|
1 GSM定位介绍
LBS(Location Based Services)是通过移动通信网，获取移动用户的位置信息（经纬度）.然后提供相应服务的一种增值业务。由于其在紧急救援、亲友定位、汽车导航、智能交通、团队管理等方面出色作用，近几年发展非常快。据英国剑桥Analysys Research公布的一份报告预测，移动位置服务(Mobile Location Service)收入将从2002的二十亿美元增至2006年的一百八十五亿美元。位置服务将不断增值，产生新的价值并培养消费。预计 到2006年，全球半数移动用户将同时成为位置服务用户。
定位业务首先从美国发展起来，1996年，美国联邦通信委员会（FCC）下达了指示，命令为无线电话服务的E911（紧急求援）服务必须能够定位呼叫者。这一指示分为两个阶段：第一阶段要求在1998年4月前定位精确度达到在几公里内；第二阶段要求在2001年10月前精确度到125米，并且成功率达到67％。这将惠及美国6000万的手机拥有者。目前，日本的定位服务也已经商业化，全国有72％的人能够获得定位业务。
面对发展迅猛的全球移动定位业务市场，中国的定位业务也表现出强烈的市场需求。110报警业务一直呈上升趋势，人们越来越需要高效的紧急救援；另外，大中型城市对智能交通和车辆导航的要求越来越迫切，急需解决交通拥挤、管理混乱的问题；还有移动黄页查询、与位置有关的计费，都会随着移动互联网的发展而引起人们的关注。MOTOROLA与北京移动公司，NOKIA 公司与福建移动公司，都在积极筹备，将马上推出移动定位服务。
2 位置服务市场前景
在位置服务当中，移动用户将是享受定位业务的最终消费者，移动定位业务以其能了解到用户的位置的特点，而衍生出极其广泛而又实在的用途，依据定位业务的不同用途，也相应产生不同的用户群体，他们可以是个人用户、也可以是行业用户。对移动用户而言，定位业务不仅仅是了解自己或他人位置的个性化服务，更重要的是关系到每一移动用户的自身与财产安全。因此，移动用户在享受定位业务方面持有积极的态度。
1．紧急救援
移动的不确定性给人们的安全带来了一定的威胁。随着人类社会的不断进步，人们的活动范围越来越大，人们的行踪越来越难确定，这种不确定的流动，使人们的安全存在重大隐患。因此，危险情况下的紧急救援就显得尤为重要。如遇到交通事故或者野外事故等，要用移动求援时，在用户不知道自己位置的情况下，使用移动电话呼叫救援中心也无法明确用户的位置，救援中心仍然不能实施快速、有效的救援活动。显而易见，时间就是生命，在此情况下的定位业务将成功解决移动性所带来的安全方面的问题。
2．亲友定位
在人们给亲友及客户接通电话时，总是有意无意地询问亲友或客户的方位，例如，"你在哪里"、或"现在什么地方"之类的。在询问时，可能人们甚至没有意识到说这句话的目的，更将其看作为问候语。但从本质上已经清晰无疑地表明，人们对亲友或客户所在位置的强烈兴趣，从本质上实现着人类沟通层次的需要。
3．跟踪导航
在提供移动运营商提供（定位业务）之前，车辆跟踪导航信息的提供一般都是由传统的GPS完成。基于GSM的定位业务，只要为每一辆或每一艘需要导航和跟踪的车辆或船只安装一个移动台，通过移动运营商的GSM网络，完全解决了通讯覆盖问题。然后，通信网再为这些移动台提供位置信息，并将这些信息通过定位业务平台传输给调度中心，从而实现与GPS相当的定位精度。
4．位置广告
LBS定位业务平台将开通的位置广告功能，是根据移动电话用户所处的位置发送附近商业企业的广告。例如：当顾客经过某时装商店的商圈范围时，移动电话中将播放时装店的广告和商品目录，甚至可以提供电子优惠卷。
5．基于位置的计费
该服务允许移动用户在同一城市的不同区域进行通话时享受不同的话费率。该服务可以针对个人用户，也可以是团体用户。
6．随身黄页
LBS定位业务平台，首先定位出用户所处的位置，然后再根据互联网提供的信息选出用户所在地的相关信息，供用户查询。随身黄页可为用户提供一个地区的最近服务点。例如，要查询3公里内的意大利餐馆信息，则手机可按照远近标准列出在这一范围内的意大利餐馆名称。资料可以文本的格式（餐馆名称、地址、电话号码）或以地图格式（显示用户位置和餐馆的地图）显示。
7．交通监控业务
·交通阻塞报告业务
该服务向在交通干线上用户提供诸如交通阻塞情况、平均车流、干线上的汽车占有量等其他相关交通信息；
·城市风光导游业务
该服务可以对用户所在地附近的城市景点提供信息服务，如：景点介绍，景点间相互导航，对附近的饭店、银行、机场、车站等场所的导航。
8．最佳路由业务
指定商业网点最近路由的选择：
该服务根据用户的请示，计算出从用户所在地到商业目标网点（如酒店、影院、加油站等）的最佳路径。
3 GSM手机定位原理
目前基于GSM网获取位置信息的方法主要有以下3种方法:
1． COO（Cell of Origin）技术定位
COO定位技术即基于Cell-ID的定位技术，是美国E911无线定位呼叫的第一阶段采用的技术，也是定业务平台首先采用的定位方式。这种技术不需要更改手机或者网络，因此能够在现存的手机的基础上构造位置查找系统。它通过采集移动台所处的小区识别号（Cell-ID号）来确定用户的位置。只要系统能够采集到移动台所在小区基站在地图上的地理位置，以及小区的覆盖半径，则当移动台在所处小区注册后，系统就会知道移动台处于哪一小区，当然小区的定位精度取决于其半径。在城市商业区，COO定位完全能够满足要求。
COO技术具体实现又分为两种：
（1） 于网络的实现方法如图1所示：服务器从网元（如MSC/VLR和SGSN）获得Cell-ID;再由服务器把Cell-ID翻译成可以直接应用的经纬度数据。这种方法的好处是手机不需任何改变，对现网改动（只需交换机软件版本升级）就可支持定位服务。
图1 基于网络的Cell-ID定位实现方法
（2） 于手机的实现方法如图2所示：手机把它的Cell-ID通过WAP或SMS发给服务器；服务器把Cell-ID翻译成可以直接应用的经纬度数据。这种方法的好处是不需对现网做任何改动，只需手机增加相应功能（如使用STK卡）就可支持定位功能。
图2基于手机的Cell-ID定位实现方法
2. E-OTD 增强观测时差技术
E-OTD定位方式见图，是从测量时间差(OTD)发展而来的， OTD指测量时间差，E-OTD指测量的方式。具体实现方式如下：
·机需要测量至少三个基站的到达测量时间量（OTD值）；
· 后手机把上述OTD测量值上传到SMLC(SERVING MOBILE LOCATION CENTER),SMLC一般放置在BSC内完成位置计算；
· 同时放置在BTS侧的LMU（LOCATION MEASUREMENT UNIT）测量基站的参考时间量(RTD)并上传到SMLC;
·SMLC根据得到的测量时间差（OTD）和参考时间差（RTD）算出几何时间量（GTD）,GTD=OTD-RTD，由GTD可以计算出手机的位置（通过测量三个 BTS到手机的信号传输时间，则可分别确定 三个BTS与手机之间的几何距离，然后再根据此距离进行计算，最终确定手机的位置）完成定位服务。
上述第三步之所以要考虑测量参考时间量，是因为GSM网基站并不严格同步，因此需增加测量基站参考时间量这一环节。
图3 E-OTD实现LBS
3.A-GPS
直接采用GPS接收机定位实现简单但面临一个问题，由于在市区内或建筑物内一般很难收到卫星发回的GPS信号，无法实现定位，因此引入了A-GPS定位方法。
它的基本思想是通过在卫星信号接收效果较好的位置上设置若干参考GPS接收机，并利用GSM网把接收到的辅助GPS信号发给手机；同时配有GPS计算晶片的手机根据GSM网传来的GPS数据计算手机位置，这种方法将GPS与GSM网结合，实现一种精度高、定位快的方式--辅助GPS定位。
综合考虑投入成本、对现网的改变、对手机的要求等因素，目前世界上基于GSM网实现无线定位的技术方案主要采用基于Cell-ID的定位技术，因为这种技术实现简单灵活，虽然存在精度不太高的缺点，但考虑到大多数服务定位精度要求并不需要太高的背景下，已经可以利用这种技术来实现许多位置服务。
---------------------------------------------------------------------------------------------
作者简介：
黄维纲 1994年毕业于信息工程学院，现供职于北京移动通信有限责任公司发展战略部。
唐勇 1996年毕业于北京邮电大学，硕士。现供职于北京移动通信有限责任公司发展战略部。
|
