A_GPS定位技术在智能手机中的研究与应用

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２、用户平面 用户平面方式利用现代无线网络的 ＩＰ 功能，通过 ＩＰ 数据网和 ＳＭＬＣ 交互辅助信息，移动终端的 ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）直接通过相应的 标准接口实现定位信息从终端到 ＧＭＬＣ 的传递。其相应的标准由开放 式移动联盟（ＯＭＡ）制定，称为安全用户层面定位（ＳＵＰＬ）。这种方式的 优点在于可以独立于无线网络部署，无需无线接入网和核心网中各节 点的网络信令支持，无需对无线核心网络进行改造且与 ２Ｇ 网络兼容， 易实现，成本低，因而推广迅速。 三、 A- GP S 在智能手机中的具体应用及发展趋势 利用 Ａ－ＧＰＳ 技术构建基于智能手机位置服务的应用系统具有很 大的现实意义，并在技术上得到了具体而广泛的应用，特别是在紧急呼 叫中，例如美国的 Ｅ９１１ 和欧洲的 Ｅ１１２ 等。它被定义为运营商必须要提 供的服务之一，其市场范围也越来越广泛，市场潜力十分巨大。具体应 用主要有以下几个方面： １、人身受到攻击危险时的报警与急救： 目前，当用户拨打 １１０、１１９ 或 １２０ 电话时，接听方不能立即确定其位置。利用无线定位业务可使接 听方在收到呼叫时，就能自动确定其位置，为及时处理事件节省了时间。 在美国，已规定所有手机必须具有定位报警功能； ２、独生子女、儿童、老人位置的监护与救助：给儿童、老人配上相应 的终端，可使家人在他们迷路或需要帮助时及时找到他们； ３、防盗功能：具有定位功能的手机或装有无线定位终端的车辆等设 备，在被盗后只要处于开机状态就可知道其位置； ４、导航服务与商业应用：用户在陌生地区可以用定位手机带路。在 窄带接入条件下，可用短消息或语音提示的方法；在宽带接入条件下，甚 至可以用在线地图的方式导航。同时，用户可以通过手机查询距离自己 最近的饭店、银行或医院来获得最方便的服务； ５、友情、娱乐性服务：客户可利用位置服务系统随时发出问候信 息，获知标有朋友位置的手机地图，可和朋友玩基于位置的游戏； ６、特殊病人的监护与救助，如 １２０ 救助； ７、生活中遇到各种困难时的求助需求。 将卫星导航与无线蜂窝融合起来的 Ａ－ＧＰＳ 定位技术，因其方便好 用，促进了它与无线手机的组合，从而形成的移动定位服务产业，其市场 呈一种爆发性的增长趋势。移动厂商已经开始着手于 ３Ｇ 的应用推广， 并且提供 Ａ－ＧＰＳ 定位功能， 目前主要应用是查找别人的位置和地区信 息查询。总的来说，移动位置服务业务基本是处于市场培育阶段。 但据 预计，全球使用位置服务的用户，在 ２００５ 年有望达到 ３．９３ 亿户，占全球 移动用户总数的 ５４％。移动网络上的位置服务在西欧的收入预计可达 ９０ 亿美元，在美国预计收入可达 ６５ 亿美元。 四、 结束语 作为无线移动通信系统的特色业务之一，移动定位业务被全球的许 多移动运营商视为是未来移动网络增值业务的一个亮点。３Ｇ 时代的到 来将会为这一前景看好的无线增值业务提供一个更加广阔的发挥舞 台。结合网络和 ＧＰＳ 定位系统的 Ａ－ＧＰＳ 技术拥有优异的定位性能，能 够满足从低端到高端的广泛用户需求，因此作为移动定位的重要支撑技 术之一的 Ａ－ＧＰＳ 必将拥有光明的应用前景。特别是在美国 ２００４ 年末 Ｅ９１１ 命令的成功实施更加有力地证明了 Ａ－ＧＰＳ 技术的优势。
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A- GPS 定位技术在智能手机中的研究与应用
国防科学技术大学计算机学院术的结合，是当前通信市场一个新的业务增长点。本文主要介绍当前几种主要定位技术中比较先 进的 Ａ－ＧＰＳ（网络辅助的全球定位系统）定位技术，分析了 Ａ－ＧＰＳ 定位技术的优势 、工作原理、网络结构，阐明了其在智能手机中的 应用和发展前景。 ［ 关键词］ Ａ－ＧＰＳ（网络辅助的全球定位系统） 无线定位 无线网络 智能手机
Ａ－ＧＰＳ（Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）即网络辅助的全球定位 系统，这种方法需要网络和移动终端都能够接收 ＧＰＳ 信息，是一种结合 了网络基站信息和 ＧＰＳ 信息对移动终端进行定位的技术，可以在 ２Ｇ 和 ３Ｇ 网络中使用。
作为一种高精度的移动定位技术，同其他的几种不同的定位技术 相比，采用 Ａ－ＧＰＳ 技术可获得以下好处：一是缩短初始定位时间。利用 网络端传来的 Ａ－ＧＰＳ 辅助数据（差分校正数据、卫星运行状态等）可以 增强 ＴＴＦＦ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｘ，第一次发回位置信息所需时间），手机可以 很快捕捉到 ＧＰＳ 信号，首次捕获时间将大大减小，一般仅需几秒的时 间，不需像 ＧＰＳ 的首次捕获时间可能要 ２－３ 分钟，极大地提高定位服务 的质量；二是提高接收机灵敏度，扩大定位业务的覆盖范围。在有网络 辅助信息的情况下，ＧＰＳ 接收机辅助卫星信号的灵敏度可以相应提高， 这样 ＧＰＳ 接收机就能在一些原本无法定位的环境下工作，从而扩大了 定位业务的覆盖范围；三是改善定位精度。移动终端可利用网络提供的 差分 ＧＰＳ 或其他校正数据来提高定位精度。普通 ＧＰＳ 接收机的定位精 度是 ３－５０ 米，采用差分技术可提高到 １－１０ 米。
一、 A- GP S 的工作原理 Ａ－ＧＰＳ 系统主要有三个部件：一是具有 Ａ－ＧＰＳ 功能的智能终端或 手机；二是广域参考网（ＷＡＲＮ）或者全球参考网（ＧＲＮ），以及负责积极 跟踪 ２４ 颗最小配置的 ＧＰＳ 轨道卫星；三是 Ａ－ＧＰＳ 定位服务器，在移动 网络内部实际进行或帮助位置计算其中具有 Ａ－ＧＰＳ 功能的智能终端 或手机，是 Ａ－ＧＰＳ 系统的关键部位。其定位流程如下： １、Ａ－ＧＰＳ 手机首先将本身的基站地址通过网络传输到位置服务 器。 ２、位置服务器根据该手机的大概位置传输与该位置相关的 ＧＰＳ 辅 助信息（ＧＰＳ 捕获辅助信息、ＧＰＳ 定位辅助信息、ＧＰＳ 灵敏度辅助信息、 ＧＰＳ 卫星工作状况信息等）和移动终端位置计算的辅助信息（ＧＰＳ 历书 以及修正数据、ＧＰＳ 星历、ＧＰＳ 导航电文等）到手机。 ３、该手机的 Ａ－ＧＰＳ 模块根据辅助信息（以提升 ＧＰＳ 信号的第一锁 定时间 ＴＴＦＦ 能力）接收 ＧＰＳ 原始信号。 ４、手机在接收到 ＧＰＳ 原始信号后解调信号，计算手机到卫星的伪 距（伪距为受各种 ＧＰＳ 误差影响的距离），并将有关信息通过网络传输 到位置服务器。若采用网络侧计算，终端将测量的 ＧＰＳ 伪距信息通过网 络传输到位置服务器，位置服务器根据传来的 ＧＰＳ 伪距信息和来自其 他定位设备（如差分 ＧＰＳ 基准站等）的辅助信息完成对 ＧＰＳ 信息的计 算，并估算该终端的位置；若采用终端侧计算，终端根据测量的 ＧＰＳ 伪 距信息和网络传来的其他定位设备的辅助信息完成对 ＧＰＳ 信息的计 算，把估算的终端位置信息传给定位服务器。 ５、位置服务器根据传来的 ＧＰＳ 伪距信息和来自其他定位设备（如 差分 ＧＰＳ 基准站等）的辅助信息完成对 ＧＰＳ 信息的处理，并估算该手 机的位置。 ６、定位服务器将该手机的位置通过网络传输到手机。 ７、智能终端或手机可以根据需要将手机的位置信息发送给相应的 用户平台或服务器（ＧＩＳ 服务器、车载终端等）。 二、 A- GP S 的网络结构 目前，基于无线网络的 Ａ－ＧＰＳ 技术中，可以采用两种基本的网络 拓扑结构：控制平面（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）和用户平面（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）。 １、控制平面 控制平面方式中，移动定位中心 （ＳＭＬＣ，Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｒｅ）与无线基站的无线网络控制器（ＲＮＣ，Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｔ） 集成，ＧＰＳ 辅助信息通过信令的方式来交互。移动定位网关（ＧＭＬＣ）位 于无线网络的 ＩＰ 数据网上，负责外部定位请求的接入。由于通过信令 接口在核心网络内部传输辅助数据，因而该结构传输效率高且安全可 靠，有利于位置服务的管理和控制。其缺点是 ＲＮＣ 需具有 ＳＭＬＣ 功能， 否则会影响到核心网络，实现和维护复杂，成本较高。
参考文献 ［１］杨颖，任振娜．一种新的 ＧＰＳ 定位解决方法．电脑知识与技术， ２００５ ［２］刘基余．ＧＰＳ 卫星导航定位原理与方法．北京测绘出版社，２００３ ［３］朱志勤．卫星定位技术的新发展．遥测遥控，１９９８ ［４］李康，常力军．手机定位技术的 Ａ－ＧＰＳ 解决方案 ［５］董四海．ＧＰＳ 全球定位系统的发展趋势及市场前景．微型机与应 用，１９９７ （１１）