是福音還是侵犯隱私？先進(jìn)定位技術(shù)可精確判斷位置

位置，位置，還是位置！它是一個(gè)決定性的因素，是它涉及到了不動(dòng)產(chǎn)還是簡(jiǎn)單地表示你現在站在哪里。通過(guò)技術(shù)來(lái)判定位置并不是一個(gè)新的概念。多年以來(lái)，人們已經(jīng)采用多種具有定向天線(xiàn)和三角測量的接收器(或者無(wú)線(xiàn)電定位)來(lái)追蹤任何發(fā)射無(wú)線(xiàn)電波的物體。并且從第二次世界大戰以來(lái)，雷達已經(jīng)在軍事行動(dòng)中是必不可少的。目前，事情反過(guò)來(lái)了。當你的技術(shù)可以判定你自己位置的時(shí)候，會(huì )發(fā)生什么事呢？這些電子方法中的一部分已經(jīng)存在多年了，例如用于船舶定位的遠程導航系統(Loran，羅蘭系統)。以及也已經(jīng)運作過(guò)一段時(shí)間的24顆衛星的全球定位系統(GPS)。首先，GPS是為了軍事目的而創(chuàng )建的。但是，目前存在著(zhù)數以百計的民用設備，并且其正在成為許多新的商業(yè)定位技術(shù)系統的核心。

GPS 101

事實(shí)上，GPS是龐大的定位技術(shù)。其24顆衛星工作在位于六個(gè)傾角與赤道為55度的軌道平面內。衛星位于20,000 km即大約11,000英里的高度，周期近12小時(shí)。每顆衛星廣播信號在微波L頻段(1.57542和1.2276GHz)，其包含了代碼和時(shí)間信息，全部信息可以被位于地球任何地方的接收器獲取。

在任何時(shí)候，四至六顆空中衛星允許接收器選擇三至四個(gè)信號用于計算，依次產(chǎn)生緯度、經(jīng)度、海拔高度以及速度信息。因為該信號被同步到衛星上裝載的原子鐘，它們提供超高精度的時(shí)間信息。

定位精度的水平隨精確的位置和接收器而變化，但一般在10到50米范圍內。GPS系統通過(guò)在科羅拉多州Schriever空軍基地(AFB)的美國空軍第50作戰大隊第2空間行動(dòng)中隊進(jìn)行維護。軍用GPS用于導航、搜索和救援，以及炸彈和導彈的精確瞄準。民用包括導航、測量以及手機定位等。

美國海岸警衛隊的NAVCEN負責海岸警衛隊海上差分GPS(DGPS)服務(wù)，其由兩個(gè)控制中心和超過(guò)60個(gè)遠程廣播站點(diǎn)組成。它在海上無(wú)線(xiàn)電信標頻率廣播校正信號來(lái)改善GPS得出位置的精度。號稱(chēng)在全部確認的覆蓋范圍內具有10m的精度。然而，通常DGPS位置的定位誤差在1到3米，極大地增強了海港入口和進(jìn)港導航。此外，使用DGPS需要一個(gè)專(zhuān)用的接收器。

一項新版本的GPS是輔助的或輔助GPS(A-GPS)。由Qualcomm公司首倡，其改善了GPS接收器生成高精度定位信息的能力，甚至當其在衛星無(wú)法達到的地方時(shí)也可以定位。一般，大多數GPS接收器不能獲取室內信號或在城市的“峽谷”中獲取信號。

在許多具備Enhanced 911法案所要求功能的新式手機中采用了A-GPS。在本地手機載波附近的專(zhuān)用固定GPS接受器需要衛星數據，并將其通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送給可以使用GPS的手機。這最終加速捕獲和計算時(shí)間。起初，這些復雜的GPS接受器每個(gè)成本數千美元。目前，你可以花費少于200美元購買(mǎi)到基本的衛星接收器。而且，半導體生產(chǎn)商現在可以提供低于10美元的片上GPS接收器，使得其可能將GPS功能植入到其他項目中去。這已經(jīng)能夠使GPS用途擴大到廣泛的定位服務(wù)中去。

幾十種不同的手持式GPS接收器提供了緯度和經(jīng)度信息，目前其數量正在急速增長(cháng)。但是，誰(shuí)會(huì )隨身帶著(zhù)有坐標的地圖呢？因此，接收器生產(chǎn)商提供了依賴(lài)衛星數據的地圖。接收器的LCD屏幕顯示了標明你所在位置當前區域的地圖。

這些來(lái)自Garmin、TomTom以及其他生產(chǎn)商的接收器成本大于1000美元，但是如果你必須知道你在往哪里去的時(shí)候，它們是絕對必要的。某些接收器可以讓你繪制出到你目的地的一條路經(jīng)，并且接收器逐步地提供方向。這種功能目前也被安裝到最新式的高端豪華汽車(chē)中。

某些手機公司也提供GPS地圖定位服務(wù)。Verizon的VZ導航服務(wù)價(jià)格是10美元/月。將你的手機用作GPS接收器，并在屏幕的地圖上顯示你的路線(xiàn)。Sprint Nextel公司以基本同樣的價(jià)格提供相似的服務(wù)。所有運營(yíng)商都提供具備GPS接收器功能的高端手機，這是由于聯(lián)邦通訊委員會(huì )Enhanced 911法案的要求。你也可以在你自己的智能手機上安裝類(lèi)似ALK CoPilot LIVE、Destinator SP和TomTom Navigator 5等的導航軟件。

某些運營(yíng)商甚至提供相似的服務(wù)來(lái)幫助父母定位他們孩子的位置。首先，孩子們需要帶著(zhù)配備來(lái)自Sprint Nextel或Verizon的具備GPS功能的cdma2000手機。Sprint公司的家庭定位器(Family Locator)服務(wù)對超過(guò)四部手機以上的價(jià)格大約是10美元/月。父母使用他們自己的手機來(lái)定制該服務(wù)，這項服務(wù)會(huì )使用孩子手機附近的地址和地面標志來(lái)報告孩子的位置。它也可以發(fā)送文本信息給手機來(lái)指明受追蹤手機的位置，這是Nextel公司每月提供的一項類(lèi)似的不受限制服務(wù)。Disney的移動(dòng)家庭定位器服務(wù)也以類(lèi)似方式運作。

定位技術(shù)的推動(dòng)力

在1996年，FCC要求所有的手機包含只要撥打美國全國緊急服務(wù)電話(huà)911就可以定位其位置的技術(shù)。該法案被稱(chēng)為Enhanced 911(E911)，其在手機撥打911號碼之后變得很有必要。911公共安全應答點(diǎn)(PSAP)可以很容易地定位來(lái)自固定電話(huà)的報警，其地址是被自動(dòng)定位的。當然，一個(gè)報警電話(huà)可能來(lái)自任何地方。

FCC準備在2001年糾正這個(gè)問(wèn)題。然而，運營(yíng)商和手機生產(chǎn)商的原因，所以最后期限延長(cháng)至2005年12月31日。但是，盡管如此還是沒(méi)有全部符合要求，而導致許多運營(yíng)商放棄以及被罰款。

運營(yíng)商可能具有兩個(gè)解決方案，通過(guò)手機或者網(wǎng)絡(luò )。手機解決方案采用內部GPS接收器來(lái)返回定位信息給網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )將該信息提供給PSAP。例如Verizon和Sprint Nextel，運營(yíng)商提供cdma2000技術(shù)，采用Qualcomm公司的芯片來(lái)實(shí)現這種方法。這些芯也包含了A-GPS特性。最大的問(wèn)題就是說(shuō)服客戶(hù)放棄其老式的手機，并購買(mǎi)具備新技術(shù)的新手機。

Cingular和T-Mobile選擇了其GSM網(wǎng)絡(luò )作為網(wǎng)絡(luò )解決方案。它們采用被稱(chēng)為上行鏈路到達時(shí)差(UTDOA)的系統。該系統由TruePosition公司開(kāi)發(fā)，在每個(gè)手機基站上使用被稱(chēng)為位置測量單元(LMU)的專(zhuān)用接收器，還包含已有的天線(xiàn)。

U-TDOA系統采用類(lèi)似于無(wú)線(xiàn)電測向三角測量的方法(見(jiàn)圖)。其通過(guò)測量在不同的接收器基站，信號到達時(shí)間的差別來(lái)定位手機的位置。LMU檢測信號時(shí)間，其是手機和每個(gè)LMU之間傳輸路徑距離的函數。精確的時(shí)間信息必須被用于獲得理想的精度。

大部分LMU結合了由GPS接收器在每個(gè)手機基站獲得的高精度時(shí)鐘。使用DSP，那么系統要與LMU的信號相匹配并決定接收時(shí)間的差值。三個(gè)LMU的測量值允許系統來(lái)計算手機的緯度和精度，其具有高于50 m的精度。然后信息被提交給PSAP。

U-TDOA系統的一個(gè)好處就是不需要任何的手機手持附加物。其也可以用于GSM手機，同較老的模擬和TDMA手機與較新的WCDMA 3G手機一樣。這一系統目前在全國范圍內保留有超過(guò)50,000臺的手機基站，但超過(guò)44,000臺將在明年進(jìn)行安裝。

聯(lián)邦通訊委員會(huì )的目標是讓運營(yíng)商采用手持解決方案在50m之內定位911手機撥打的67%的報警電話(huà)，在150m內定位全部報警電話(huà)的95%。在網(wǎng)絡(luò )解決方案中，運營(yíng)商應該定位100m內的911報警電話(huà)的67%，而300m內是全部報警電話(huà)的95%。

其它無(wú)線(xiàn)技術(shù)

如果你用手機技術(shù)定位手機或其他設備，你也可以采用其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)來(lái)非常好地實(shí)現它。例如，射頻識別(RFID)正在快速取代條形碼。大部分RFID標簽是無(wú)源的，沒(méi)有自身的電源。然而，當RFID閱讀器或詢(xún)問(wèn)器單元發(fā)送問(wèn)詢(xún)信號時(shí)，標簽采用該信號來(lái)提供電源并發(fā)送存儲在其存儲器內的唯一電子產(chǎn)品代碼(EPC)給閱讀器。對大部分標簽而言閱讀距離是很短的，從僅僅幾英寸到新式的UHF標簽的數百英尺。有源RFID標簽采用內部電池提供電源來(lái)發(fā)送它們的代碼和位置給幾百英尺外的閱讀器。

標簽的高成本阻礙了RFID的發(fā)展。但是目前，無(wú)源標簽的價(jià)格在不斷下降，與此同時(shí)，閱讀距離在不斷提高。有源標簽更加昂貴，但它們仍然值得在較大的以及較昂貴的項目上采用。RFID主要用于貨物追蹤、資產(chǎn)管理以及海運和運輸應用。它可以追蹤動(dòng)物和人，自動(dòng)征收費用，并在允許其使用的油泵上對所加的汽油收費。

由于其閱讀距離較短，RFID是一項較難的定位技術(shù)。在理想的位置配備閱讀器網(wǎng)絡(luò )，采用某種三角測量方案在覆蓋區域內對確定人或目標可能獲得合理的精度。有源RFID標簽改善了定位精度，由于其更長(cháng)的閱讀距離和要求更少的閱讀器讓該系統可以覆蓋更大的范圍。

具備Wi-Fi功能的該項技術(shù)更有效。當設計802.11無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)標準用于無(wú)線(xiàn)進(jìn)入LAN以及通過(guò)熱點(diǎn)連入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，它也可以被用于追蹤筆記本電腦或其他設備。據有許多Wi-Fi入口點(diǎn)的組織可以利用它來(lái)找到特定的筆記本電腦、PC、PDA或手機。如果Wi-Fi設備出現在任何熱點(diǎn)范圍內，就可以識別它的位置。

已經(jīng)有數以萬(wàn)計的熱點(diǎn)在機場(chǎng)、旅館和其他公共場(chǎng)所聯(lián)機，位置已經(jīng)變得異常精確。由于許多市政Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)安裝在全國的許多城市，進(jìn)一步改善了位置的可能性。G2微系統公司開(kāi)發(fā)了一款芯片，該芯片結合了低功耗802.11b收發(fā)器加上125kHz以及用于定位應用的新式有源標簽的新900MHz RFID電路。

定位技術(shù)可以采用許多新的形式。來(lái)自eTelemetry公司的系統由硬件和軟件組成，這些硬件和軟件用于識別交換端口、部門(mén)、物理地址以及分配給每個(gè)IP地址的人的電話(huà)數量。它可以將網(wǎng)絡(luò )管理反饋用來(lái)定位網(wǎng)絡(luò )故障，決定誰(shuí)來(lái)使用最大的帶寬，并且處理其他的監控應用。

事實(shí)上，定位技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了一個(gè)被稱(chēng)為實(shí)時(shí)定位系統(RTLS)的全新行業(yè)。它采用RFID和Wi-Fi或者其他技術(shù)創(chuàng )建無(wú)線(xiàn)系統，以此在任何時(shí)間來(lái)定位在人或物上的小型電子設備。通過(guò)采用RFID閱讀器陣列和Wi-Fi接入點(diǎn)，它可能通過(guò)位置范圍來(lái)覆蓋確定的區域。

可能的地點(diǎn)包括醫院、主題公園、停車(chē)場(chǎng)、工廠(chǎng)和倉庫以及郵局或其他海運設施。調查公司IDTechEx預測該行業(yè)將在2016年增加到27.1億美元。該技術(shù)的核心不僅包括無(wú)線(xiàn)硬件，而且包含可以收集并明確由閱讀器收集的全部標簽和其它數據意義的軟件。

基于位置的信息服務(wù)(LBS)

在適當的位置放置了如此巨大的定位系統，運營(yíng)商已經(jīng)考慮如何可以對其強制性的投資獲得商業(yè)回報。手機運營(yíng)商對補償E911要求的巨大投資的方式有著(zhù)極大的興趣。但是，這些LBS又如何呢？“門(mén)衛”服務(wù)將會(huì )在餐廳、商場(chǎng)或無(wú)論什么地方進(jìn)行識別。它可以使消費者隨時(shí)就近找到服務(wù)設施。當你經(jīng)過(guò)一家餐廳或商店的時(shí)候，它甚至可以廣播廣告，但這可能會(huì )引發(fā)相關(guān)問(wèn)題。LBS行業(yè)尚未完全建立，但一旦E911服務(wù)接近完全實(shí)施，它就會(huì )立即開(kāi)始行動(dòng)。