基于Android平台的移动通讯设备的GPS定位

文建钦

摘 要：Android 是开放的智能终端操作系统，在智能手机领域占有统治地位。Android可以嵌入不同的硬件平台，提高设备终端的智能化。GPS定位技术是全球开放的无线通信技术标准，具有体积小、功耗低、成本低等优点，基于Android平台的移动通讯设备的GPS定位系统具有很高的实用价值。

关键词：Android；GPS定位；移动通讯设备

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.233

功能化与智能化是移动通讯设备领域的发展方向。现阶段，越来越多的制造厂商相继推出了可结合GPS定位技术的移动通讯产品。这一类产品主要是前装产品，在移动通讯设备出厂之前就有了，相对于后装产品来说，这类产品跟相关平台系统融为一体。Android平台提供对GPS定位的支持，包括底层驱动和上层应用框架。通过在Android平臺提供基础的GPS定位系统，具有整合产业链资源的优势。

1 我国Android移动通讯设备发展现状

早在2009年中国联通就组建了移动通讯设备信息化专业团队，以GPS定位服务为依托，形成了包括移动通讯设备远程服务维护、呼叫中心和车载内容服务在内的全方位解决方案。中国联通已经与上汽、特斯拉、宝马等近20家国内外移动通讯设备厂商在Android平台领域展开合作。中国电信针对不同的行业和用户推出定制化方案。针对公共交通，中国电信提出“无线视频监控系统”，可实现视频图像和定位信息实时上传至调度中心平台，经过处理后，调度中心平台将GPS数据传到电子站牌，发布车辆的车流量、客容量、车速、站台候车人数等信息。中国移动目前正面向Android平台布局三大产品线，第一条是与移动通讯设备厂商合作的解决方案，第二条是位置安防，第三条是个人产品和行业解决方案。

以BAT（百度、阿里巴巴、腾讯）为首的互联网企业也进入移动通讯设备行业，并在传统的GPS定位系统中植入生活服务、位置服务、搜索服务等应用，以抢占新的互联网入口。百度以百度地图打入Android平台，同时研发自己的无人驾驶技术。阿里巴巴的目标在Android数据服务市场，2014年底，阿里巴巴推出了全新的移动通讯设备可穿戴设备“智能盒子”及App“智驾行”，以此来打开后装移动设备GPS领域的个人用户市场。腾讯更看重车与人、车与手机的互联。虽然Android+GPS的前景十分美好，产业链的各行业、企业都在积极布局，但是目前我国移动通讯设备领域的发展仍处于初级阶段。其产业链涉及的行业、企业基本上各自为战，信息共享程度低，众多企业的技术接口不统一，用户的体验差，商业模式不成熟等等诸多问题有待解决。

2 Android移动通讯设备的GPS定位技术分析

基于Android平台的GPS技术研制主要分为两种，第一种是仿真难度较大的GPS信号模拟器的研究，第二种是GPS数字中频信号源的研究。GPS信号模拟器，能够根据用户的状态信息如用户场景和动态，产生满足任意接收时刻载体上的GPS天线所接收到的信号，仿真接收信号的多普勒、C/A码相位、GPS卫星星座状态等信息。除此之外，高动态GPS信号模拟器的研究还涉及到诸多的系统建模，包括用户动态、场景建模，多径信号建模，电离层、对流层建模以及卫星钟差的建模等。GPS数字中频信号源，其研究的难度相对较低，相比于高动态GPS信号模拟器，没有涉及到用户高动态的建模等工作，但是在较为简单的场景下，可以产生任意接收时刻的信号，且能进行接收机的验证工作。

国外很早开展了Android平台的GPS定位系统的研究工作，技术已比较成熟，如英国SPIRENT公司研制的GSS系列信号模拟器，其中GSS6560最具代表性，该模拟器是多信道高灵活性GPS/SBAS仿真系统，配合软件SimGEN，用户可以全面地控制测试场景的创建，适于接收机开发或检验，让用户实时仿真卫星信号。国外对于GPS信号的仿真起步较早，在理论和设备开发上都取得了丰硕的成果，GPS信号的仿真也较为完善，例如复杂的多径建模，电离层、对流层建模、高动态建模等。2010年，DavidA.Hall介绍了Averna公司开发的一款基于NI射频测试平台的录播式模拟器，其为模拟器的研制提拱了另一种新思路。国外NAVSYS公司也一直致力于混合架构的GPS信号仿真，其模拟器大多采用“Matlab+DSR”存储器式的结构。

在国内，针对Android移动设备GPS定位中存在的不同信号延迟、卫星坐标位置计算量大、迭代次数多等特点，有学者提出了在精度要求不是很高的条件下，采用插值、拟合等优化算法以减少计算量。利用VisualC++实现了Android移动设备的高动态GPS信号模拟器的上位机软件，设计了各种动态，计算出各种运动轨迹通过串口发送给DSP进行实际地面半实物模拟仿，并用matlab软件对自研模拟器和思博伦模拟器测试后的数据进行仿真和验证。同时，也有研究通过分析卫星运动状态和接收机的位置关系分析了信号传播时间的迭代计算方法，以移动设备中频GPS信号模型为基础构建了一种数字中频GPS信号软件模拟器，并用数字内插的方法产生GPS中频模拟信号来节省资源、扩展多模卫星信号模拟器、通过计算机模拟高保真环境并移植到Android设备中进行验证。

3 结语

综上所述，基于Android平台的移动设备GPS定位开发研制主要是借助模拟器计算用户输入的参数，通过用户直接设置初始化参数、卫星星历数据的导入、接收机位置的设置、载体运动参数、仿真初始时刻设置、信道参数设置，经过底层模型生成信号参数，仿真产生载波、码、导航电文并进行BPSK调制，最终生成中频信号源，这对快速验证模拟器思路和硬件模拟器的研制指导，及研究GPS接收机捕获、跟踪和定位解算算法有一定的参考意义。

参考文献：

[1]陈鹏，胡心浩，谢欢，刘世杰，童小华.基于Android平台的葡萄园精准管理移动GIS系统研究[J].地理信息世界，2015（01）.

[2]段雅鑫.基于Android的地图服务应用程序设计与实现[J].北京测绘，2016（01）.

[3]熊鹏波.浅谈基于Android的移动地理信息采集系统建设[J].测绘与空间地理信息，2016（07）.