GPSONE與傳統GPS的比較

現代社會(huì )，人們對定位技術(shù)的需求可以體現在生活中的方方面面，有時(shí)候，它甚至能起到拯救人類(lèi)生命的關(guān)鍵作用。而GPSONE作為一種新型的定位技術(shù)，它與傳統GPS技術(shù)相比有著(zhù)諸多優(yōu)點(diǎn)，可以在很大程度上提高定位服務(wù)的質(zhì)量。

隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展、科技的進(jìn)步,人們的活動(dòng)范圍越來(lái)越大，越來(lái)越不確定。移動(dòng)通信最顯著(zhù)的特點(diǎn)就是位置的移動(dòng)，從而自然衍生出一些和位置相關(guān)的服務(wù)需求。在移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展的今天，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )提供的定位服務(wù),移動(dòng)通信用戶(hù)不僅可以通過(guò)這項技術(shù)隨時(shí)了解自己所處的位置，還可延伸到周?chē)惺裁醋约焊信d趣的東西（或場(chǎng)所），或者他人想知道移動(dòng)者（或移動(dòng)物）在什么位置等等。

2002年2月27日，美國德克薩斯州警官MikePrivitt的汽車(chē)在結冰的公路上翻了。他頓時(shí)頭昏目眩，不知所措。在他撥打911緊急呼救后僅幾分鐘，急救人員就成功地找到了他。正是裝在手機中的GPSONE芯片在他撥打911呼救時(shí)網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)將他的遇險地點(diǎn)發(fā)送給了援救人員。同一天早上，在日本東京由珠寶店員工押運的一袋價(jià)值100億美元的珠寶在火車(chē)上被盜了。僅在案發(fā)后一個(gè)小時(shí)，警方就在距該火車(chē)12公里處追蹤到被盜珠寶。原來(lái)物流公司早已運用GPSONE技術(shù)追蹤物品的行蹤。

所謂位置服務(wù)（LBS，Location Based Services）又稱(chēng)定位服務(wù)，是指通過(guò)移動(dòng)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的配合，確定移動(dòng)用戶(hù)的實(shí)際地理位置，從而提供用戶(hù)所需要的與位置相關(guān)的服務(wù)信息的一種移動(dòng)通信與導航融合的服務(wù)形式。位置服務(wù)業(yè)務(wù)一直被業(yè)界認為是繼短信之后的又一殺手級的數據業(yè)務(wù)，在日本、韓國的發(fā)展勢頭最為強勁。而在中國，移動(dòng)公司和聯(lián)通公司也都相繼推出了位置服務(wù)，位置服務(wù)業(yè)務(wù)在中國正以快速的態(tài)勢增長(cháng)。

傳統GPS技術(shù)

GPS英文全名是“Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Position System”，其意為“衛星測時(shí)測距導航/全球定位系統”，簡(jiǎn)稱(chēng)GPS系統。該系統是以衛星為基礎的無(wú)線(xiàn)電導航定位系統。

GPS全球衛星定位導航系統，開(kāi)始時(shí)只用于軍事目的，后轉為民用被廣泛應用于商業(yè)和科學(xué)研究上。GPS空間部分使用了二十四顆衛星組成的星座，衛星高度約20200公里，分布在六條升交點(diǎn)互隔60度的軌道面上，每條軌道上均勻分布四顆衛星，相鄰兩軌道上的衛星相隔40度，使得地球任何地方至少同時(shí)可看到四顆衛星。

傳統的GPS定位技術(shù)在戶(hù)外運轉良好，但在室內或衛星信號無(wú)法覆蓋的地方效果較差，而且如果所在位置上空沒(méi)有3顆以上的衛星，那么系統就無(wú)法從冷啟動(dòng)狀態(tài)實(shí)現定位。

基于CDMA網(wǎng)絡(luò )的GPSONE技術(shù)

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中，通常有以下幾種定位技術(shù): 一是基于Cell ID的定位技術(shù)，它由網(wǎng)絡(luò )側獲取用戶(hù)當前所在的基站Cell信息以獲取用戶(hù)當前位置，其精度取決于移動(dòng)基站的分布及覆蓋范圍的大小; 二是基于A(yíng)FLT的定位技術(shù)，AFLT（Advanced Forward Link Trilateration）是CDMA獨有的技術(shù)，在定位操作時(shí)，手機/終端同時(shí)監聽(tīng)多個(gè)基站的導頻信息，利用碼片時(shí)延來(lái)確定到附近基站的距離，最后用三角定位法算出具體位置(圖1所示); 三是基于A(yíng)GPS（無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )輔助GPS定位技術(shù)）的定位技術(shù)，AGPS將終端的工作簡(jiǎn)化，由網(wǎng)絡(luò )側的定位服務(wù)器與終端相互配合完成定位工作，就是將衛星掃描及定位運算等最為繁重的工作從終端一側轉移到網(wǎng)絡(luò )一側的定位服務(wù)器完成(圖2所示)。

圖1 AFLT結構示意圖

圖2 AGPS結構示意圖

而GPSONE是美國高通公司為基于位置業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的定位技術(shù)，采用Client/Server方式。它將無(wú)線(xiàn)輔助AGPS和高級前向鏈路AFLT三角定位法兩種定位技術(shù)有機結合，實(shí)現高精度、高可用性和較高速度定位。在這兩種定位技術(shù)均無(wú)法使用的環(huán)境中，GPSONE會(huì )自動(dòng)切換到Cell ID扇區定位方式，確保定位成功率（圖3所示）。

圖3 GPSONE原理示意圖

廣域GPS衛星參考網(wǎng)絡(luò )由多個(gè)高靈敏度GPS接收機組成，負責全天候監測覆蓋區域上空所有GPS衛星的星歷數據、多普樂(lè )頻移等定位所需信息，動(dòng)態(tài)刷新存儲于定位平臺中的GPS衛星數據庫（衛星數據與地理位置對應關(guān)系）。終端只有在需要定位時(shí)才通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )向定位平臺通報大概位置（屬于哪個(gè)基站），然后通過(guò)定位平臺獲得GPS衛星信息，從而大大縮短衛星捕獲時(shí)間，大幅度降低耗電。

借助定位服務(wù)器強大的運算能力，可以采用復雜的定位算法以降低接收信號弱等不利因素的影響從而提高定位精度和靈敏度。定位平臺將經(jīng)緯度信息送到應用服務(wù)平臺，或者通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )送回終端滿(mǎn)足定位應用。

傳統GPS與GPSONE優(yōu)劣分析

傳統GPS技術(shù)由于過(guò)于依賴(lài)終端性能，即將衛星掃描、捕獲、偽距信號接收及定位運算等工作集于終端一身，從而造成定位靈敏度低及終端耗電量大等方面缺陷。GPSONE技術(shù)將終端的工作簡(jiǎn)化，將衛星掃描及定位運算等最為繁重的工作從終端一側轉移到網(wǎng)絡(luò )一側的定位服務(wù)器完成。提高了終端的定位精度、靈敏度和冷啟動(dòng)速度、降低終端耗電。

在GPS衛星信號和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信號都無(wú)法單獨完成定位的情形下，GPSONE系統會(huì )組合這兩種信息源，只要有一顆衛星和一個(gè)小區站點(diǎn)就可以完成定位，解決了傳統GPS無(wú)法解決的問(wèn)題。GPSONE系統的基礎設施輔助設備還提供了比常規GPS定位高出20dB的靈敏度，性能的改善使GPSONE混合式定位方式可以在現代建筑物的內部深處或市區的樓群間正常工作，而兩種傳統方案在這些地方通常是無(wú)法正常工作的。

GPSONE結合了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )輔助GPS定位和CDMA三角運算定位，改善了室內定位效果。CDMA三角運算定位彌補無(wú)衛星信號下也能完成定位，其他蜂窩電話(huà)網(wǎng)絡(luò )如GSM/GPRS也有類(lèi)似自定位技術(shù)，但由于CDMA是惟一全網(wǎng)同步（通過(guò)GPS）網(wǎng)絡(luò )，因此定位精度更高。

GPSONE的應用情況

截止到2004年上半年，全球一共有14家運營(yíng)商采用了GPSONE定位技術(shù)提供精確定位服務(wù)，其中包括美國第一和第四大運營(yíng)商Verizon和Sprint、日本第一和第二大運營(yíng)商NTT DoCoMo和KDDI、韓國第一和第二大運營(yíng)商 SKT和KTF。終端品種超過(guò)100種，終端銷(xiāo)量超過(guò)5000萬(wàn)部。

自從2001年4月，日本推出采用了GPSONE的個(gè)人安全專(zhuān)用設備之后，日本、韓國和美國相繼于在2001年底推出支持GPSONE定位功能的商用手機。目前，這三個(gè)國家投入商用的GPSONE技術(shù)設備數量已經(jīng)超過(guò)了百萬(wàn)?，F在日本和韓國市場(chǎng)上有超過(guò)15類(lèi)具備GPSONE定位功能的手機，運營(yíng)商也以此為基礎提供了豐富的定位服務(wù)，包括兒童安全監護、個(gè)人導航應用、定位尋友等。美國也有幾家運營(yíng)商在出售GPSONE手機，以滿(mǎn)足聯(lián)邦通信委員會(huì )(FCC)對E911無(wú)線(xiàn)安全呼叫的強制要求，并可能繼續推出相關(guān)的定位業(yè)務(wù)。隨著(zhù)亞洲和美國大量部署CDMA網(wǎng)絡(luò )，GPSONE技術(shù)將成為世界上被廣泛使用的個(gè)人移動(dòng)電話(huà)、車(chē)載終端、特殊智能終端的首選技術(shù)。

在國內，中國無(wú)線(xiàn)通信標準研究組（ＣＷＴＳ）中的ＷＧ４已經(jīng)完成制定與位置業(yè)務(wù)相關(guān)的協(xié)議規范。中國的CDMA1X網(wǎng)已建成并于2002年正式投入商用，經(jīng)過(guò)一期、二期和三期建設，網(wǎng)絡(luò )規模逐步擴大和完善，并成為成熟和穩定的網(wǎng)絡(luò )。

在中國，以GPSONE定位之星命名的定位服務(wù)由于其使用范圍、定位精度、定位靈敏度、終端耗電及啟動(dòng)速度方面比傳統GPS均有顯著(zhù)的提高，也隨之進(jìn)入了人們的視線(xiàn)。聯(lián)通開(kāi)通的GPSONE定位業(yè)務(wù)，已有30多款GPSONE終端面世，包括適合老人和兒童使用的特殊終端（關(guān)愛(ài)之星），各種應用正在不斷涌現。其影響將非常廣泛，如提高生產(chǎn)效率、增加娛樂(lè )、提供基于位置的廣告、導航、移動(dòng)資源管理、資產(chǎn)管理和地理信息訪(fǎng)問(wèn)等。另外，定位信息還會(huì )直接影響人們出門(mén)的習慣，例如路線(xiàn)的選擇、及早避開(kāi)交通堵塞、對意外事件的處理、陌生路段的查詢(xún)、以及中途停留地點(diǎn)的選擇、對當地資源的利用，包括加油站、食品店、旅館和出租車(chē)等。位置信息也為那些希望有效吸引潛在客戶(hù)，并做有針對性的宣傳的零售商帶來(lái)了更多的機會(huì )。因此，中國基于GPSONE定位服務(wù)的廣闊市場(chǎng)前景是毋庸置疑的。