GPSONE與傳統(tǒng)GPS的比較

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

隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步,人們的活動(dòng)范圍越來越大，越來越不確定。移動(dòng)通信最顯著的特點(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，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)提供的定位服務(wù),移動(dòng)通信用戶不僅可以通過這項(xiàng)技術(shù)隨時(shí)了解自己所處的位置，還可延伸到周圍有什么自己感興趣的東西（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(guó)德克薩斯州警官M(fèi)ikePrivitt的汽車在結(jié)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(jī)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(xiǎn)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(yùn)的一袋價(jià)值100億美元的珠寶在火車上被盜了。僅在案發(fā)后一個(gè)小時(shí)，警方就在距該火車12公里處追蹤到被盜珠寶。原來物流公司早已運(yùn)用GPSONE技術(shù)追蹤物品的行蹤。

所謂位置服務(wù)（LBS，Location Based Services）又稱定位服務(wù)，是指通過移動(dòng)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的配合，確定移動(dòng)用戶的實(shí)際地理位置，從而提供用戶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(dǎo)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(rèn)為是繼短信之后的又一殺手級(jí)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在日本、韓國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭最為強(qiáng)勁。而在中國(guó)，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(guó)正以快速的態(tài)勢(shì)增長(zhǎng)。

傳統(tǒng)GPS技術(shù)

GPS英文全名是“Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Position System”，其意為“衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱GPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

GPS全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，開始時(shí)只用于軍事目的，后轉(zhuǎn)為民用被廣泛應(yīng)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(wèi)星組成的星座，衛(wèi)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(wèi)星，相鄰兩軌道上的衛(wèi)星相隔40度，使得地球任何地方至少同時(shí)可看到四顆衛(wèi)星。

傳統(tǒng)的GPS定位技術(shù)在戶外運(yùn)轉(zhuǎn)良好，但在室內(nèi)或衛(wèi)星信號(hào)無法覆蓋的地方效果較差，而且如果所在位置上空沒有3顆以上的衛(wèi)星，那么系統(tǒng)就無法從冷啟動(dòng)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)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(cè)獲取用戶當(dāng)前所在的基站Cell信息以獲取用戶當(dāng)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AFLT的定位技術(shù)，AFLT（Advanced Forward Link Trilateration）是CDMA獨(dú)有的技術(shù)，在定位操作時(shí)，手機(jī)/終端同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)基站的導(dǎo)頻信息，利用碼片時(shí)延來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AGPS（無線網(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(cè)的定位服務(wù)器與終端相互配合完成定位工作，就是將衛(wèi)星掃描及定位運(yùn)算等最為繁重的工作從終端一側(cè)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)一側(cè)的定位服務(wù)器完成(圖2所示)。

圖1 AFLT結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 AGPS結(jié)構(gòu)示意圖

而GPSONE是美國(guó)高通公司為基于位置業(yè)務(wù)開發(fā)的定位技術(shù)，采用Client/Server方式。它將無線輔助AGPS和高級(jí)前向鏈路AFLT三角定位法兩種定位技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高精度、高可用性和較高速度定位。在這兩種定位技術(shù)均無法使用的環(huán)境中，GPSONE會(huì)自動(dòng)切換到Cell ID扇區(qū)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(wèi)星參考網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)高靈敏度GPS接收機(jī)組成，負(fù)責(zé)全天候監(jiān)測(cè)覆蓋區(qū)域上空所有GPS衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)、多普樂頻移等定位所需信息，動(dòng)態(tài)刷新存儲(chǔ)于定位平臺(tái)中的GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)（衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地理位置對(duì)應(yīng)關(guān)系）。終端只有在需要定位時(shí)才通過無線網(wǎng)絡(luò)向定位平臺(tái)通報(bào)大概位置（屬于哪個(gè)基站），然后通過定位平臺(tái)獲得GPS衛(wèi)星信息，從而大大縮短衛(wèi)星捕獲時(shí)間，大幅度降低耗電。

借助定位服務(wù)器強(qiáng)大的運(yùn)算能力，可以采用復(fù)雜的定位算法以降低接收信號(hào)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(tái)將經(jīng)緯度信息送到應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，或者通過無線網(wǎng)絡(luò)送回終端滿足定位應(yīng)用。

傳統(tǒng)GPS與GPSONE優(yōu)劣分析

傳統(tǒng)GPS技術(shù)由于過于依賴終端性能，即將衛(wèi)星掃描、捕獲、偽距信號(hào)接收及定位運(yùn)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(wèi)星掃描及定位運(yùn)算等最為繁重的工作從終端一側(cè)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)一側(cè)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(wèi)星信號(hào)和無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)都無法單獨(dú)完成定位的情形下，GPSONE系統(tǒng)會(huì)組合這兩種信息源，只要有一顆衛(wèi)星和一個(gè)小區(qū)站點(diǎn)就可以完成定位，解決了傳統(tǒng)GPS無法解決的問題。GPSONE系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施輔助設(shè)備還提供了比常規(guī)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(xiàn)代建筑物的內(nèi)部深處或市區(qū)的樓群間正常工作，而兩種傳統(tǒng)方案在這些地方通常是無法正常工作的。

GPSONE結(jié)合了無線網(wǎng)絡(luò)輔助GPS定位和CDMA三角運(yùn)算定位，改善了室內(nèi)定位效果。CDMA三角運(yùn)算定位彌補(bǔ)無衛(wèi)星信號(hào)下也能完成定位，其他蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)如GSM/GPRS也有類似自定位技術(shù)，但由于CDMA是惟一全網(wǎng)同步（通過GPS）網(wǎng)絡(luò)，因此定位精度更高。

GPSONE的應(yīng)用情況

截止到2004年上半年，全球一共有14家運(yùn)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(guó)第一和第四大運(yùn)營(yíng)商Verizon和Sprint、日本第一和第二大運(yùn)營(yíng)商N(yùn)TT DoCoMo和KDDI、韓國(guó)第一和第二大運(yùn)營(yíng)商 SKT和KTF。終端品種超過100種，終端銷量超過5000萬(wàn)部。

自從2001年4月，日本推出采用了GPSONE的個(gè)人安全專用設(shè)備之后，日本、韓國(guó)和美國(guó)相繼于在2001年底推出支持GPSONE定位功能的商用手機(jī)。目前，這三個(gè)國(guó)家投入商用的GPSONE技術(shù)設(shè)備數(shù)量已經(jīng)超過了百萬(wàn)?，F(xiàn)在日本和韓國(guó)市場(chǎng)上有超過15類具備GPSONE定位功能的手機(jī)，運(yùn)營(yíng)商也以此為基礎(chǔ)提供了豐富的定位服務(wù)，包括兒童安全監(jiān)護(hù)、個(gè)人導(dǎo)航應(yīng)用、定位尋友等。美國(guó)也有幾家運(yùn)營(yíng)商在出售GPSONE手機(jī)，以滿足聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)對(duì)E911無線安全呼叫的強(qiáng)制要求，并可能繼續(xù)推出相關(guān)的定位業(yè)務(wù)。隨著亞洲和美國(guó)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、車載終端、特殊智能終端的首選技術(shù)。

在國(guó)內(nèi)，中國(guó)無線通信標(biāo)準(zhǔn)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(guī)范。中國(guó)的CDMA1X網(wǎng)已建成并于2002年正式投入商用，經(jīng)過一期、二期和三期建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步擴(kuò)大和完善，并成為成熟和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)。

在中國(guó)，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(tǒng)GPS均有顯著的提高，也隨之進(jìn)入了人們的視線。聯(lián)通開通的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)愛之星），各種應(yīng)用正在不斷涌現(xiàn)。其影響將非常廣泛，如提高生產(chǎn)效率、增加娛樂、提供基于位置的廣告、導(dǎo)航、移動(dòng)資源管理、資產(chǎn)管理和地理信息訪問等。另外，定位信息還會(huì)直接影響人們出門的習(xí)慣，例如路線的選擇、及早避開交通堵塞、對(duì)意外事件的處理、陌生路段的查詢、以及中途停留地點(diǎn)的選擇、對(duì)當(dāng)?shù)刭Y源的利用，包括加油站、食品店、旅館和出租車等。位置信息也為那些希望有效吸引潛在客戶，并做有針對(duì)性的宣傳的零售商帶來了更多的機(jī)會(huì)。因此，中國(guó)基于GPSONE定位服務(wù)的廣闊市場(chǎng)前景是毋庸置疑的。