位置服务,商机无限
2014-04-28邱元阳等
邱元阳等
目前,在移动互联网中,一个炙手可热的词就是基于位置的服务(Location Based Service,LBS)了。它包括两层含义:首先是确定移动设备或用户所在的地理位置;其次是提供与位置相关的各类信息服务。定位技术与位置服务,催生了数不清的应用市场,有着广阔的发展前景,也蕴含着无限商机。
陈守家:逐鹿地图——我的方向你永远不懂
对今天来说,定位技术早已不是用来单纯的导航,而是有着极为丰富的应用,这使得它又在移动互联网上掀起了波澜。国外的谷歌、苹果、诺基亚,国内的互联网三大巨头百度、阿里巴巴、腾讯,都推出了手机地图服务。高德作为传统地图服务商转向移动地图APP应用服务商,通过引入阿里巴巴、新浪微博构建出地图+社交+O2O布局。百度通过与思维图的新合作获取地理POI数据,在公司内部单独成立LBS事业部,对LBS在技术、应用、开放平台等方面高成本投入,多年积累的品牌效应使得其用户数量迅速攀升,在资源整合和品牌效应上优势明显。腾讯通过街景地图融合二维码服务进行差异化竞争,后期通过整合搜狗地图、微信社交、财富通生活等资源,多年的品牌号召力同样有迅速积累用户的潜力。移动地图已经成为目前竞争非常激烈的市场。当然,日趋完善的服务,也是用户的福音。
刘宗凡:卫星定位——你知道我在等你吗
对于GPS的定位速度,相信是不少智能手机用户心中的痛。有时打开地图或导航软件能迅速定位,但更多时候要花好几分钟,甚至十几分钟,才能通过GPS精确定位。具体原因是什么呢?
首先我们要了解一个专业名词:星历!
星历是由卫星向用户接收机(GPS终端)发送的数据之一,用以描述该卫星时空位置的参数。
简单来说,地球上空有数十颗卫星按照各自不同的轨迹运转着,之所以GPS可以准确定位是因为地球上任何一个点的上空,都可以覆盖6~10颗的卫星同时报告你的位置。我们使用的GPS在上一次关机前最后记录下的几颗GPS卫星在空间中的位置会存在GPS导航仪中,只要你下次搜索还能搜到其中的4颗卫星就可以进行定位,从而提高搜星速度。但这个星历只会存到GPS导航仪里48小时,超过这个时间星历会自动删除,你下次开机的时候机器会重新搜索卫星,这时由于机器里没有存星历的信息,所以搜星定位的速度就要比刚关机再开机定位速度慢很多。另外,如果你在某地保存了星历,虽然没有过48小时,但去到了外地很远的地方,也会使得原先存储的星历失效,需要重新搜星。
一般来说,合格的GPS导航仪如果没有保存星历信息,成功定位需要5~8分钟的时间。当然,一些天气如雨雪雾等也会影响搜星定位的时间。我们感觉定位忽快忽慢的关键原因就在于设备里有没有存储正确的星历。
虽然GPS“冷启”到定位成功需要的时间比较长,但如果我们借助辅助定位技术,根据实际情况修改GPS配置文件,就可以实现“秒定”——数秒内准确定位。当然,这是需要少量的流量来实现的。
首先要保证你的手机已经获得root权限。打开RE管理器,在system下找到etc文件夹,再找到gps.conf(gps配置文件),将RE管理器挂载为读写,长按gps.conf文件,选择以文本编辑器方式打开,将里面的内容修改为以下内容:
NTP_SERVER=0.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=1.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=2.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=3.cn.pool.ntp.org
NTP_SERVER=cn.pool.ntp.org
XTRA_SERVER_1=http://xtra2.gpsonextra.net/xtra.bin
XTRA_SERVER_2=http://xtra1.gpsonextra.net/xtra.bin
XTRA_SERVER_3=http://xtra3.gpsonextra.net/xtra.bin
SUPL_HOST=suplcn.sirf.com
SUPL_HOST=supl.nokia.com
SUPL_PORT=7275
为什么这个GPS配置文件能够快速定位呢?决定于以下两个方面:
一是授时服务器NTP Server,对于搜星后快速定位很重要。有的时候搜到的卫星很多但是定位很慢,就是因为和授时服务器连接不顺畅。快速和NTP Server同步,有助于提高GPS定位速度。建议优先使用国内的NTP Server。中国授时服务器变动信息可查看网址:http://www.pool.ntp.org/zone/cn。
二是SUPL服务器,主要是通过网络提供GPS卫星星历图,提高搜星速度;另外通过信号基站等其他辅助手段提高定位精度。尽量使用国内服务器能提高定位速度。其中suplcn.sirf.com(上海电信定位服务器)、supl.google.com(谷歌定位服务器)和supl.nokia.com(诺基亚定位服务器)是比较常用的。到底用哪个,可以ping一下看连接速度如何。
邱元阳:电子围栏——你的分数我做主
自2013年新驾考实施以来,全国各地的场地考试均全面采用GPS定位系统来进行自动评分。除部分要求较严格的考场同时使用红外线来精确检测考试过程是否正确外,大部分考场都是使用GPS“电子围栏”对考试过程进行检测和评分。
“电子围栏”是利用GPS卫星定位技术,在场地或地图上圈出的某些限定区域。它能够实时监控车辆行驶路线,在驶进和驶出限定区域会感应提示,从而自动对考试过程进行正误评判。此外,“电子围栏”也可用于培训计时,将正规驾校的培训场地划入电子围栏,而栏外区域的练车不计入学时,避免了黑驾校的挂靠和刷学时作弊。endprint
固定在考试车辆上的GPS终端,可以准确地指示车辆运行的轨迹和速度,从而正确判定车辆是否出界、压线,在驾驶证的科目二考试中应用已经成熟。
驾照场地考试系统一般是基于卫星定位系统(GNSS)中的载波相位技术对车辆进行实时动态定位测量(RTK),通过车内各部位安装的高精度差分GPS终端,利用双天线为基线,动态采集车辆运动过程的各种参数,由车载计算机进行综合处理,获得高精度的车辆位置、车轮坐标、车辆边界、行驶速度、倾仰角度等全姿态参数,配合车载传感器单元(熄火、转向、安全带等)和车载音视频系统(扬声器、摄像头等),对考试过程做出自动评判和提示,并上传考试结果到控制中心。
场考中的GPS系统位置检测精度达到厘米级,车速检测精度为0.1Km/h,可以相当准确地评定考试成绩,因此误判的概率很小。这样的考试系统不仅减少了人工评判中的人为因素,维护了考试公平性,也极大地提高了考试效率,缓解了考场的考试压力。同时,对驾驶员较严格的考试评判也有助于减少日后的交通事故。
刘宗凡:北斗系统——国货当自强
作为四大导航系统之一的北斗系统,是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。可能有很多人只知道GPS,而不知道北斗。到底北斗现在是一个什么状态呢?
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。
北斗和GPS一个很大的不同,在于GPS是一个单向系统,而北斗是一个双向系统。也就是说,北斗的指挥机和终端之间可以双向交流。在2008年5月12日汶川大地震发生后,北京武警指挥中心和汶川武警部队运用“北斗”进行了上百次交流,通过北斗导航系统独有的报文功能发送了50多万条的短信,使外界在地震灾区各项通信中断的情况下了解到灾区的具体信息,为抗震救灾带来了巨大的便利。
当然,双向系统也是一把双刃剑。当我们在军事上使用北斗时,因为终端要向指挥机发送信号,就可能被敌方探测到。另外,因为需要发送信号,北斗终端的造价会高于GPS终端,不利于普及。同时,因为要发送信号,终端的耗电也明显高于GPS终端。当然,体积更庞大也是必然的。
目前,中国北斗系统在应用中还存在很多问题:①系统应用不充分。特别是在民用中资源闲置非常严重,造成极大的浪费。②终端价格偏高,无法与GPS系统充分竞争。③终端设备开发滞后,跟不上应用需要。④北斗系统目前只能为中国及周边国家和地区提供定位服务。
陈守家:室内定位——想说爱你不容易
在室外,智能手机靠GPS传感器定位,但是到了室内手机就接收不到GPS信号了。不过现在有一种新技术可以利用设备内置的摄像头来进行室内定位修正,修正后的精度可达1米之内。这项新技术可促进新型应用的诞生,对于Google Glass这类的可穿戴技术尤其有价值。
这项由加州大学伯克利分校开发的技术可利用设备摄像头拍摄的照片来计算出设备的位置和方向。不过前提是需要有建筑物内部的全景图库(与Google的街景图类似)。由于系统清楚图库中的每一张照片的实际位置,因此通过照片比对也能计算出设备的位置所在。这和其他定位技术比较完全使用了另一种思路。而建筑物内部全景图库的建立过程,将影响到这项室内技术的发展。
当然,利用WiFi也可以实现室内定位。WiFi定位的原理大体上可分为两种。
一种类似GPS定位:已知某WiFi热点的坐标,通过移动设备得到了该WiFi热点的信号强度,这个信号强度与WiFi热点到移动设备的距离有一定关系,故可通过信号强度得到移动设备与该WiFi热点的距离。得知移动设备到3个以上WiFi热点的距离则可由这些WiFi热点的坐标求得移动设备的坐标。这个方式的关键在于信号强度与WiFi热点到移动设备的距离之间的关系。事实上这个关系受许多环境因素的影响,缺乏普遍性且并不稳定,因此这种方法虽然理论上能定位到一个坐标位置但缺乏实践性。
另一种则类似指纹识别的原理:对于每个语义位置(如一个房间)采集WiFi信号,形成“指纹库”。定位时,将移动设备测得的WiFi信号与已有的“指纹库”比对,看这个新信号与库中哪个位置的信号最匹配,则认为移动设备最可能位于该位置。定位的精度主要依赖于新信号与已有信号进行模式匹配的算法。这种方法可不依赖热点的位置坐标而实现对语义位置的定位,因此基础数据库的建设较简单。如果对算法具有较强的学习能力,每一次定位所接受到的WiFi信号都可用于完善“指纹库”和模式匹配算法,使系统的定位准确度随着用户定位次数的增加越来越好。
家庭常用的最普通的802.11n家用路由器,大多数是支持MIMO多天线的,基站本身就能根据客户端的实际位置发射具有指向性的波束,客户端和基站的方位角是可以确定的。这种情况下理论上只要两台基站即可精确定位,精度是米以内的,这已经远远高于民用GPS的精度了。另外由于“室”本身不会很大,再加上WiFi信号本身的传播距离就已经决定了这是一个几百平米左右空间内的定位问题。即使有误差,百米范围内的这点误差也绝对不会比民用GPS的误差更大。
邱老师曾提到GPS可以有补正算法,室内WiFi定位同样可以有补正算法,而且由于地方小,情况简单,补正更加容易,我们甚至可以做到每平米范围内做一套采样数据录入数据库用于补正,在特定位置增设定位用的基站也更加随意。所以说室内WiFi的定位精度是很高的,足以达到甚至超过民用GPS的水平。目前已有人做出超市内的WiFi定位,利用的就是这个原理。
室内定位目前主要通过WiFi AP进行,目前除了WiFi之外似乎也没有别的广泛使用的WLAN技术。RFID定位需要特殊设备,并且需要很多预备工作,并不具备普遍意义。WiFi定位可作为一定室内区域,如博物馆内部、校园内各建筑内部的定位手段,而在室外仍用GPS定位。endprint
此外,二维码定位是目前的一种新定位方式,这个大概是最精确又最简单可靠的定位方式了。我们可以通过手机摄像头拍摄贴在特殊位置上的二维码,二维码里存储了当前的位置信息,从而定位了拍摄时手机所在的位置,该方式简单、成本低而且有效。
邱元阳:打车软件——你知道我在找你吗
随着APP在智能手机上的大量应用,各种手机软件极大地丰富着信息时代的生活,基于位置服务的打车软件正是这些快速崛起的手机应用之一。仅仅一两年的时间,“快的”、“嘀嘀”、“摇摇”等打车软件即风靡全国,为越来越多的出租车司机和市民所使用。
正像其他IT行业初期的发展一样,打车软件行业之间的竞争也注定是一场“烧钱”的游戏,对乘客端和司机端的补贴力度都非常大。在群雄混战中,最终嘀嘀打车、快的打车、摇摇招车势力崛起,形成三足鼎立之势。由于有阿里、腾讯这样雄厚的后盾支持,“快的”、“嘀嘀”明显具有更大的优势,在战争的硝烟中屹立不倒,摇摇则风雨飘摇。
通过打车软件,乘客可以便捷地通过手机发布打车信息,并立即和抢单司机直接沟通,大大提高了打车效率。再加上统一电召平台的调度,订单可以在各个调度中心流转,也提高了打车成功率,甚至可以出现跨软件用户的成功打车。
然而,由于打车软件具有加价叫车功能,以及司机在使用过程中因为看屏分神增加了行驶安全隐患,还有维权监管难题等,不少城市开始叫停或限制打车软件。深圳市强制要求司机卸载手机打车软件,上海市在早晚高峰期严禁出租车使用打车软件,北京市则强制统一在线打车APP,并使用统一的电召平台。南昌市却计划由电召运营商负责开发一款新型打车软件,使用GPS语音呼叫系统,不需要司机看屏。
打车软件的使用,方便了使用软件的人,但同时也对不使用软件的打车人造成了影响和麻烦,因为有补贴机制和小费加价的利益驱使,出租车开始挑乘客,对路边招手的乘客视而不见或干脆拒载。也许,不再游离于监管之外,才能让打车软件真正走上正轨。
刘宗凡:关注马航——飞机去哪儿了
马航MH370失联,牵动了全球无数人的心。至发稿前止,搜索工作仍然一无所获。马来西亚已经出动了巫师这样的不靠谱的方式来寻找飞机,人们不禁要问:现在定位技术这么发达,为什么就无法找到马航MH370呢?
马航MH370的失联之所以显得非常离奇,是因为这样的事情几乎很难发生。MH370带有三种通讯系统,分别是无线电台的语音通信系统、应答器和卫星通讯系统。无线电台的语音通信系统基本上覆盖了整条航线,是空管人员与机组人员通话常用的通讯系统。而应答系统和地面二级雷达互相响应,二级雷达扫描到飞机以后向它发出询问,飞机的应答系统自动回复。在无线电台无法和地面联系时,卫星通讯系统(ACARS系统)会自动启动,向通讯卫星上传数据,通信卫星再将数据传回地面。ACARS系统是无法手工关闭的。在这么完善的通讯方式下,飞机想要失联,其实是非常不容易的。
那么失联以后,我们为什么不能通过技术来定位飞机的位置呢?
1.为什么不能用GPS定位
我们知道,GPS是卫星单向发送信号,GPS接收设备只是单纯地接收信号,虽然马航MH370安装有GPS,但要通过飞机的通讯系统向地面汇报,我们才能知道飞机到底去了哪儿。同样的道理,虽然很多乘客的手机都有GPS功能,但同样无法为我们提供帮助。
2.为什么不能用手机定位
我们经常看警匪片,警察一打罪犯手机,就能迅速定位对方的位置。而马航MH370失联航班乘客家属曾反映能打通乘客的手机,为什么不能定位呢?我们知道,手机处于三个基站信号覆盖下就可以实现定位。只要手机与一个基站连接,就可以打得通电话,但却无法实现定位。也就是说打通电话的难度远小于通过手机定位的难度。另外,所谓“打通”,并不一定是真正打通。如果你从北京用手机拨打一个位于新加坡朋友的电话,需要经过几个步骤:你的手机→本地基站→国际交换局→当地的通讯网络→当地基站→对方手机。由于北京和新加坡距离较远,通信需要一定的时间,因此国际间通话不可能像我们本地通话一样迅速,在国际交换局找到当地通讯网络的时候,交换局往往会返回一个提示音,表示已经接入对方网络,请耐心等待。而这个提示音,就是该家属所听到的所谓的“通话音”,因此造成了家属错误地以为打通了对方的电话。
3.为什么不能通过QQ定位
我们上QQ的时候都有一个地理功能,能看到对方所在大概区域,虽然不一定准确,但还是能有一定参考价值。马航MH370乘客家属反映失联后乘客QQ曾经在线,甚至有反复上线下线的动作。其实这是QQ服务器的问题。马化腾已经回应,手机QQ非正常退出时,还会显示一段时间在线,当然也就无法通过它来定位了。何况QQ的位置信息是基于IP数据库的。
4.为什么不能通过黑匣子定位
黑匣子平时不发射信号,坠毁以后才会发射信号。黑匣子向外发射无线电信号,包括空难信号,是有条件的。条件就是接收信号的这些点必须在它附近,如百十公里之内,太远是不行的。发射信号的这个点如果在深海、远海,陆地探测器也难以发现,也有可能电源已经失效了。
5.为什么不能通过间谍卫星定位
早在法航飞机事故发生后,法国就曾请求美国动用间谍卫星对搜救工作进行支持。那么对于失联的马航MH370,间谍卫星就无能为力吗?
棱镜事件后,人们开始吃惊于美国的全球监控能力,显然希望它的间谍卫星能在搜救失联飞机时一展身手。然而,军用雷达在探测到马航MH370向西飞往印度洋后,就失去了它的信号。无论是国际海事卫星组织的卫星还是各国军事卫星,都不是为追踪迷途客机而设计的。美国在印度洋和太平洋地区上空的间谍卫星主要用于监测朝鲜、阿富汗和巴基斯坦北部,关于失联客机的可能航迹,美国情报部门也没有多少自己的原始数据。虽然美国在追踪中国在东海和南海的活动上投入了更多资源,但美国情报机构并未对印度洋大片空无一物的海域实施常规监视。即便部署了间谍卫星,可用来帮助搜索的技术手段也不多。假如飞机已坠入印度洋,间谍卫星也只能通过可能浮在海面的残骸碎片来寻找,而较大的飞机残骸很可能已沉入海底。因此,在印度洋上的搜救工作不太可能从太空得到帮助。endprint
让我们为马航失联飞机祈祷吧!希望能早一天找到他们。
刘宗凡:定位软件群芳谱
高德导航:中国最大的导航电子地图及应用服务供应商,为各顶级汽车品牌及手机厂商提供导航产品,为谷歌、微软、中国移动、阿里巴巴、腾讯等世界级公司提供在线电子地图及服务,地图数据新,人机界面华美炫酷,操作简便。地图数据全部为实采且拥有知识产权,支持AR实景导航和3D全景导航,具有实时交通信息和丰富的电子狗信息。
凯立德手机导航:一直走在中国GPS导航软件前列。实时路况、3D实景、声控、位置分享、语音通讯等都不在话下,并且其2013春季版等版本还支持“GPS+北斗”双模导航!
其他的导航软件如导航犬、灵图天行者、东纳导航、城际通、道道通、导世通、梦擎、百度导航等也都各有特点。
GPStest:这是一款非常小巧的Android系统上的GPS状态查看工具,可以测试你已经连接了多少颗GPS卫星,你所在的经纬度、世界时间、日出时间及速度等信息。
爱家定位:是一款主要面向家庭成员提供位置服务的手机客户端应用(APP)。用户创建家庭群并邀请家庭成员登录后,可以在地图界面上直观查看家庭中各成员的当前位置、轨迹记录,同时可以设置禁止入、禁止出等各种类型的电子围栏,特别适用于家庭中对老人、小孩的关爱服务。该应用也可适用于中小企业、组织团体对员工和成员的调度管理。群创建者作为群管理员,可对所有成员进行增、删、改管理,并可配置各成员之间相互的位置可见关系。
益动GPS:通过手机内置GPS模块,存储运动轨迹,记录运动距离、运动时间、平均时速、最高时速、消耗热量等数据,并进行统计及分析,从而对你的运动给出科学指导,是爱好运动人士的好帮手。我们还可以通过这个软件方便快捷地将运动记录分享到各社交平台。
六只脚行踪户外GPS:是一款专业的导航软件,但是不同于功能严重同化的导航应用。它主要面向户外爱好者,满足驴友户外所需的记录、浏览、分享户外线路(GPS轨迹)的客户端,提供强大的GPS轨迹记录、便捷的轨迹分享,并与六只脚网站完美对接,可随时浏览网站上超过20000条的户外线路,提供户外行程指路,排除因路线不熟带来的不便。它可以在外出前离线下载地图,这样就可以节约流量。
结束语
每一项新技术的应用,新事物的诞生,都会迎来一场观念上的革命。位置服务也是这样,在用户还没充分体验孰优孰劣时,市场上却已经是硝烟弥漫,谁都不想放弃自己看到的商机。早出手占尽先机,退一步海阔天空,在应用为王的时代,技术已经不是问题,创意加服务才能最终为用户所青睐。endprint