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手機(jī)定位的價(jià)值

　　目前智能手機(jī)的使用已經(jīng)越來(lái)越普遍，手機(jī)定位也是手機(jī)上的一個(gè)核心基礎(chǔ)功能。舉一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用如叫車(chē)，司機(jī)需要知道你在哪里，同時(shí)打車(chē)軟件也需要基于司機(jī)和乘客的位置規(guī)劃一條路線，讓司機(jī)更高效的行駛到用戶(hù)這里。這就是典型的定位服務(wù)的應(yīng)用。當(dāng)然，除去這種應(yīng)用，用戶(hù)位置本身的展示，也是地圖產(chǎn)品中不可缺少的。

　　那么問(wèn)題就來(lái)了，作為app的用戶(hù)，你可能會(huì)好奇這個(gè)app是如何知道你的位置;而作為app的開(kāi)發(fā)者，是如何在程序中得到設(shè)備當(dāng)前的準(zhǔn)確位置的呢?

　　這個(gè)問(wèn)題說(shuō)來(lái)話長(zhǎng)，我們還是先從定位原理上來(lái)解釋吧!

　　可用于無(wú)線定位的信號(hào)

　　很顯然，一個(gè)功能正常的手機(jī)，總是能夠受到各種無(wú)線信號(hào)，這些無(wú)線信號(hào)的“局部唯一性”，是該設(shè)備能定位的關(guān)鍵前提。什么叫局部唯一性?我們?cè)侔堰@些具體的信號(hào)來(lái)展開(kāi)解釋下你就知道了：

　　基站信號(hào)：

　　一個(gè)手機(jī)能夠接打電話、收發(fā)短信，說(shuō)明該手機(jī)能與附近基站發(fā)起交互，收發(fā)信號(hào)。特別地，對(duì)于智能手機(jī)，還可以通過(guò)系統(tǒng)的接口得到基站ID。正常情況下，每個(gè)基站ID是全球唯一的，這樣如果掃到了某個(gè)基站ID，我們又知道該基站的位置，便能粗略估計(jì)設(shè)備的位置。做出這個(gè)推測(cè)的前提就是一個(gè)基站的信號(hào)發(fā)射范圍是有限的，正常的手機(jī)，不可能在相距這個(gè)基站很遠(yuǎn)的時(shí)候，還收到這個(gè)基站的信號(hào)。

　　在無(wú)線通信相關(guān)的教科書(shū)里，講到基站定位，總是會(huì)談到三角定位，也就是下圖描述的原理。下圖是很容易理解的，一個(gè)手機(jī)能掃描到三個(gè)基站的信號(hào)，因此其必然在三個(gè)基站的共同覆蓋范圍內(nèi)，從而推算的范圍就大大縮小。但現(xiàn)實(shí)是很骨感的，在現(xiàn)在的智能手機(jī)上，只有極少數(shù)的手機(jī)可以獲取到多個(gè)周?chē)幕綢D，而且也無(wú)法反算出和這些基站的距離，所以這個(gè)算法除非電信運(yùn)營(yíng)商自己可以試試，對(duì)于別人是沒(méi)有實(shí)戰(zhàn)價(jià)值的。在實(shí)戰(zhàn)中，只能是退而求其次，基于單個(gè)基站來(lái)定位。

　　WIFI信號(hào)：

　　現(xiàn)在的智能手機(jī)都支持wifi上網(wǎng)了，而我們連接的每個(gè)wifi路由器(包括手機(jī)做移動(dòng)熱點(diǎn)的那種)，都有全球唯一的MAC地址。更重要的是，wifi路由器的部署成本低，因而非常普遍，在一個(gè)樓層里就會(huì)有很多個(gè)wifi熱點(diǎn)。因而不難想到，一旦我們有了這個(gè)全球每個(gè)路由器的實(shí)際位置，那么我們就可以基于用戶(hù)手機(jī)掃描到的周?chē)鷚ifi熱點(diǎn)，確定用戶(hù)當(dāng)前的位置。

　　說(shuō)到這里，有的朋友會(huì)問(wèn)，如果一個(gè)人帶著手機(jī)，開(kāi)著移動(dòng)熱點(diǎn)到處行走，還有那種地鐵、高鐵、公交車(chē)上的移動(dòng)wifi，豈不是就會(huì)引起定位的錯(cuò)誤?答對(duì)了，確實(shí)是這樣，而且根據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種情形還在愈演愈烈。因此，如何想辦法來(lái)迅速過(guò)濾這種移動(dòng)熱點(diǎn)，是個(gè)值得研究的問(wèn)題。

　　GPS信號(hào)：

　　如果手機(jī)在室外或者窗邊，那么就可以接收到天上的定位衛(wèi)星發(fā)射出來(lái)的信號(hào)，基于這種信號(hào)，可以推算手機(jī)到每顆衛(wèi)星的距離、衛(wèi)星位置，進(jìn)而推算出手機(jī)的位置來(lái)。需要注意的是，這個(gè)解算是在GPS芯片中完成的，在手機(jī)操作系統(tǒng)層面上，可以直接通過(guò)API接口得到解算的結(jié)果和誤差半徑。

　　對(duì)于GPS的原因我們不多解釋?zhuān)谡{(diào)用時(shí)要注意兩點(diǎn)。第一就是GPS的初始定位是很耗時(shí)間的，對(duì)于老一些的芯片，可能要耗費(fèi)幾分鐘才能冷啟動(dòng)定位成功;第二是GPS精度并非是完全可依賴(lài)的，在一些地方達(dá)到幾百米都有可能。

　　其他：

　　以上三種是最常用的定位方式，此外還有藍(lán)牙/IP/地磁場(chǎng)等手段，對(duì)于它們的優(yōu)缺點(diǎn)，我們匯總?cè)缦拢?/p>

　　對(duì)于這些定位方法的詳細(xì)原理以及適用范圍，我們會(huì)在以后的介紹中，細(xì)致展開(kāi)。

　　開(kāi)發(fā)者如何實(shí)現(xiàn)定位能力

　　了解了這些定位方式的“開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)方式”，開(kāi)發(fā)者恐怕要渾身冒汗了，千千萬(wàn)萬(wàn)的app難道者都如上述說(shuō)的，“自行維護(hù)基站、WIFI數(shù)據(jù)庫(kù)”嗎?

　　答案當(dāng)然是否定的，在實(shí)際的工程實(shí)踐中，主流的做法是兩種：

　　手段之一：調(diào)用系統(tǒng)級(jí)定位能力

　　無(wú)論哪個(gè)系統(tǒng)(IOS、安卓、WP)都提供了一套系統(tǒng)級(jí)定位能力，這樣的定位能力，對(duì)應(yīng)著是一套系統(tǒng)級(jí)API，這個(gè)API一般來(lái)說(shuō)，總是會(huì)有如下幾個(gè)精度的選項(xiàng)：

　　高精度：能搜到GPS衛(wèi)星，則使用GPS定位，否則，則使用WIFI定位，如果WIFI和GPS都無(wú)法定位成功，只能根據(jù)基站來(lái)給出定位結(jié)果了。

　　平衡功耗：禁用GPS(因?yàn)樗浅：碾?，優(yōu)先使用WIFI，如果WIFI不可用，則用基站來(lái)進(jìn)行定位。

　　低功耗(被動(dòng)定位)：根據(jù)不同系統(tǒng)的規(guī)定，實(shí)現(xiàn)方式也不同，但大體上都是共享其他app的定位結(jié)果，即其他app以高精度、平衡功耗的方式得到位置，那么這個(gè)位置也一并推送給當(dāng)前使用“低功耗定位”的app，也就是該app不消耗額外的能耗，就完成了定位。

　　當(dāng)然，這種系統(tǒng)級(jí)定位能力是有著軟肋的，軟肋在于以下兩點(diǎn)

　　在基站、WIFI定位能力上，系統(tǒng)定位能力取決于系統(tǒng)自己在這方面投入數(shù)據(jù)收集推算的能力，這個(gè)是參差不齊的。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，百度和高德在中國(guó)采集了成百上千個(gè)公共場(chǎng)所的室內(nèi)定位信息，使之能達(dá)到米級(jí)的室內(nèi)定位，蘋(píng)果做了嗎?谷歌做了嗎?微軟做了嗎?他們?cè)趺春蛧?guó)內(nèi)的服務(wù)商拼效果?居然還有人說(shuō)蘋(píng)果定位和谷歌地圖在國(guó)內(nèi)定位準(zhǔn)，我真是醉了。

　　在中國(guó)，google的服務(wù)不可用，考慮到基站、WIFI定位必須連接服務(wù)端發(fā)請(qǐng)求，因而Android的系統(tǒng)級(jí)定位能力的可用性也會(huì)有很大的影響，至少那些“水貨”手機(jī)，在中國(guó)基本就沒(méi)法調(diào)用系統(tǒng)定位服務(wù)了，而行貨手機(jī)，相應(yīng)的廠商會(huì)改造這個(gè)API接口的實(shí)現(xiàn)，使得其重定向?yàn)檎?qǐng)求國(guó)內(nèi)某些定位服務(wù)商，從而使得這個(gè)接口重新變得可用(對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，他并不需要知道這個(gè)API是如何實(shí)現(xiàn)的)。

　　但是，我們不得不承認(rèn)，在IOS和WP系統(tǒng)上，因?yàn)镺S沒(méi)有開(kāi)放出讀取基站和WIFI的接口，因此實(shí)際上操作系統(tǒng)的定位能力已經(jīng)形成了壟斷，開(kāi)發(fā)者也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主的定位能力。這也會(huì)導(dǎo)致在蘋(píng)果和WP手機(jī)上，所有的app在同一時(shí)刻的定位誤差，都是一樣的。

　　手段之二：調(diào)用第三方定位SDK

　　對(duì)于可以公開(kāi)讀取基站、WIFI信息的Android手機(jī)系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)的百度、高德等地圖廠商自行實(shí)現(xiàn)了定位SDK，該定位SDK的作用就是通過(guò)系統(tǒng)接口讀取到原始定位信息，然后借助于各家自行部署維護(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，查詢(xún)到當(dāng)前掃描到的基站、WIFI的位置，最終計(jì)算出更準(zhǔn)確的定位結(jié)果，通過(guò)SDK的接口，返回給開(kāi)發(fā)者。這么做的好處，在于能夠讓app的定位能力脫離對(duì)手機(jī)系統(tǒng)的依賴(lài)。

　　舉個(gè)例子，一個(gè)app他如果只是調(diào)用系統(tǒng)定位接口，那么在行貨手機(jī)，由于手機(jī)廠商已經(jīng)把定位的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器重定向?yàn)閲?guó)內(nèi)定位服務(wù)商，所以肯定可以定位，但是在水貨手機(jī)上因?yàn)橄到y(tǒng)底層是直接連google服務(wù)器的，就會(huì)無(wú)法定位。但用戶(hù)就是上帝，出現(xiàn)了這個(gè)事情在用戶(hù)看來(lái)，就是不能接受的，為了保證app在所有手機(jī)上都可以定位，開(kāi)發(fā)者就會(huì)不得不使用第三方的獨(dú)立定位SDK。