE获得导频信息的方式主要有两种：(1)按照IS-801协议定义的传送方式给MSC，再由MSC传送给PDE，这种方式需要移动台新增支持IS-801协议的功能。(2)利用A接口的消息，将用于定位的参数传送给MSC，再由MSC传送给PDE。这种方式，不需要移动台支持IS-801协议，但需要在A接口上支持这些参数的传输，A接口的Release 版本中已经定义了传送这些参数的消息。移动台需要软件升级，同时，根据PDE获得导频信息方式的不同决定移动台是否需要支持IS-801协议，网络侧需要支持IS-801协议，定位算法可以放在移动台上或者网络侧。其定位精度介于小区识别和GPS定位技术之间，定位半径一般在200至400m左右，最高可到达100m。影响精度的主要因素是基站密度和地形环境，如在大城市基站密集的地方，定位精度相对高。2.6基于GPS系统的定位技术目前比拟实用的GPS定位技术是网络辅助的GPS定位，即定位时，网络通过跟踪GPS卫星信号，解调出GPS导航信号，并将这些信息传送给移动台，移动台利用这些信息可以快速的搜索到有效的GPS卫星，接收到卫星信号后，计算移动台位置的工作可以由网络实体或移动台完成。基于GPS系统的定位技术，其优点是定位精度较高，定位半径可到达几米、十几米。因此利用该重定位技术，可提供对定位精度要求较高的业务，如电子地图显示用户位置等。其缺点是需要移动台置GPS天线和GPS芯片等模块，并且需要支持IS-801协议，网络侧需要增加PDE和MPC；定位精度受终端所处环境的影响较大，如用户在室或在高大建筑物之间时，由于可见的GPS卫星数量较少，定位精度将降低，甚至无法完成定位。2.7混合定位混合定位技术是综合了上述定位技术中的两种或多种方法在一个系统中，目前CDMA系统采用的主流方法是GPS和AFLT混合定位的方式，可简称为网络辅助混合定位。它结合了基于网络的非GPS定位技术和基于GPS的网络辅助定位技术的优点。在野外，可以利用GPS定位提供高精度的位置信息，同时网络侧可以提供辅助信息来缩短定位时间和提高定位精度；在城市，可以利用基站密集的优势，提供基于基站信号，或者GPS和基站信号混合的方式定位，实现在复杂环境下(如室、城市高楼之间)的准确定位。如果同时利用智能化算法可以获取更佳的定位效果。例如，当移动台只能接收到两个基站的信号时，通常无法定位移动台，但是网络可以根据过去移动台的方向和速度，结合基站信号来唯一确定移动台的位置。而且还可以利用来自无线网络的一些重要信息加快处理进程，缩短卫星数据采集时间。3 CDMA定位技术的比拟与选择以上介绍的七种定位技术，所能到达的定位精度不同、适用的环境不同，对终端和网络的要求也不同。在选择定位技术时，应根据各种定位技术的特点、不同的定位业务需求及终端和网络的实际情况，选取不同的定位技术方案。表1就各种定位技术的特点作了一个简单的比拟：表1CDMA定位技术的比拟独特业务优势有：1、用户不需要作任何的前期应用系统和GIS系统地理信息系统建立投资，而其他类似的应用效劳需用户进展应用系统的建立。这为中小企业用户节省了至少20-30万的前期建立投资。2、用户只需是电信的CDMA用户、拥有gpsOne手机终端，即可使用星图效劳。目前市场上支持星图效劳的手机终端价格在1000元左右，远低于传统的GPS+通信模块终端价格。星图业务的主要适用应用有：销售人员跟踪管理、看护医疗人员管理、野外巡视人员管理、班车调度管理、观光导游人员管理、物流配送、押运货物管理等。将英语译成中文显示拼音基于位置servicesWherever你，你去哪里，得到的信息你想知道瓦莱丽贝特vmbennetus.ibm.，软件工程师，IBM软件集团瓦莱丽班尼特是IBM普适计算的软件工程师在研究三角园，北卡罗来纳州。她曾在她的3各种软件开发和工程管理职位年的IBM职业生涯。瓦莱丽已经从教堂山北卡罗来纳大学应用科学学士学位。您可以联系vmbennetus.ibm.她。家富五车capellaus.ibm.，软件工程师，IBM软件集团家富五车是IBM普适计算的软件工程师在研究三角园，北卡罗来纳州。他曾在各种硬件，软件，建筑位置，他17年的IBM职业生涯。安德鲁和代表参加，例如互联网工程任务组，Java技术，无线接入协议和开放式地理信息系统协会在许多论坛的IBM。您可以联系capellaus.ibm.他。摘要：您是否曾经在你的车，在商场，或以外的地方，想马上知道是否有交通堵塞未来，在您的配偶，或者如何找到最近的面包店？基于位置的效劳，现在由无线运营商和他们的用户，提供所有主要的区别中看到，等等。这篇文章给出了一个什么地方为根底的效劳所提供的概述，一个真实的情况，显示如何利用这种技术被应用。利用这些效劳的优势，可以节省时间和无线世界的日益恶化。标签这个！更新我干重的利益登录|这是什么？跳到帮助更新我的干重利益日期：2002年3月1日级别：初级活动：11426次评论：0添加评论平均评级以65票 .公司简介与日趋增长都在每用户收入ARPU和用户数量，无线运营商及其合作伙伴的平均收入困难的挑战，面对正在开发一种新产品，效劳主机，基于数据业务的效劳模式。定位效劳，提供信息，具体到一个位置，是这个组合的关键局部。基于位置的效劳提供了许多时机。对于移动用户，一些地点的例子为根底的效劳： 请求，如ATM或餐厅最近的业务或效劳， 接收警报，如对气体或塞车时警告销售的通知 寻找一个好友阿最大的好处是，移动用户不需要手动指定的邮政编码或其他位置标识符使用基于位置的效劳。对于运营商，基于位置的效劳提供附加价值的功能，如效劳：资源跟踪动态分布出租车，效劳人民，租赁设备，医生，车队调度资源跟踪没有隐私的控制对象，采用被动式传感器和射频标签，如包和火车车厢寻找*人或*事人的技能医生，企业名录，导航，气象，交通，房时间表盗窃的手机，紧急911，邻近的通知推或拉定向广告，好友，共同文件匹配约会，自动机场办理登机手续邻近的驱动推或拉基于邻近付款易通过，收费表 - - 返回页首如何基于位置的请求工作在闹钟响的时候在上午05时30分，提前一个小时正常。 Bob的日历显示，他有一个上午08时00分会议博尔德，今天二氧化碳，这是一个比他平常上班时间进一步。他每天为他准备好一天是走出门在6:30。在鲍勃的汽车自动输入到他的助手，他的目的地，并检查交通模式。一切都很好。在7日，他接到警报就出现了我一残骸- 70，10英里的差距。汽车的助理告诉他一个更好的方法来旅行，以防止意外发生。在上午07时35分是在博尔德鲍勃。他每天从他的老板，他的会议已被推迟到9日页面访问他时鲍勃无线应用协议WAP手机，用他的好友发现者，看看他的同事在博尔德尚未抵达。他认为，休5英里，和即时消息问她，如果她要攫取吃点东西，而他们等待。同意。鲍勃再次用他的WAP手机的食肆，以最接近他目前的位置搜索。他决定在科罗拉多咖啡，并告诉他们的聚会地点休。在上述情况下，鲍勃使用*种形式的定位方面的效劳。他收到了交通戒备，发现了一个同事的位置，三个最亲密的餐馆搜查。当这种请求呢？本文重点介绍最简单的要求，最近的餐馆，并遵循请求流。鲍勃访问他的WAP手机效劳供给商页面，如图1所示。收敛的因素，是建立全球移动定位效劳的理想MLBS市场繁荣的条件，在2014年，据Juniper研究。 MLBS和位置的全球市场总收入的移动应用将到达2014年超过127亿美元。在使用人数最多的是目前在远东和中国，日本和国都是MLBS技术的早期采用者。但是，随着中国市场的开展，并继续更好地获得3G移动网络，中国将成为头号MLBS市场。该MLBS市场开展到如此地步，基于位置的效劳现在已经成为许多移动设备的标准功能。到2014年，移动定位效劳将无所不在，因此显示Juniper预计需要打破作为一项特殊利益类别将停顿MLBS。 iPhone时，iTunes铅MLBS驱动程序该MLBS市场相当低迷，从2000至2007年，他开场在2008年和2009年加快，只应开展得更快，在未来数年。为MLBS增长的最大驱动力之一，一直是苹果的iPhone和苹果的iTunes商店推出。这些事件从根本上改变了开发人员和用户认为手机应用，并介绍了广阔消费者的移动应用程序的概念。此外，高容量的根底设施已经渗透到大多数主要市场，20年后，西欧和3G接入在2009年和80预计将在2014年获得的3G北美的移动用户。同样，全球25的移动用户在2009年移动互联网接入，80应在2014年。其他车手包括先进的设备中心的定位，在过去几年导航数字地图的容技术的开展。移动广告会赚钱MLBS 尽管移动广告有一段路要走的业务模式和运行机制成为常态，Juniper公司分析人士认为，手机广告将在目前经济衰退的天气比大多数其他部门更好，并显示有异常的增长得到恢复时进展。一些MLBS和地点使用功能的应用提供了理想中的位置敏感的移动广告。效劳类型主要是移动搜索，如在本地搜索环境中的用户是一个产品或效劳的承受程度高的广告寻找。移动设备的兴起在智能手机，3G设备和其他先进的移动应用的普及激增美国在2009年，根据Score mobiLens数据。 2008年12月至2009年12月，美国拥有无限的数据移动用户人数的方案由16调高至21，与几个，现在需要无限数据，购置时的方案认购。在同一期间，智能手机拥有量增长了11到17，而3G手机的所有权由32提高到43。主持人约翰库克从他的读者问几个问题，一个引起了从小组统一得意的高笑：用户真正想要做基于位置的效劳？他说：“四年来，这个问题会像询问用户是否要搜索网络，管工答复。1 根底之上的位置效劳第1课 CartouCHe1 - 讲座磅，五1.0注释斯特凡Steiniger，莫里茨嫩和阿利斯泰尔Edwardes2 关键词：定位效劳，移动制图，移动地图学习目标：的教训后，完成您将能够. 确定的组成局部和LBS应用的参与者， 描述组件的互动， 解释什么情况下的手段，列出5个方面的认识，并列出三对LBS业务的类型适应水平申请。章节第1课： 1。导言 2。什么是基于位置的效劳？ 地理信息系统和LBS 组件 关键词 推拉效劳 3。如何LBSs有用吗？ 用户的行动和目标 信息需求 应用 4。有什么特别吗？ 上下文 适配 隐私 适配的例子 5。它是如何工作的？ 效劳请求处理 移动设备 移动网络 移动定位 建筑要求 效劳类型 - OpenLS 数据提供商 1工程卡图什 - 瑞士高等教育制图。 .e - cartouche.ch 2斯特凡Steiniger，莫里茨嫩和阿利斯泰尔爱德华兹与地理信息系统部，地理，大学系黎世，Winterthurerstrasse 190，甲烷- 8057黎世瑞士，电子：sstein，嫩，阿杰。阿定位效劳提供的地图环境和登山者的地位。 2 1引言移动和互联网已经彻底改变了沟通和与它的人民的生活方式。一个移动和个人数字助理PDA的越来越多的人允许访问互联网无论他们身在当过他们想要的。他们从互联网上可以取得事件的第一手资料电影，音乐会，各方和关于其他地方的第一手资料市地图，餐馆，博物馆，医院。让我们考虑举例说，有人想继续留在餐厅吃饭，因此搜索在Internet餐厅。一个有用的方法，以防止，一个为每间食肆搜索结果获得网页对世界的人们可以限制通过进一步的搜索条件搜索。一个很好的选择是城市的移动用户位置，实际的时间晚上或特殊类型的餐厅中文或希腊文。食肆方面的位置和时间搜寻这种类型可以通过使用一个基于位置效劳LBS。因此，可以定义如下：磅定义1： LBSs的信息效劳与移动设备可通过移动网络和利用能力，对使用移动设备的位置。Virrantaus等。2001年一种定位效劳类似的定义是得到国际OpenGeospatial联盟OGC，2005年：磅定义2：无线IP效劳，使用地理信息效劳的移动用户。任何应用程序利用该效劳的移动终端的位置。这些定义描述为三个技术的穿插磅见图2。这是创立的新的信息和通信技术传播技术，如移动通信系统和手持设备，互联网和地理信息系统GIS的空间数据库盐出等。2004年。从历史的角度位置的信息点，不是一个新事物，它带着向上创造的移动。诺萨等。2001年强调，立场的具体信息也一方面运输的人对人的来文贴字条和涂鸦。另一方面手的方法对本地告知群众，观众在海报例如音乐会，在这个镇或简单交通标志，导航信息提交。这些通信方式通常是一种双向沟通。伦敦商提供了一个双向的可能性沟通和互动。因此，用户讲述了他的效劳提供者的实际情况如种信息，他需要，他和他的喜好位置。这有助于这些供给商的位置效劳提供定制的用户信息需要。在以下四个章节，我们将尽量答复市长可能会出现问题，如果有人喜欢了解基于位置的效劳是： 什么是基于位置的效劳？ 怎么用？ 有什么特别之处呢？ 它是如何工作的？图2。位置效劳作为技术路口布里密科姆 2002。 3 2什么是基于位置的效劳？在以下子的一些主要特征和位置效劳的定义将获得局部。我们将讨论与地理信息系统和定位，并提供一些有用的关键字来描述定位效劳的关系技术。后来的根本定位效劳组件是在短期实施。最后，我们将解释什么是推和拉处。 2.1与地理信息系统和LBS 图简介第2显示，地理信息系统和定位，特别是有一些相似之处。这种共同功能与位置围和空间分析功能定位效劳，效劳的数据处理其中给予答复这样的问题： “我在哪儿， “附近是什么？或 “我怎么能去？。但是，定位效劳和地理信息系统有不同的来源和不同的用户群体所Virrantaus等描述。2001年。他们分析认为地理信息系统已在几十年的开展对专业应用的地理数据的根底上。鉴于磅出生相当最近进化的公共流动效劳。关于用户组，地理信息系统可以被视为传统的“专业 与功能的广泛经历的用户用于收集系统。此外GISystems 需要大量的计算资源。相比之下，伦敦商都开展成为有限度效劳大型非专业用户群体。这样的LBS应用与移动业务的限制计算环境的计算，例如低功耗，小显示或电池的移动运行时间设备。顾客贝：如果你不知道什么地理信息系统GIS是，对这个地理信息系统研究电子学习工程.GITTA.info 2.2磅组件如果用户要使用不同的效劳容是必要的根底设施的位置。在图 3 54 +1的根本组成局部及其连接所示： 移动设备：为用户的工具，要求所需要的信息。结果可以得到通过演讲，用图片，文字等。可能的设备是个人数字助理，手机，笔记本电脑， .但该设备也可用于道路收费的汽车或收费框导航装置的卡车。 通信网络：第二局部是移动网络传输的用户数据和效劳，从移动终端要求效劳提供者，然后要求信息反响给用户。 定位组件：要确定了一个效劳处理通常是用户的位置。用户的位置可通过使用移动通信网络或通过使用全球定位系统GPS。进一步的可能性，以确定位置是无线局域，积极徽章或无线电信标。后者定位方法可以是用于诸如在博物馆室导航。如果位置不是自动确定它也可手动指定的用户。 效劳和应用效劳提供商：效劳供给商提供了一些不同的效劳给用户，是对效劳请求负责处理。提供这种效劳的计算的立场，寻找途径，寻找有关立场或黄页搜索对用户感兴趣的对象特定信息例如，在野生动物公园的鸟，等等。 数据和容提供商：效劳供给商通常不会存储和维护的所有信息可要求的用户。因此，地理根底数据和位置infor4 形变数据将通常要求从维护权威如测绘机构或商业和工业合作伙伴如交通公司黄页对于一个组成局部的更详细的讨论，见第4条“它是如何工作，并随后局部。 2.3磅关键词 LBS应用的特点可以由关键字和相关的一些问题： 移动用户：谁或者什么是流动？的移动对象可以是一个人或像汽车装置导航系统。另见怎么用？和赖兴贝歇尔2004 手机活动：什么问题和问题的用户？这些问题不产生用户操作：定位，导航，搜索识别，活动检查。另一个问题有关行动是对空间的活动围。据赖兴贝歇尔2004年，我们可以区分三种类型的空间围： 宏大规模：我需要概述？ 中尺度：什么是我到达？ 微型秤：我在哪里？ 资料：什么是需要答复用户的问题，是如何做的？一种信息模型检索需要答复用户问题。这种信息处理模型包含可能的问题模型，定义了地理根底数据和位置信息查询数据，并指定可能的答案。图4显示了地图信息的过程如果用户的商店或餐馆的职位要求接近他的立场。 搜索和空间分析：哪些方法和算法适合实时信息在互联网和分析空间数据的查询？进一步的问题是：“如何整合数据和不同规模，质量，数据类型的信息，价格？“是怎样的数据可用性和现实？“ 用户界面：一个人使用PDA或移动还是其他什么东西？用户如何才能或导航系统制定的需要，并能使其在获得一个更具体概述？ 可视化：信息是如何从磅回来，传达给用户？语音，图3。磅的一个根本组成局部：用户，通讯网络，定位，效劳提供商及容供给商。 5 文本，图片，图标，地图，列表，. 技术：如何效劳请求和用户与效劳供给商传输数据？如果是数据储存在哪里？哪些效劳？该定位技术是使用？ .等这些问题和特点，将详细考虑在下面的局部。 2.4推拉效劳一般可以区分两个地点考虑各种不同的效劳，如果信息传递用户交互或不：拉效劳为用户提供的信息直接从用户的要求。这类似于调用在因特网填补其在Web浏览器地址字段。对于效劳的进一步拉别离能要做为功能效劳，如订购仅按一个按钮，出租车或救护车设备，或信息效劳，如为密切中餐馆Virrantaus等搜索。2001年。推送效劳为用户提供的资料，要么没有或间接地从用户的要求。这种推效劳是激活的事件，可触发一个特定的区域，如果输入或由触发计时器。一种间接要求的效劳的例子是新闻效劳认购包含事件信息方面的实际城市。阿不请求的效劳可广告讯息，如果在商场的特定区域输入或警告讯息，如果天气条件的变化如飓风警告。由于推进效劳不是在效劳上与用户交互的约束，它们是更复杂的建立。在这里，如用户需求和喜好的背景资料，必须遥感系统的推动。 2.5自我评估尝试找出磅关键字元素移动用户，活动，信息，界面，可视化及科技以下应用程序： 汽车司机要到下一个加油站使用汽车导航系统。 一名学生喜欢知道哪些地方是他的下一个演讲之前，将在食堂吃午饭 2.6基于LBS根底知识概述图4。问答的制图信息流程，从Heidmann1999改编的模式。 6 在这一章中，我们介绍了在位置效劳非常简单的介绍： 我们说明，在位置效劳地理信息系统技术，通信技术，其根源互联网上的所有信息。 我们明确表示，定位效劳由五个根本局部组成：1。移动设备，2。定位，3。通讯网络，4。效劳提供商和5。而容提供商之一，可以组在过去两年为一个组成局部。这些组件将详细描述以下节和教训。 除了局部我们介绍了其中的关键字进展的一系列问题，我们应该考虑如果我们要分析的移动应用。 最后，我们解释了如何推动和拉动效劳可以区分。拉效劳发送的信息在用户交互要求下餐厅，推动效劳为用户提供信息无需用户交互广告在商场，天气警报。 3如何定位效劳的有用吗？我在哪里？哪里是我的朋友？这里是什么在我身边？定位效劳背后的理念是答复这些问题和其他问题。如果设计磅的用户对信息需求必须得到满足，以使效劳非常有用。当个人的环境中找到与他们本身不熟悉的，他们的行为和需求主要是可预见的，无论是在本国或国外，在车辆或步行。人们需要找到地方吃，也许是药房，*处获得现金，一辆的士的立场，等等。在国外时，有额外的要求：找到当地的旅游景点，躲避，寻找一名酒店和外汇。当驾驶，可能有其他需求，如帮助通过寻找一个未知的城市或效劳中断细节路线。今天，准备缺乏的旅客谁不征询互联网，购置指南书，拿起在酒店或机场的资料办理登机手续，提前预订等，浪费了很多时间，并且不会得到太多的帮助他或她的移动手机。突厥等。2001年本节将首先澄清典型的用户行为是什么类型的信息，因此是需要。二用处的LBS显示赋予的定位效劳目前已经运作的一些例子或将很快。 3.1用户操作用户操作和目标一项活动是进展的行动顺序一人实现*个目标的目的慧1996年。这一目标可以是解决问题或任务。目标是在移动的情况例如方向，寻找的人或研究解决方法，一个对象。活动期间，流动性，经常会导致相关的行动空间嵌入。这些行动的结果出用户问题的欲望。赖兴贝歇尔2004年确定了五个方面的根本移动行动关于地理信息用户的需求。最明显的问题是要知道自己的用户关于人还是其他什么东西定位。用户可搜索的人，物体或事件搜索，他们的位置的方式来问导航。其他问题要求的物业位置确定，或者他们想尝试在地区或邻近的*一地点检查活动。它应当指出，检查不仅使用地理信息，但还涉及时间，因为它指的是实体或事件的状态，以及。图5。我在哪里？ 7 表1与有关的问题，他们尽量答复，并进一步采取行动的根本初等移动地理空间操作使用。行动中，也称为定位效劳类型，将会解释在5.6节。信息搜索，识别和检查这两个根本定位和导航的行动主要依靠地理空间信息。搜索，识别但是，检查需要一个大的各种不同的信息。此外对地理空间信息还包括其他类型的信息需要： 综合的静态信息，主要容，如一个黄色网页。这些资料保持不变，过了一阵子，可能，当然也可以通过其他媒体检索书籍，报纸，地图，电视，互联网等。 专题资料可能会改变，而用户在移动的。在这种情况下，信息以前从其他媒体的检查可能不再有效。这种局部的例子信息交通信息，天气预报，最后一分钟的戏票交易，或在线聊天。除了专题信息，用户将需要在如何进展指导变化了的形势。例如，因为这样可在其他地方，但火车时刻表曾经在移动的用户将需要对延误，估计到达时间的信息。 此外平安极为重要的资料，例如：实际资料，说明国家或远足的道路试验，天气变化，落石的危险，等车司机或划船还需要在紧急情况下的信息，例如：路边帮助的情况时，汽车分解。 远东用户往往被看作是被动的信息消费者。然而，让用户参与并提供他们的意见和建议，可以提高许多效劳，行动问题行动方向本地化定位我在哪里？其中人是|对象？定位，地理编码， geodecoding 导航通过太空航行，规划路线我如何才能为地方名称|地址|札？定位，地理编码， geodecoding 路由搜索寻找人对象其中最近的是| 最相关|人 |对象？定位，地理编码，计算距离和区，发现的关系鉴定确定和成认人员或物体什么|谁|多少这里是|有？目录，选择，专题/ 空间，搜索事件检查检查活动;确定国家的对象这里发生的事情| 有？表1。用户活动赖兴贝歇尔2004年。 8 个人信息。因此，一个例子是良好的地方说明，以继续蘑菇进军。一般用户希望保持对信息容的控制，交货拉/推，文字/图片/视频和个人的隐私和平安。平安问题在短期讨论4.2节上下文。 3.2 LBS应用实例分类的位置效劳应用存在着不同的位置，围广泛的效劳。在表2a第一个数字是一个概况对LBS应用的主要类别。这个并不能说是完整的，也肯定随着时间的推移。对于*些应用领域，即导航，信息，广告和计费和休闲游戏，另外信息的定位精度的需要，环境和效劳类型推或拉的效劳是如表2b图形显示。表2a - LBS应用类别 9 表2b - 一个选择的LBS应用性能高定位精度在50米是指在一个低精度不如300米的准确度。红色：推进效劳，绿色：拉的效劳。应用实例阿 - 紧急效劳对磅的最明显的应用之一就是能够找到一个人都不知道谁是他/她确实切位置，或者是无法提醒由于紧急情况下，伤害，刑事攻击等。例如：驾车常常不知道他们确实切位置当他们的车辆发生故障。带有正确的位置自动转移到紧急救援部的协助下，可提供快速，高效。此类别包括公私人紧急效劳行人和司机。而呼吁公众紧急效劳外出消防战士，医疗队等，目前主要是受市民机构的紧急路边援助司机似乎是一个最有前途的援助效劳条款运营商的收入。例如：特区 - 搜索和救援：这门考试，图6a。 COSPAS - SARSAT系统概述NOAA卫星和信息效劳，2005年。 10 普列汉诺夫可能是*个位置的最古老的例子之一的紧急系统。例如，无线电导航台海上船只或小型个人信标发射在紧急情况下的无线电信号。该系统信标围小，只有正常的如无线电信号归巢信号救援人员或地球静止卫星到信标它通过卫星传送到他们的立场实际紧急定位效劳。图6a B组 - 导航效劳导航效劳是基于移动用户。需求方向在其目前的地理位置。一个能力移动网络来定位，移动用户可以确切位置表达在一系列的导航为根底的效劳。例如 - 导航效劳：通过定位手机，一运营商可以让用户知道他们确实切位置以及给予他/如何让她的详细指示理想的目的地。在目前的汽车导航系统，多路由功能的其他信息的最和道路数据库没有在移动设备。用户获得通过移动网络的预先计算路由连接参见图6b。 C局部 - 信息效劳找到最近的效劳，访问交通消息，得到的导航帮助在一个陌生的城市，获得了当地街道地图 - 这些只是少数许多基于位置的效劳。位置敏感信息效劳主要是指数字发行基于对信息设备的位置，时间的特殊性和用户的行为。对以下类型的效劳可以确定在这一类。例如 - 旅游效劳/旅游指南：效劳，如导游或者自动或营运辅助，对邻近地区的利益的通知纪念碑等，运输效劳，和其他效劳，可提供给游客在向周围陌生的环境城市，国家公园 - 见图6C款。 - 跟踪和管理效劳跟踪效劳可以同样适用于同时向消费者和企业市场。一种流行的例如，是指跟踪，让企业知道自己的商品在任何时候都邮包。车辆跟踪也可以适用于定位和调度救护车是最近的一个给定的呼叫。类似的应用程序使公司能够找到他们的外地人员例如，销售人员和维修工程师，使他们有能力，例如，最近派遣工程师并提供其客户提供准确的人员到达时间。最后，新发现的时机，提供准确产品在供给链中跟踪提供了新的可能性，移动供给链管理米， SCM软件克拉克塔和罗宾逊2001年。专 - 结算效劳位置敏感结算指的是移动定位效劳提供者的能力动态特定用户的效劳费根据自己的位置，当使用或访问效劳。前锋 - 展望 - 增强现实在未来10年，研究人员方案退出手机或电脑显示器和集成显卡出他们把真实世界的环境。这项新技术，称为增强现实，将进一步模糊线之间的什么是真的，什么是电脑，通过加强我们看到，听到，感受到和气味产生。图6b。汽车导航系统TomTom公司，2005年。图6C标准。 WebPark位置效劳与栖息地介绍不同植物和动物爱德华兹等人。2003年。 11 除了在虚拟环境中，在增强现实生活中，用户可以看到周围的现实世界，与计算机图形叠加或组成与真实的世界。而不是取代现实世界是补充。所谓的“看穿 设备，通常在头部，磨损图形叠加和文本用户的他或她的四周。 3.3综述本节提供了一些用户的知识行动和大量的应用实例。你应该终于知道用户行为的5类：定位，搜索，导航，识别和检查和相应的问题，如“我在哪里？或 “哪里是. 此外，您应该能够就静态，局部，平安和4个信息类型的例如个人信息。描述一个给定LBS应用你应该记住，这样可以在完成条件 应用领域如导航，紧急情况，信息等， 定位精度的需要， 应用程序环境室/室外，以及 交付类型推拉效劳。 4有什么特别吗？基于位置的效劳是从较为传统的纸和互联网不同的媒体指南，指南，地图等，因为它们是它们正在使用的上下文感知能调整的容和提交相应的。有很多很多不同类型的情况下，一些最常见的考虑的地点，时间和任务。这些问题涉及 用户所在， 当他们使用的效劳，并 他们使用的是效劳。例如如何，但老用户的考虑是，如果下雨或它的用户是谁，可同样有同样重要。基于位置的效劳可以响应不同的方式，这些类型的围。他们可过滤信息，例如步行仅10分钟检索餐馆用户的位置，否则可能会出现在这些信息的方式，其相关的用户围得到加强，为使用不同的地图符号餐馆的例子，目前开放的比拟那些被关闭。在本节中，我们将看看什么情况下，如何可以用来区分LBS应用。 4.1什么是背景？背景是任何可用于表征一个实体的情况。一个实体是一个人，地点或对象视为与用户之间的互动和应用。这个可以包括用户和应用程序本身戴伊2001年。各种研究人员已经尝试图6天。增强现实如何东西工程，2005年。 12 分类的上下文相关的用户访问信息时，不同种类的效劳。例如，Schilit等。1994年强调三个方面的重要方面：你在什么地方空间围，你是谁，与社会环境，以及附近哪些资源信息上下文。但是 Schilit等。1994年增加了，一个也必须考虑到这样的通信技术方面的问题带宽，网络连接，用户的速度和社会的进一步情况，或天气情况。给出进一步的分类由Abowd等。1999年，等人。2000年;戴伊2001年和米切尔2002年。尼瓦拉等。2003年b开发了一个具体提到的图位移动效劳的分类。他们给9，如图7所示围的类型和说明如下：手机地图用户：该用户的身份，是相当重要的效劳，考虑以下问题： 他们的年龄和性别，例如儿童不大可能有兴趣知道更多有关酒吧和酒馆 他们的个人喜好，例如其中的语言，他们希望这项效劳将在 谁是他们的朋友和同事，如果他们希望社交和协作地点：地点是最常用的围考虑的因素。它使信息和效劳本地化。用户的位置可以是绝对的，例如，描述一个地理参考协调，或亲戚，例如大厦的一个房间时间：时间可以指天或更长的时间间隔，如瞬时上午，下午或晚上，星