基于位置服務關鍵技術的應用研究

摘 要：基于位置服務主要是在服務性行業中集成互聯網、無線通信、地理信息系統及定位等技術。文章較深入地研究了位置服務的關鍵技術及其應用，并展望了位置服務的應用前景。

關鍵詞：位置服務；地理信息系統；無線通信

1 概述

大部分人類活動都離不開地理位置，因此，與位置有關的諸多技術及服務應運而生。隨著互聯網、無線通訊、全球定位等技術的快速發展，使用戶在任何地點及時間，基于互聯網融合移動通信形成移動互聯網，各種信息服務利用移動終端進行獲取，定位服務利用移動終端獲得被稱為狹義的位置服務，而基于位置的信息服務則被稱為廣義位置服務。其優勢是將GIS功能及基于位置的信息利用固定或移動網絡進行發送，不受時間、地點及設備等條件的限制。

2 基于位置服務的體系結構

可提供給用戶與實時位置有關的信息及服務被稱為基于位置信息的服務，它集成了通訊、定位及地理信息系統等先進技術，具有信息顯示及處理功能，其體系結構主要分為通信網絡、移動服務中心、定位系統及移動智能終端四個主要部分。

定位系統通常分為全球衛星定位系統和基站定位兩部分，位置服務系統中空間定位技術是其實現的核心技術，移動運營商可采用基于網絡或移動終端的定位技術或二者組合定位技術，得到定位精度而進行位置服務。在定位服務系統中，移動服務中心為核心，負責交互移動智能終端之間的信息及分中心的網絡互連，實現信息分類及流動，并監控整個網絡。用戶和服務中心由通信網絡連接，可將用戶請求及服務中心應答進行實時準確地傳送，采用多種無線通訊手段，無線增值服務基于此依托位置服務體系得以迅速發展。此外，很多無線通信專用網、無線局域網及衛星通訊等在國內建成已逐漸成為位置服務的通信鏈路，在條件可能的情況下與互聯網連接，將更大容量或下載的地圖數據進行傳輸。用戶唯一接觸的就是手機、PDA等移動智能終端，但信息化社會需要完善的圖形顯示，通訊端口良好，用戶輸入方式完善、界面友好。

位置服務系統的主要工作流程為：用戶提出位置服務申請，經移動運營商網關后，移動定位服務中心接受移動終端申請。定位系統由服務中心調用而獲取用戶的位置信息，經審核認證，服務中心結合用戶位置，響應提供商提供的服務內容。

3 建立位置服務的關鍵技術

3.1 地理無線標記語言標準

目前亟待解決的主要問題是GIS服務發送通過基于位置服務及位置信息，提供移動用戶需要的信息和服務，對空間信息進行標記、存儲及傳輸的方式。對地理空間信息迅速存儲和傳輸的方法已成為對基于位置服務和無線應用發展產生制約的一個瓶頸，也是建立位置服務的一項關鍵技術，并集中在可擴展標記語言、地理標記語言及地理無線標記語言等方面的相關研究。

地理標記語言是基于XML存儲傳輸地理信息的編碼規范，在網絡環境下對存儲、傳輸及應用地理數據的規范問題得到解決。地理空間可擴展標記語言是利用網絡在計算機系統及移動設備之間對地理空間數據進行存儲、傳輸和交換的一種編碼方法。雖然地理標記語言在國際上已制定，但因各國并非采用相同的空間數據存儲格式，國際標準只作為參考，各國應結合本國國情制定相應標準。基于對各種標記語言的比較分析，結合我國實際情況建立支持位置服務的中國地理無線標記語言標準，主要分為文檔類型定義、最小組件、復合模塊、語法四部分。該標準使各網絡及應用都能提供一致的信息與服務數據格式，在網絡系統和應用終端之間直接存儲與傳輸信息和服務，不同系統間的數據和標準不再需要網絡中心轉換。此外，該標準分離了內容數據和表現形式，可結合不同終端設備研發不同終端表現工具，進而享受個性化的空間信息和服務。

3.2 空間定位技術

位置服務應利用移動終端配合無線網絡，對移動用戶的地理位置進行確定，進而為用戶提供所需的位置信息服務。位置服務定位過程分為測量和計算兩部分內容，結合不同的測量和計算實體，定位技術一般分為基于網絡和基于移動終端兩種。

基于網絡的定位技術主要由網絡實現位置解算功能。起源蜂窩小區、到達時間及差分、增強觀測時間差分等都是通常采用的定位技術，起源蜂窩小區定位技術利用采集移動終端識別號對用戶位置進行確定，相對于其他技術而言具有最低的精度。

基于移動終端的定位技術主要由移動終端實現定位解算功能。用戶采用接收機將空中衛星導航信號接收，位置解算軟件內置于接收機中，無需網絡參與定位過程，該解決方案對于導航應用比較適合。輔助GPS定位最常用，無線信號利用衛星向接收機發送對接收機位置進行確定。在位置服務系統中，輔助GPS技術結合基于網絡的定位技術是定位技術的主流。GPS可用性不僅由網絡定位技術進行彌補，在室內等比較微弱的GPS信號區域，主要手段就是基于網絡定位。而且GPS參考網絡引入移動通信網絡中，可使基站間的時間保持同步，網絡定位精度明顯提高。

3.3 地理信息服務系統

地理信息服務系統中涉及的基礎地圖數據包括不同城市區域及對數據進行管理、地理分析等功能，由位置服務運營商搭建或其他供應商提供。一個位置服務運營商可連接多個地理信息服務平臺，發布多個地圖及路徑搜索引擎等。該系統主要負責地理信息服務數據查詢、分析及發布等功能，包括數據庫管理、地理信息引擎、地理信息服務三個不同層次，數據庫管理主要對運營平臺的數據進行管理；地理信息引擎管理、操作底層數據庫，并對基于平臺的二次開發提供相應支持，通常采用的地理信息平臺及軟件比較成熟；地理信息服務由核心服務和應用服務框架兩部分內容構成，基于地理信息引擎提供地理信息分析、發布及路徑搜索等功能是其核心服務；應用服務框架基于對各種地理信息核心服務的綜合提供城市黃頁服務、個人導航、公交換乘、地址查找等應用服務框架。

4 結束語

綜上所述，空間技術的快速發展及集成明顯縮短了人們生活與空間信息之間的距離。有機結合空間信息及移動通信技術，使無線移動的便利得到有效利用，大部分與位置有關的信息得到充分體現。基于位置服務將成為信息服務業發展過程中的重要部分，為移動用戶創造了巨大的市場商機。隨著日益增多的移動用戶，與位置有關的服務技術也將開展更深入的研究，使位置服務技術更加成熟，為社會經濟發展發揮十分重要的作用。

參考文獻

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作者簡介：王建宇（1977-），男，助理研究員，主要從事應用技術研究工作。