标题：定位手机系统
定位技术分类
定位技术目前有两种，一种是基于GPS的定位；一种是基于移动运营网的基站的定位。1.GPS定位基于GPS的定位方式是利用手机上的GPS定位模块将自己的位置信息发送到定位后台即数据库服务器，提供管理人员通过网络平台查询或通过发送即时短信给相关管理人员报告目前该终端地理位置信息来实现定位功能。　 
什么是GPS定位系统？　
全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到 1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 
全球定位系统由三部分构成：(1)地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；(3)用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。 
全球定位系统的主要特点：(1)全天候；(2)全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。2.基站定位基站定位则是利用基站对手机或移动PDA终端距离的测算距离来确定手机位置的，并将自己的位置信息发送到定位后台即数据库服务器，提供管理人员通过网络平台查询或通过发送即时短信给相关管理人员报告目前定位终端地理位置信息来实现定位功能。 
什么是基站定位系统
基站定位系统一般应用于手机用户，它是通过电信移动运营商的网络（如GSM网）获取移动终端用户的位置信息（经纬度坐标），在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务，例如目前天将军定位手机提供的位置查询服务等。其大致原理为：移动电话测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA(Time of Arrival，到达时刻)，根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法，就能够计算出移动电话的位置。实际的位置估计算法需要考虑多基站(3个或3个以上)定位的情况，因此算法要复杂很多。一般而言，移动台测量的基站数目越多，测量精度越高，定位性能改善越明显。 
定位精度一方面与采用的定位技术有关，另外还要取决于提供业务的外部环境，包括无线电传播环境、基站的密度和地理位置、以及定位所用设备等。3.两种定位的优缺点GPS定位技术与基站定位技术各有优缺点，GPS定位精度高，误差范围一般在1~3米，但在视野不开阔如大树底下或房间及地下停车场内，找不到空间足够数量的定位卫星，不能定位。基站定位技术不需要手机或终端具有GPS定位能力，只要有移动信号，就可定到位，但是精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小，有时误差会超过一公里。4.新型手机定位技术这是一种新型的手机定位技术。但由于涉及侵犯隐私，而未被广大群众所知晓。这种手机定位并非传统的GPS定位，而是基于对基站信息信号反馈而锁定手机位置。也就是LBS基站定位法。目前为止，这种手机定位手段仅仅限于公安技侦破案时使用。只需要知道手机号码，并且机主开机有信号，就可以锁定机主位置。由于LBS受基站信号、天气、无线电波等信号的干扰，精确度尚不是特别理想。市区约在50M-200M左右。 
手机定位业务有一个超出传统增值业务的庞大产业链阵容，由移动运营商、系统设备提供商、终端厂商、GIS开发商、应用提供商、中间件提供商等多个环节组成，综合运用了包括移动通信、卫星导航、互联网、地理信息系统、综合信息服务等多方面的技术和应用，是多个产业、多项技术交汇和融合的产物。手机定位服务需要持续和巨大的投入，尤其是在网络升级和电子地图方面。
移动定位服务的概念
移动定位服务[1]是指通过具有定位功能的无线终端（如手机、 PDA 等）和无线网络的配合，确定移动用户的实际位置信息（经纬度坐标数据），从而提供用户所需的与位置和方向相关的增值服务。定位服务又叫做移动位置服务（ LBS--Location Based Service ），它是通过电信移动运营商的网络（如 GSM 网、 CDMA 网）获取定位移动终端用户的位置信息（经纬度坐标），在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。 
移动位置服务最早是从美国开始的。早在 1996 年，美国联邦通信委员会（ FCC ）要求移动运营商为手机用户提供紧急求助服务，即提供呼叫者的位置以便及时救援，他们将这种移动位置服务命名为 E911 。此后，日本、德国、法国、瑞典、芬兰等国家纷纷推出各具特色的商业化的位置服务。目前，世界许多国家都以法律的形式颁布了对移动位置服务的要求，如美国“ US FCC E 911 ” 以法律的形式规定了运营商为 911 用户提供的定位服务精度标准，而欧盟也颁布法律，遵循“ US FCC ”标准，并于 2003-1-1 实施。 顺便提及的是，定位服务已引起人们对隐私权的关注。无线通讯公司和监管者必须研究政策允许用户在输入地址信息时，其个人隐私权受到保护。 
天将军定位导航手机，同时具备GPS定位及基站定位功能，两者相互补充，全天候只要信号就可定位。天将军定位系统以天将军定位手机作为被定位对象，其主动权完全由手机使用者自己掌控，手机使用者可自行打开或关闭定位功能，可自由设定谁有权限在何时间段对该手机进行位置查询，其被定位完全是在手机使用者自愿、主动并且完全知情的情况下进行，所以隐私安全完全由手机使用者自己掌控。 
天将军GPS定位手机是提供给特需人群遇险时一键报警求援、110、120救护快速确定目标位置、是防绑架或家长对老幼外出行走位置查询、安全监护的报警定位手机，也可以用手机从GPS手机上获取报警信息，是个人安防、亲情关爱的“随身保姆”。适用与有遇劫、绑架、遇困、迷路、走失、急性病（心脏、高血压）突发、遇灾可能的需紧急报警求助人群及儿童、老人、智障等需监护人群。
定位手机系统分类
定位手机系统按照提供服务的方式可以分为两种：自有定位手机系统与公用定位手机系统。1.公用定位手机系统公用手机定位系统一般由移动运营商来提供，这种手机定位有两种方式，一种是WAP版的，还有一种是短信版本。短信版的手机定位使用起来相对简单一点，WAP版本的手机可以通过地图显示出你的具体位置。 
短信版手机定位
短信版的手机定位可以在全国范围内使用，一般在省内能定位到较精确位置，出省区后可以定位到具体的地区名（按照区号来区别）。短信费为0.10元/条，信息费为6元/月，这个信息费一般相当于月租费。 
WAP版手机定位
只要拥有一部支持WAP功能的手机，开通WAP功能后，可以通过无线方式直接联入互联网，获取自己当前的位置。假如你在浙江省，当在手机上启动自己的WAP浏览器后，这时在浏览器中输入网址然后点击一系列菜单进入“浙江风采→手机导航→找自己”业务就可以找到自己的位置，其每月收费5元再外加GPRS的流量费用。 
因为WAP版手机的数据流量比较大，所以建议用户申请20元/月的手机任我行套餐。申请手机任我行套餐后就可享受到使用WAP移动梦网和百宝箱业务流量不限，再加上“任我行”专区内的业务免费使用。该套餐流量指用户以CMWAP方式使用移动梦网（WAP）和百宝箱所产生的GPRS流量，以CMNET方式产生的GPRS流量另行按0.01元/kB标准收费。2.自有的定位手机系统自有的定位系统主要是为某个企业和政府部门使用的定位系统，主要用于对人员、事件、物品和车辆等的定位。 
天将军手机定位系统[2]采用的就是自有的定位手机系统，其定位信息传送方式可分为两类：
1、不上传定位信息：定位手机本身将接收到的位置坐标（经纬度）信息经计算得出的结果，以短信的方式通知监护人，计算结果不经过任何服务器保存。这种方式主要用于对老人、小孩和贵重物品等的保护。 
2、上传定位信息：定位手机本身将接收到的位置坐标（经纬度）信息经计算得出的结果，以短信的方式通知监护人，同时上传服务器；存储到服务器后的地理位置信息经数据库后台及GIS地图信息管理系统的再次加工，以提供给监护人使用。 这种定位方式广泛地用于公安执法、城管部件定位、物流行业、长途车定位、紧急救援定位及业务外勤等等。
定位手机系统的广泛应用
1.销售业务外勤人员的管理　 
2.空巢老人的监护 
3.学生、少男少女的监护 
4.婚姻家庭保护 
5.紧急求救，防绑架保警 
6.免安装车载GPS智能防盗 
7.户外工作人员监护和调度 
8.物定位，有效防止走失 
9.物流行业、配送行业等。车辆实行实时调度、安全报警、安全保护车辆。 
10.风险户外工作人员的监护和管理：巡警，交警，便衣，治安执勤，出租车司机，渔民，牧民。 
11.区矫正人员监控 
根据相关的法律规定，矫正人员不得擅自离开所在的县市区域。
GPS前景
由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 
随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。据有关专家预测，在美国，单单是汽车GPS导航系统，2000年后的市场将达到30亿美元，而在我国，汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见，GPS技术市场的应用前景非常可观。
GSM手机定位方式
GSM手机定位方式通常可分为基于网络方式和基于终端方式两种。从技术上可分为到达时间 （TOA）、增强测量时间差（E－OTD）和GPS辅助（A－GPS）3种方式。 
1、TOA定位技术 
TOA定位方式可在现有的任何手机上实现，手机无需作任何改动。 
具体实现步骤： 
（1）要定位的手机发出一已知信号，三个或多于三个LMU同时接收该信号，已知信号是手机执行异步切换时发 出的接入突发信号； 
（2）各LMU得到信号到达时的绝对GPS时间后，可得到相对时间差（RTD）； 
（3）根据前两步的信息，SMLC进行两两比较，计算突发信号到达时间差（TDOA），得出精确位置， 并回到应用中。要通过三角计算得出手机精确位置，必须知道另外两个参数：LMU的地理位置和各 LMU之间的时间偏移量。例如各LMU必须提供的绝对GPS时间，或在已知位置的地点放置参考LMU可得到实际时间差（RTD）参数。 
LMU用接入突发信号确定TOA。当定位请求发出时，LMU被选定，且配置正确的频率，以便接收 接入突发信号。此时，手机在业务信道（可能会处于跳频方式）上，以特定功率发送达70个接入脉 冲（时长320ms）。各LMU通过多种方式实现和改善TOA的测量结果。利用收到的突发信号可提高测 量成功概率和测量精度。采用分集技术（如天线分集和跳频），可降低多径效应的影响，提高测量 精度。当某个应用需要知晓手机位置时，该应用向SMLC发出请求，同时告知手机号码和定位精度 要 求。被测量的TOA参数及其误差值一同被采集并发送到SMLC，根据该数据，SMLC可计算出应用所需 要的手机位置，再将位置信息和误差范围发送回应用。 
TOA定位方式需要附加硬件（LMU），以达到精确计算突发信号到达时间的目的。实现方式有 多 种：LMU既可集成在BTS内，也可作为单独设备。LMU作为单独设备时，既可有单独的天线，也可与 BTS共享天线，通过空中接口实现网络间通信。 
2、E－OTD定位技术 
E－OTD定位方式是从测量时间差（OTD）发展而来的，OTD指测量所得的时间量，E－OTD指测 量 的方式。手机无需附加任何硬件便可得到测量结果。对于同步网，手机测量几个BTS信号的相对到 达时间；对于非同步网，信号同时还需要被一个位置已知的LMU接收。确定了BTS到手机的信号传输时间，则可确定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。 
实现步骤如下： 
1) 手机收到各基站发来信号，得到TOA参数；LMU得到RTD参数； 
2) 手机将TOA和RTD参数 传送到GSM网。 
3) OTD测量需要用同步、标准且模拟的脉冲。当BTS发送的帧未被同步时，网络需要测量BTS之间 的RTD。为了进行精确的三角测量，OTD测量和RTD测量（非同步BTS时）均需要3个BTS。获得OTD 参 数后，手机位置既可在网络中计算，也可在终端计算（要求手机具备各种必要信息）。前者称为手 机辅助方式，后者称为手机自主方式。 
通过手机或网络中的位置计算功能模块，实现位置计算。 
3、A－GPS原理 
GPS辅助定位方式实现步骤如下：GSM网收到GPS辅助信息；GSM网将辅助信息发送到手机；手机得到GPS信息，计算并得出自身精确位置；手机将位置信息发送到GSM网。 
该方式有手机辅助方式和手机自主方式两种： 
（1）手机辅助GPS定位方式 
这种解决方案是将传统GPS接收器的大部分功能转移到网络处理器上实现。该方式需要天线、 RF单元和数据处理器等设备。GSM网向手机发送一串极短的辅助信息，包括时间、可视卫星清单、卫星信号多普勒参数和码相位搜索窗口。这些参数有助于内置GP S模块减少GPS信号获得时间。辅 助数据来自经手机GPS模块处理后产生的伪距离数据，且可持续数分钟。收到这些伪距离数据后， 相应的网络处理器或定位服务器能大致估算出手机的位置。GSM网增加必要的修正后，可提高定位精度。 
（2）手机自主GPS定位方式 
这种手机包含一个全功能的GPS接收器，具有（1）方式中手机的所有功能，再加上卫星位置 和手机位置计算功能。运算开始时，需要的数据比手机辅助方式要多，这些数据能够持续4小时以 上或根据需要进行更新，通常包括时间、参考位置、卫星星历和时间校验参数等。如果某些应用 需要更高的精度，则必须持续（间隔约30s）向手机发差分GPS（DGPS）信号。DGPS信号在非常宽 的地域范围有效，以一个参考接收器为中心可服务于较宽的地域范围。最终位置信息由手机本身 计算得到，若需　要，此定位信息可发送到其它任何应用中。[3]