邱元陽等
目前,在移動互聯網中,一個炙手可熱的詞就是基于位置的服務(Location Based Service,LBS)了。它包括兩層含義:首先是確定移動設備或用戶所在的地理位置;其次是提供與位置相關的各類信息服務。定位技術與位置服務,催生了數不清的應用市場,有著廣闊的發展前景,也蘊含著無限商機。
陳守家:逐鹿地圖——我的方向你永遠不懂
對今天來說,定位技術早已不是用來單純的導航,而是有著極為豐富的應用,這使得它又在移動互聯網上掀起了波瀾。國外的谷歌、蘋果、諾基亞,國內的互聯網三大巨頭百度、阿里巴巴、騰訊,都推出了手機地圖服務。高德作為傳統地圖服務商轉向移動地圖APP應用服務商,通過引入阿里巴巴、新浪微博構建出地圖+社交+O2O布局。百度通過與思維圖的新合作獲取地理POI數據,在公司內部單獨成立LBS事業部,對LBS在技術、應用、開放平臺等方面高成本投入,多年積累的品牌效應使得其用戶數量迅速攀升,在資源整合和品牌效應上優勢明顯。騰訊通過街景地圖融合二維碼服務進行差異化競爭,后期通過整合搜狗地圖、微信社交、財富通生活等資源,多年的品牌號召力同樣有迅速積累用戶的潛力。移動地圖已經成為目前競爭非常激烈的市場。當然,日趨完善的服務,也是用戶的福音。
劉宗凡:衛星定位——你知道我在等你嗎
對于GPS的定位速度,相信是不少智能手機用戶心中的痛。有時打開地圖或導航軟件能迅速定位,但更多時候要花好幾分鐘,甚至十幾分鐘,才能通過GPS精確定位。具體原因是什么呢?
首先我們要了解一個專業名詞:星歷!
星歷是由衛星向用戶接收機(GPS終端)發送的數據之一,用以描述該衛星時空位置的參數。
簡單來說,地球上空有數十顆衛星按照各自不同的軌跡運轉著,之所以GPS可以準確定位是因為地球上任何一個點的上空,都可以覆蓋6~10顆的衛星同時報告你的位置。我們使用的GPS在上一次關機前最后記錄下的幾顆GPS衛星在空間中的位置會存在GPS導航儀中,只要你下次搜索還能搜到其中的4顆衛星就可以進行定位,從而提高搜星速度。但這個星歷只會存到GPS導航儀里48小時,超過這個時間星歷會自動刪除,你下次開機的時候機器會重新搜索衛星,這時由于機器里沒有存星歷的信息,所以搜星定位的速度就要比剛關機再開機定位速度慢很多。另外,如果你在某地保存了星歷,雖然沒有過48小時,但去到了外地很遠的地方,也會使得原先存儲的星歷失效,需要重新搜星。
一般來說,合格的GPS導航儀如果沒有保存星歷信息,成功定位需要5~8分鐘的時間。當然,一些天氣如雨雪霧等也會影響搜星定位的時間。我們感覺定位忽快忽慢的關鍵原因就在于設備里有沒有存儲正確的星歷。
雖然GPS“冷啟”到定位成功需要的時間比較長,但如果我們借助輔助定位技術,根據實際情況修改GPS配置文件,就可以實現“秒定”——數秒內準確定位。當然,這是需要少量的流量來實現的。
首先要保證你的手機已經獲得root權限。打開RE管理器,在system下找到etc文件夾,再找到gps.conf(gps配置文件),將RE管理器掛載為讀寫,長按gps.conf文件,選擇以文本編輯器方式打開,將里面的內容修改為以下內容:
NTP_SERVER=0.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=1.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=2.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=3.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=cn.pool.ntp.org
XTRA_SERVER_1=http://xtra2.gpsonextra.net/xtra.bin
XTRA_SERVER_2=http://xtra1.gpsonextra.net/xtra.bin
XTRA_SERVER_3=http://xtra3.gpsonextra.net/xtra.bin
SUPL_HOST=suplcn.sirf.com
SUPL_HOST=supl.nokia.com
SUPL_PORT=7275
為什么這個GPS配置文件能夠快速定位呢?決定于以下兩個方面:
一是授時服務器NTP Server,對于搜星后快速定位很重要。有的時候搜到的衛星很多但是定位很慢,就是因為和授時服務器連接不順暢。快速和NTP Server同步,有助于提高GPS定位速度。建議優先使用國內的NTP Server。中國授時服務器變動信息可查看網址:http://www.pool.ntp.org/zone/cn。
二是SUPL服務器,主要是通過網絡提供GPS衛星星歷圖,提高搜星速度;另外通過信號基站等其他輔助手段提高定位精度。盡量使用國內服務器能提高定位速度。其中suplcn.sirf.com(上海電信定位服務器)、supl.google.com(谷歌定位服務器)和supl.nokia.com(諾基亞定位服務器)是比較常用的。到底用哪個,可以ping一下看連接速度如何。
邱元陽:電子圍欄——你的分數我做主
自2013年新駕考實施以來,全國各地的場地考試均全面采用GPS定位系統來進行自動評分。除部分要求較嚴格的考場同時使用紅外線來精確檢測考試過程是否正確外,大部分考場都是使用GPS“電子圍欄”對考試過程進行檢測和評分。
“電子圍欄”是利用GPS衛星定位技術,在場地或地圖上圈出的某些限定區域。它能夠實時監控車輛行駛路線,在駛進和駛出限定區域會感應提示,從而自動對考試過程進行正誤評判。此外,“電子圍欄”也可用于培訓計時,將正規駕校的培訓場地劃入電子圍欄,而欄外區域的練車不計入學時,避免了黑駕校的掛靠和刷學時作弊。endprint
固定在考試車輛上的GPS終端,可以準確地指示車輛運行的軌跡和速度,從而正確判定車輛是否出界、壓線,在駕駛證的科目二考試中應用已經成熟。
駕照場地考試系統一般是基于衛星定位系統(GNSS)中的載波相位技術對車輛進行實時動態定位測量(RTK),通過車內各部位安裝的高精度差分GPS終端,利用雙天線為基線,動態采集車輛運動過程的各種參數,由車載計算機進行綜合處理,獲得高精度的車輛位置、車輪坐標、車輛邊界、行駛速度、傾仰角度等全姿態參數,配合車載傳感器單元(熄火、轉向、安全帶等)和車載音視頻系統(揚聲器、攝像頭等),對考試過程做出自動評判和提示,并上傳考試結果到控制中心。
場考中的GPS系統位置檢測精度達到厘米級,車速檢測精度為0.1Km/h,可以相當準確地評定考試成績,因此誤判的概率很小。這樣的考試系統不僅減少了人工評判中的人為因素,維護了考試公平性,也極大地提高了考試效率,緩解了考場的考試壓力。同時,對駕駛員較嚴格的考試評判也有助于減少日后的交通事故。
劉宗凡:北斗系統——國貨當自強
作為四大導航系統之一的北斗系統,是中國正在實施的自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統。可能有很多人只知道GPS,而不知道北斗。到底北斗現在是一個什么狀態呢?
北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成。空間段包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星,地面段包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站,用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛星導航系統兼容的終端。
北斗和GPS一個很大的不同,在于GPS是一個單向系統,而北斗是一個雙向系統。也就是說,北斗的指揮機和終端之間可以雙向交流。在2008年5月12日汶川大地震發生后,北京武警指揮中心和汶川武警部隊運用“北斗”進行了上百次交流,通過北斗導航系統獨有的報文功能發送了50多萬條的短信,使外界在地震災區各項通信中斷的情況下了解到災區的具體信息,為抗震救災帶來了巨大的便利。
當然,雙向系統也是一把雙刃劍。當我們在軍事上使用北斗時,因為終端要向指揮機發送信號,就可能被敵方探測到。另外,因為需要發送信號,北斗終端的造價會高于GPS終端,不利于普及。同時,因為要發送信號,終端的耗電也明顯高于GPS終端。當然,體積更龐大也是必然的。
目前,中國北斗系統在應用中還存在很多問題:①系統應用不充分。特別是在民用中資源閑置非常嚴重,造成極大的浪費。②終端價格偏高,無法與GPS系統充分競爭。③終端設備開發滯后,跟不上應用需要。④北斗系統目前只能為中國及周邊國家和地區提供定位服務。
陳守家:室內定位——想說愛你不容易
在室外,智能手機靠GPS傳感器定位,但是到了室內手機就接收不到GPS信號了。不過現在有一種新技術可以利用設備內置的攝像頭來進行室內定位修正,修正后的精度可達1米之內。這項新技術可促進新型應用的誕生,對于Google Glass這類的可穿戴技術尤其有價值。
這項由加州大學伯克利分校開發的技術可利用設備攝像頭拍攝的照片來計算出設備的位置和方向。不過前提是需要有建筑物內部的全景圖庫(與Google的街景圖類似)。由于系統清楚圖庫中的每一張照片的實際位置,因此通過照片比對也能計算出設備的位置所在。這和其他定位技術比較完全使用了另一種思路。而建筑物內部全景圖庫的建立過程,將影響到這項室內技術的發展。
當然,利用WiFi也可以實現室內定位。WiFi定位的原理大體上可分為兩種。
一種類似GPS定位:已知某WiFi熱點的坐標,通過移動設備得到了該WiFi熱點的信號強度,這個信號強度與WiFi熱點到移動設備的距離有一定關系,故可通過信號強度得到移動設備與該WiFi熱點的距離。得知移動設備到3個以上WiFi熱點的距離則可由這些WiFi熱點的坐標求得移動設備的坐標。這個方式的關鍵在于信號強度與WiFi熱點到移動設備的距離之間的關系。事實上這個關系受許多環境因素的影響,缺乏普遍性且并不穩定,因此這種方法雖然理論上能定位到一個坐標位置但缺乏實踐性。
另一種則類似指紋識別的原理:對于每個語義位置(如一個房間)采集WiFi信號,形成“指紋庫”。定位時,將移動設備測得的WiFi信號與已有的“指紋庫”比對,看這個新信號與庫中哪個位置的信號最匹配,則認為移動設備最可能位于該位置。定位的精度主要依賴于新信號與已有信號進行模式匹配的算法。這種方法可不依賴熱點的位置坐標而實現對語義位置的定位,因此基礎數據庫的建設較簡單。如果對算法具有較強的學習能力,每一次定位所接受到的WiFi信號都可用于完善“指紋庫”和模式匹配算法,使系統的定位準確度隨著用戶定位次數的增加越來越好。
家庭常用的最普通的802.11n家用路由器,大多數是支持MIMO多天線的,基站本身就能根據客戶端的實際位置發射具有指向性的波束,客戶端和基站的方位角是可以確定的。這種情況下理論上只要兩臺基站即可精確定位,精度是米以內的,這已經遠遠高于民用GPS的精度了。另外由于“室”本身不會很大,再加上WiFi信號本身的傳播距離就已經決定了這是一個幾百平米左右空間內的定位問題。即使有誤差,百米范圍內的這點誤差也絕對不會比民用GPS的誤差更大。
邱老師曾提到GPS可以有補正算法,室內WiFi定位同樣可以有補正算法,而且由于地方小,情況簡單,補正更加容易,我們甚至可以做到每平米范圍內做一套采樣數據錄入數據庫用于補正,在特定位置增設定位用的基站也更加隨意。所以說室內WiFi的定位精度是很高的,足以達到甚至超過民用GPS的水平。目前已有人做出超市內的WiFi定位,利用的就是這個原理。
室內定位目前主要通過WiFi AP進行,目前除了WiFi之外似乎也沒有別的廣泛使用的WLAN技術。RFID定位需要特殊設備,并且需要很多預備工作,并不具備普遍意義。WiFi定位可作為一定室內區域,如博物館內部、校園內各建筑內部的定位手段,而在室外仍用GPS定位。endprint
此外,二維碼定位是目前的一種新定位方式,這個大概是最精確又最簡單可靠的定位方式了。我們可以通過手機攝像頭拍攝貼在特殊位置上的二維碼,二維碼里存儲了當前的位置信息,從而定位了拍攝時手機所在的位置,該方式簡單、成本低而且有效。
邱元陽:打車軟件——你知道我在找你嗎
隨著APP在智能手機上的大量應用,各種手機軟件極大地豐富著信息時代的生活,基于位置服務的打車軟件正是這些快速崛起的手機應用之一。僅僅一兩年的時間,“快的”、“嘀嘀”、“搖搖”等打車軟件即風靡全國,為越來越多的出租車司機和市民所使用。
正像其他IT行業初期的發展一樣,打車軟件行業之間的競爭也注定是一場“燒錢”的游戲,對乘客端和司機端的補貼力度都非常大。在群雄混戰中,最終嘀嘀打車、快的打車、搖搖招車勢力崛起,形成三足鼎立之勢。由于有阿里、騰訊這樣雄厚的后盾支持,“快的”、“嘀嘀”明顯具有更大的優勢,在戰爭的硝煙中屹立不倒,搖搖則風雨飄搖。
通過打車軟件,乘客可以便捷地通過手機發布打車信息,并立即和搶單司機直接溝通,大大提高了打車效率。再加上統一電召平臺的調度,訂單可以在各個調度中心流轉,也提高了打車成功率,甚至可以出現跨軟件用戶的成功打車。
然而,由于打車軟件具有加價叫車功能,以及司機在使用過程中因為看屏分神增加了行駛安全隱患,還有維權監管難題等,不少城市開始叫停或限制打車軟件。深圳市強制要求司機卸載手機打車軟件,上海市在早晚高峰期嚴禁出租車使用打車軟件,北京市則強制統一在線打車APP,并使用統一的電召平臺。南昌市卻計劃由電召運營商負責開發一款新型打車軟件,使用GPS語音呼叫系統,不需要司機看屏。
打車軟件的使用,方便了使用軟件的人,但同時也對不使用軟件的打車人造成了影響和麻煩,因為有補貼機制和小費加價的利益驅使,出租車開始挑乘客,對路邊招手的乘客視而不見或干脆拒載。也許,不再游離于監管之外,才能讓打車軟件真正走上正軌。
劉宗凡:關注馬航——飛機去哪兒了
馬航MH370失聯,牽動了全球無數人的心。至發稿前止,搜索工作仍然一無所獲。馬來西亞已經出動了巫師這樣的不靠譜的方式來尋找飛機,人們不禁要問:現在定位技術這么發達,為什么就無法找到馬航MH370呢?
馬航MH370的失聯之所以顯得非常離奇,是因為這樣的事情幾乎很難發生。MH370帶有三種通訊系統,分別是無線電臺的語音通信系統、應答器和衛星通訊系統。無線電臺的語音通信系統基本上覆蓋了整條航線,是空管人員與機組人員通話常用的通訊系統。而應答系統和地面二級雷達互相響應,二級雷達掃描到飛機以后向它發出詢問,飛機的應答系統自動回復。在無線電臺無法和地面聯系時,衛星通訊系統(ACARS系統)會自動啟動,向通訊衛星上傳數據,通信衛星再將數據傳回地面。ACARS系統是無法手工關閉的。在這么完善的通訊方式下,飛機想要失聯,其實是非常不容易的。
那么失聯以后,我們為什么不能通過技術來定位飛機的位置呢?
1.為什么不能用GPS定位
我們知道,GPS是衛星單向發送信號,GPS接收設備只是單純地接收信號,雖然馬航MH370安裝有GPS,但要通過飛機的通訊系統向地面匯報,我們才能知道飛機到底去了哪兒。同樣的道理,雖然很多乘客的手機都有GPS功能,但同樣無法為我們提供幫助。
2.為什么不能用手機定位
我們經常看警匪片,警察一打罪犯手機,就能迅速定位對方的位置。而馬航MH370失聯航班乘客家屬曾反映能打通乘客的手機,為什么不能定位呢?我們知道,手機處于三個基站信號覆蓋下就可以實現定位。只要手機與一個基站連接,就可以打得通電話,但卻無法實現定位。也就是說打通電話的難度遠小于通過手機定位的難度。另外,所謂“打通”,并不一定是真正打通。如果你從北京用手機撥打一個位于新加坡朋友的電話,需要經過幾個步驟:你的手機→本地基站→國際交換局→當地的通訊網絡→當地基站→對方手機。由于北京和新加坡距離較遠,通信需要一定的時間,因此國際間通話不可能像我們本地通話一樣迅速,在國際交換局找到當地通訊網絡的時候,交換局往往會返回一個提示音,表示已經接入對方網絡,請耐心等待。而這個提示音,就是該家屬所聽到的所謂的“通話音”,因此造成了家屬錯誤地以為打通了對方的電話。
3.為什么不能通過QQ定位
我們上QQ的時候都有一個地理功能,能看到對方所在大概區域,雖然不一定準確,但還是能有一定參考價值。馬航MH370乘客家屬反映失聯后乘客QQ曾經在線,甚至有反復上線下線的動作。其實這是QQ服務器的問題。馬化騰已經回應,手機QQ非正常退出時,還會顯示一段時間在線,當然也就無法通過它來定位了。何況QQ的位置信息是基于IP數據庫的。
4.為什么不能通過黑匣子定位
黑匣子平時不發射信號,墜毀以后才會發射信號。黑匣子向外發射無線電信號,包括空難信號,是有條件的。條件就是接收信號的這些點必須在它附近,如百十公里之內,太遠是不行的。發射信號的這個點如果在深海、遠海,陸地探測器也難以發現,也有可能電源已經失效了。
5.為什么不能通過間諜衛星定位
早在法航飛機事故發生后,法國就曾請求美國動用間諜衛星對搜救工作進行支持。那么對于失聯的馬航MH370,間諜衛星就無能為力嗎?
棱鏡事件后,人們開始吃驚于美國的全球監控能力,顯然希望它的間諜衛星能在搜救失聯飛機時一展身手。然而,軍用雷達在探測到馬航MH370向西飛往印度洋后,就失去了它的信號。無論是國際海事衛星組織的衛星還是各國軍事衛星,都不是為追蹤迷途客機而設計的。美國在印度洋和太平洋地區上空的間諜衛星主要用于監測朝鮮、阿富汗和巴基斯坦北部,關于失聯客機的可能航跡,美國情報部門也沒有多少自己的原始數據。雖然美國在追蹤中國在東海和南海的活動上投入了更多資源,但美國情報機構并未對印度洋大片空無一物的海域實施常規監視。即便部署了間諜衛星,可用來幫助搜索的技術手段也不多。假如飛機已墜入印度洋,間諜衛星也只能通過可能浮在海面的殘骸碎片來尋找,而較大的飛機殘骸很可能已沉入海底。因此,在印度洋上的搜救工作不太可能從太空得到幫助。endprint
讓我們為馬航失聯飛機祈禱吧!希望能早一天找到他們。
劉宗凡:定位軟件群芳譜
高德導航:中國最大的導航電子地圖及應用服務供應商,為各頂級汽車品牌及手機廠商提供導航產品,為谷歌、微軟、中國移動、阿里巴巴、騰訊等世界級公司提供在線電子地圖及服務,地圖數據新,人機界面華美炫酷,操作簡便。地圖數據全部為實采且擁有知識產權,支持AR實景導航和3D全景導航,具有實時交通信息和豐富的電子狗信息。
凱立德手機導航:一直走在中國GPS導航軟件前列。實時路況、3D實景、聲控、位置分享、語音通訊等都不在話下,并且其2013春季版等版本還支持“GPS+北斗”雙模導航!
其他的導航軟件如導航犬、靈圖天行者、東納導航、城際通、道道通、導世通、夢擎、百度導航等也都各有特點。
GPStest:這是一款非常小巧的Android系統上的GPS狀態查看工具,可以測試你已經連接了多少顆GPS衛星,你所在的經緯度、世界時間、日出時間及速度等信息。
愛家定位:是一款主要面向家庭成員提供位置服務的手機客戶端應用(APP)。用戶創建家庭群并邀請家庭成員登錄后,可以在地圖界面上直觀查看家庭中各成員的當前位置、軌跡記錄,同時可以設置禁止入、禁止出等各種類型的電子圍欄,特別適用于家庭中對老人、小孩的關愛服務。該應用也可適用于中小企業、組織團體對員工和成員的調度管理。群創建者作為群管理員,可對所有成員進行增、刪、改管理,并可配置各成員之間相互的位置可見關系。
益動GPS:通過手機內置GPS模塊,存儲運動軌跡,記錄運動距離、運動時間、平均時速、最高時速、消耗熱量等數據,并進行統計及分析,從而對你的運動給出科學指導,是愛好運動人士的好幫手。我們還可以通過這個軟件方便快捷地將運動記錄分享到各社交平臺。
六只腳行蹤戶外GPS:是一款專業的導航軟件,但是不同于功能嚴重同化的導航應用。它主要面向戶外愛好者,滿足驢友戶外所需的記錄、瀏覽、分享戶外線路(GPS軌跡)的客戶端,提供強大的GPS軌跡記錄、便捷的軌跡分享,并與六只腳網站完美對接,可隨時瀏覽網站上超過20000條的戶外線路,提供戶外行程指路,排除因路線不熟帶來的不便。它可以在外出前離線下載地圖,這樣就可以節約流量。
結束語
每一項新技術的應用,新事物的誕生,都會迎來一場觀念上的革命。位置服務也是這樣,在用戶還沒充分體驗孰優孰劣時,市場上卻已經是硝煙彌漫,誰都不想放棄自己看到的商機。早出手占盡先機,退一步海闊天空,在應用為王的時代,技術已經不是問題,創意加服務才能最終為用戶所青睞。endprint