移動定位的業務功能與實現原理

當前，作為數字移動通信網提供的增值業務之一，移動定位服務在國外已經有了成功的先例，在國內也已經度過了發展的初期階段，正表現出良好的發展勢頭。 而在即將到來的3G時代，定位業務也將是運營商推出的重點增值業務之一，其廣闊的市場前景已經引起了移動運營商、服務提供商以及制造商的廣泛關注。——編者 

當前，隨著無線通信技術的發展和數據處理能力的提高，眾多的移動增值業務被開發出來。其中移動定位業務就是最具發展潛力的業務之一。目前，日本、美國、韓國和歐洲的移動定位業務均取得了良好的發展。 

目前移動定位主要的應用包括以下幾個方面。人身安全和緊急救助。目前，我國人身安全和緊急救助報警只能依靠撥打110或120，這使得用戶在緊急情況下（如正受到人身攻擊或急病突發）的報警變得十分困難。利用移動定位業務，手機的持有者只要按幾個按鈕，警務中心和急救中心在幾秒鐘內便可知報警人的位置而可以提供及時的救助。美國已規定2001年10月之后所有手機必須具有定位報警功能。歐洲一些國家也開始了這方面的應用。在我國可應用在人身受到攻擊危險時的報警、特殊病人的監護與救助、獨生子女位置的監護與救助、生活中遇到各種困難時的求助需求等。 

機動車反劫防盜。與目前其它幾種防盜系統相比，移動定位業務所采用的系統具有突出的優點包括系統體積小，重量輕，可放置機動車任意位置而不易被竊車者發現；不受遮擋的影響，室內室外均可實現定位；與GPS定位相比，成本低，若使用手機作為定位終端價格可在千元以下；定位系統的安全運行可完全由有關部門自主監控。 

集團車隊、人員和租賃設備的調度管理。在許多情況下，集團車隊和人員的管理者需要及時調度所屬的車輛和人員，以提高工作效率，提升服務質量，如郵政快遞、應急維護服務等。管理者希望距離客戶最近的車輛和人員在最短的時間內到達用戶所在的位置。借助于移動定位業務，管理者可隨時了解車輛和人員的位置，因而可根據客戶隨時的要求，迅速調度車輛和人員。與GPS相比，移動定位業務所采用的定位技術的特點是當車輛和人員進入遮擋物下或建筑物內時，管理者仍可方便地確定其位置，進行調度管理。 

與位置相關的信息服務。移動定位業務可提供與位置相關的各種信息服務。當用戶在陌生地區想知道距離最近的商店、銀行、書店、醫院時，只需數秒手機顯示屏上便可出現所需的位置信息。當用戶隨時隨地想購買自己喜歡的商品時，定位系統與信息數據庫結合可引導用戶購買。還可和互聯網站商合作，為用戶提供豐富的信息服務。該項業務也將在我國蓬勃興起。 

物流管理。如對全國流動的貨運車輛、火車車廂、專業車隊如運鈔車、郵政速遞車等進行位置監控管理，合理調度車輛，減少空載。 

廣告。上述應用的推廣將會吸引眾多的廣告商在定位業務中插入廣告業務。具體做法是在用戶接收定位信息服務顯示前增加1至2秒鐘廣告顯示，可達到好于一般紙頁廣告甚至電視廣告的效果。 

友情、娛樂性服務。用戶可利用定位系統隨時獲知朋友的位置、發出問候信息。可和朋友玩基于位置的游戲。 

很多人都贊同位置服務是21世紀一項很重要的增值業務。對移動用戶而言，移動定位業務不僅是了解自己或他人位置的個性化服務，更重要的是關系到每個移動用戶的自身與財產安全。隨著未來技術的發展，移動定位業務將提供給用戶更高的定位精度、更便捷的操作方式、更全面的位置信息。移動定位業務也必將獲得更廣闊的應用。 

從技術實現上來看，提供定位業務有幾種方式，包括通過手機來實現、通過網絡來實現以及兩種方式的混合使用。 

其中，通過手機的解決方案主要是把GPS組合到手機內提供定位業務，但由于跟蹤裝置的天線和發送設備價格昂貴，耗電量大，手機的重量增加，同時手機與GPS的無線連接會受到地理位置、周邊環境乃至天氣的影響。這些因素均使得通過手機與GPS連接方式的應用受到了一定影響。因此，業界又提出了通過網絡來實現定位的方式。 

網絡解決方案通常有到達角度（AOA）、到達時間（TOA）、到達時間差（TDOA）和多路徑鑒別標志等幾種方式。 

其中，AOA方式是利用幾個基站中的每一個基站來測定與用戶機位置距離的角度，由3個不同角度找出用戶的位置。TOA是一種基于信元技術的系統，其精度高，但由于手機及基站均須擴充軟件并集成，因而成本較高。TDOA采用信元定位技術，在城市的柵格地圖上設立一系列等距離的監測點，這些監測點檢測和接收由無線手機發出的信號，并送往該城市相應的網絡進行處理和服務。通常將檢測及記錄到的每個基站與手機間信號的來回時間附上準確的時間標志，送到網絡中的服務器，該服務器將時間印記互相比較，確定用戶手機所在位置，該方案需要至少3條記錄，當然，記錄越多越精確。多路徑鑒別標志，須在城市街道圖上制成位置鑒別標志分布圖。當信號到達時，該信號與鑒別標志最吻合的點就是最接近用戶的位置點。 

上述這些網絡解決方案的主要優點是可以面向所有的手機，不需要用戶再另行購置新的手機。但通過網絡來實現定位也存在一些缺點，主要體現在：每個移動運營公司都需要建立自己的監測站點；運營公司通常把塔和基站設置在成直線的道路上，這樣難于獲得兩個或3個基站同時接收到的手機信號；不能標出高度；由于地理環境的原因，有時會使傳播和接收的信號產生差異，例如城市的高大建筑物、山區的山峰等會形成信號的反射和往返，造成定位誤差。 

基于以上分析，還有一種途徑是混合解決方案。混合解決方案有無線助理GPS和增強型觀察時間差（EOTD）等方式，克服了純粹使用GPS的缺點，如電池壽命和與衛星的瞄準線等問題，而且成本也較低。因此，該方案受到了業界的關注。混合解決方案主要包括： 

無線助理GPS解決方案。無線助理GPS解決方案把客戶機與服務器對GPS信號的處理區分開來，客戶機的處理技術反映在手機里，服務器采用了工作在網絡上的UNIX、NT軟件。由于客戶機比整個GPS接收器做的工作少，因此它在網絡擁塞的環境下也能正常工作及處理較弱的信號，該方案和通常的GPS不一樣，可以在室內或樹林的環境下工作。純粹的GPS方案耗電大，無線助理GPS耗電小。無線助理GPS系統無須改變網絡硬件，但需增加網絡軟件。無線助理GPS解決方案的主要缺點是用戶需要購置具有助理GPS功能的手機。 

EOTD解決方案。該方案用手機中的軟件收聽移動網絡信息，用位置測量單元（LMU）記錄來自網絡的連接數據。手機將網絡中讀取的數據送到網絡中心的中央服務器。該服務器把手機的信息和LMU的數據進行比較，計算用戶所在位置。 

但是我們也必須看到，除了技術與成本之外，還有更多的因素影響到移動定位業務的發展。例如移動Internet中的移動定位技術，就受到了多方面的質疑，即當定位計算功能在網絡中進行時，用戶對定位業務的控制能力將很弱，這時用戶不能阻止網絡對其所在位置的確定，那么用戶的隱私權將受到侵犯。對于這一點，一直都存在比較大的爭論。如果用戶能夠在不關閉他的手持電話的情況下將定位功能關閉的話，大多數用戶都會感到舒服些。基于此，有眾多的專家支持將實現定位的功能附加在移動終端上的技術方案。 

隨著移動通信技術的發展，特別是3G的發展，移動定位業務的技術實現也會有更加豐富的手段。專家預計，基于信元識別的位置技術在未來將更有優勢，尤其是精度將進一步提高。而移動定位業務將因此而獲得更廣泛的應用，如公路、導航、貴重物品運輸和運鈔車的跟蹤以及與位置有關的計費等一些增值業務。 

■小資料 

什么是移動定位 

作為移動通信系統的特色業務之一，定位服務一直被認為是未來移動增值業務的一個亮點。目前，北美、歐洲和亞太地區的主要移動通信運營商都已開通了移動定位業務。預計到2004年底，使用移動定位及基于位置服務的用戶數量將超過6000萬，從而使其成為僅次于語音的第二大移動業務。移動定位可幫助個人和集團客戶隨時隨地獲得基于位置查詢的各種服務與信息。運營商可以利用自己的移動網絡資源，結合短信息服務系統、GPS和地理信息服務系統（電子地圖），與內容和業務提供商合作，可以為個人和集團客戶提供豐富多彩的移動定位應用服務。目前移動定位業務的具體應用可大致分為：公共安全業務、跟蹤業務、基于位置的個性化信息服務、導航服務以及基于位置的計費業務等