手機定位技術概述

目前主流定位技術分爲3種：GPS定位、基站定位和Wifi定位。

GPS篇

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統）的簡稱，而其中文簡稱爲“球位系”。GPS是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是爲陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的，經過20餘年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己佈設完成。GPS功能必須具備GPS終端、傳輸網絡和監控平臺三個要素；這三個要素缺一不可；通過這三個要素，可以提供車輛防盜、反劫、行駛路線監控及呼叫指揮等功能。最初的GPS計劃在聯合計劃局的領導下誕生了，該方案將24顆衛星放置在互成120度的三個軌道上。每個軌道上有8顆衛星，地球上任何一點均能觀測到6至9顆衛星。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度爲10m。由於預算壓縮，GPS計劃不得不減少衛星發射數量，改爲將18顆衛星分佈在互成60度的6個軌道上。然而這一方案使得衛星可靠性得不到保障。1988年又進行了最後一次修改：21顆工作星和所3顆備用星工作在互成30度的6條軌道上。這也是現在GPS衛星使用的工作方式。

Android定位功能

在Android系統下面，對GPS的支持還是很好的。廢話不多說，直接看看與實現Android定位有關的API吧。這些API都在android.location包下，一共有三個接口和八個類。它們配合使用即可實現定位功能。

　　三個接口：

　　GpsStatus.Listener: 這是一個當GPS狀態發生改變時，用來接收通知的接口。

　　GpsStatus.NmeaListener:這是一個用來從GPS裏接收Nmea-0183（爲海用電子設備制定的標準格式）信息的接口。

　　LocationListener:位置監聽器，用於接收當位置信息發生改變時從LocationManager接收通知的接口。

　　八個類：

　　Address:描述地址的類，比如：北京天安門

　　Criteria:用於描述Location Provider標準的類，標準包括位置精度水平，電量消耗水平，是否獲取海拔、方位信息，是否允許接收付費服務。

　　GeoCoder:用於處理地理位置的編碼。

　　GpsSatellite:和GpsStatus聯合使用，用於描述當前GPS衛星的狀態。

　　GpsStatus:和GpsStatus.Listener聯合使用，用於描述當前GPS衛星的狀態。

　　Location:用於描述位置信息。

　　LocationManager:通過此類獲取和調用系統位置服務

　　LocationProvider:用於描述Location Provider的抽象超類，一個LocationProvider應該能夠週期性的報告當前設備的位置信息。

　　這裏通過一個代碼示例，演示一下如何實現定位。

　　首先，在AndroidManifest.xml清單文件裏需要加入ACCESS_FINE_LOCATION權限

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"></uses-permission>

　　其次，實現代碼如下：

package com.veer;

import android.app.Activity;

import android.content.Context;

import android.location.Location;

import android.location.LocationListener;

import android.location.LocationManager;

import android.os.Bundle;

import android.util.Log;

import android.widget.TextView;

public class LocationGPSActivity extends Activity {

private String tag = "LocationGPSActivity";

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.main);

LocationManager loctionManager;

String contextService = Context.LOCATION_SERVICE;

// 通過系統服務，取得LocationManager對象

loctionManager = (LocationManager) getSystemService(contextService);

// 得到位置提供器，通過位置提供器，得到位置信息，可以指定具體的位置提供器，也可以提供一個標準集合，讓系統根據

// 標準匹配最適合的位置提供器，位置信息是由位置提供其提供的。

// a. 通過GPS位置提供器獲得位置(指定具體的位置提供器)

String provider = LocationManager.GPS_PROVIDER;

Location location = loctionManager.getLastKnownLocation(provider);

// b. 使用標準集合，讓系統自動選擇可用的最佳位置提供器，提供位置

// Criteria criteria = new Criteria();

// criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE);// 高精度

// criteria.setAltitudeRequired(false);// 不要求海拔

// criteria.setBearingRequired(false);// 不要求方位

// criteria.setCostAllowed(true);// 允許有花費

// criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_HIGH);//高功耗

// // 從可用的位置提供器中，匹配以上標準的最佳提供器

// String provider = loctionManager.getBestProvider(criteria, true);

// // 獲得最後一次變化的位置

// Location location = loctionManager.getLastKnownLocation(provider);

Log.v(tag, "location===" + location);

// 使用新的location更新TextView顯示

updateWithNewLocation(location);

// 監聽位置變化，2秒一次，距離1000米以上

loctionManager.requestLocationUpdates(provider, 2 * 1000, 1000,

locationListener);

}

// 位置監聽器

private final LocationListener locationListener = new LocationListener() {

@Override

public void onStatusChanged(String provider, int status, Bundle extras) {

}

@Override

public void onProviderEnabled(String provider) {

}

@Override

public void onProviderDisabled(String provider) {

}

// 當位置變化時觸發

@Override

public void onLocationChanged(Location location) {

// 使用新的location更新TextView顯示

updateWithNewLocation(location);

}

};

// 通過改變位置經緯度，程序會自動更新TextView顯示的位置信息

private void updateWithNewLocation(Location location) {

String latLongString;

TextView myLoctionText;

myLoctionText = (TextView) findViewById(R.id.myLoctionText);

if (location != null) {

double lat = location.getLatitude();

double lng = location.getLongitude();

latLongString = "Lat(緯度): " + lat + "\nLong(經度): " + lng;

} else {

latLongString = "沒有獲取到經緯度，悲劇啊。";

}

myLoctionText.setText("我當前的位置是:\n" + latLongString);

}

基站篇

基站定位一般應用於手機用戶，手機基站定位服務又叫做移動位置服務（LBS——Location Based Service），它是通過電信移動運營商的網絡（如GSM網）獲取移動終端用戶的位置信息（經緯度座標），在電子地圖平臺的支持下，爲用戶提供相應服務的一種增值業務，例如目前中國移動動感地帶提供的動感位置查詢服務等。其大致原理爲：移動電話測量不同基站的下行導頻信號，得到不同基站下行導頻的TOA（Time of Arrival，到達時刻）或TDOA(Time Difference of Arrivalm，到達時間差)，根據該測量結果並結合基站的座標，一般採用三角公式估計算法，就能夠計算出移動電話的位置。實際的位置估計算法需要考慮多基站(3個或3個以上)定位的情況，因此算法要複雜很多。一般而言，移動臺測量的基站數目越多，測量精度越高，定位性能改善越明顯。

實現代碼如下：

package com.veer;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.InputStreamReader;

import org.apache.http.HttpEntity;

import org.apache.http.HttpResponse;

import org.apache.http.client.HttpClient;

import org.apache.http.client.methods.HttpPost;

import org.apache.http.entity.StringEntity;

import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;

import org.json.JSONArray;

import org.json.JSONObject;

import android.app.Activity;

import android.content.Context;

import android.os.Bundle;

import android.telephony.TelephonyManager;

import android.telephony.gsm.GsmCellLocation;

import android.util.Log;

import android.widget.TextView;

public class LocationCellActivity extends Activity {

private SCell cell = null;

private SItude itude = null;

private String userLongitude = "";

private String userLatitude = "";

private String tag = "LocationCellActivity";

/** Called when the activity is first created. */

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.main);

try {

cell = getCellInfo();

} catch (Exception e1) {

Log.v(tag, "獲取基站數據失敗 **************************************");

}

try {

itude = getItude(cell);

Log.v(tag, "itude===" + itude);

} catch (Exception e1) {

Log.v(tag, "根據基站數據獲取經緯度失敗 **************************************");

}

/* 獲取用戶當前位置信息 */

if (itude != null) {

userLongitude = itude.longitude;

userLatitude = itude.latitude;

} else {

userLongitude = "";

userLatitude = "";

}

Log.v(tag, "賦值後的經度====" + userLongitude);

Log.v(tag, "賦值後到的緯度====" + userLatitude);

TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.info);

String info = "經度爲：" + userLongitude + "\n" + "緯度爲：" + userLatitude;

tv.setText(info);

}

/** 基站信息結構體 */

public class SCell {

public int MCC;

public int MNC;

public int LAC;

public int CID;

}

/** 經緯度信息結構體 */

public class SItude {

public String latitude;

public String longitude;

}

/**

* 獲取基站信息

* @throws Exception

private SCell getCellInfo() throws Exception {

SCell cell = new SCell();

/** 調用API獲取基站信息 */

TelephonyManager mTelNet = (TelephonyManager) getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);

GsmCellLocation location = (GsmCellLocation) mTelNet.getCellLocation();

if (location == null)

throw new Exception("獲取基站信息失敗");

String operator = mTelNet.getNetworkOperator();

int mcc = Integer.parseInt(operator.substring(0, 3));

int mnc = Integer.parseInt(operator.substring(3));

int cid = location.getCid();

int lac = location.getLac();

/** 將獲得的數據放到結構體中 */

cell.MCC = mcc;

cell.MNC = mnc;

cell.LAC = lac;

cell.CID = cid;

return cell;

}

/**

* 獲取經緯度

* @throws Exception

private SItude getItude(SCell cell) throws Exception {

SItude itude = new SItude();

/** 採用Android默認的HttpClient */

HttpClient client = new DefaultHttpClient();

/** 採用POST方法 */

HttpPost post = new HttpPost("http://www.google.com/loc/json");

try {

/** 構造POST的JSON數據 */

JSONObject holder = new JSONObject();

holder.put("version", "1.1.0");

holder.put("host", "maps.google.com");

holder.put("address_language", "zh_CN");

holder.put("request_address", true);

holder.put("radio_type", "gsm");

holder.put("carrier", "HTC");

JSONObject tower = new JSONObject();

tower.put("mobile_country_code", cell.MCC);

tower.put("mobile_network_code", cell.MNC);

tower.put("cell_id", cell.CID);

tower.put("location_area_code", cell.LAC);

JSONArray towerarray = new JSONArray();

towerarray.put(tower);

holder.put("cell_towers", towerarray);

StringEntity query = new StringEntity(holder.toString());

post.setEntity(query);

/** 發出POST數據並獲取返回數據 */

HttpResponse response = client.execute(post);

HttpEntity entity = response.getEntity();

BufferedReader buffReader = new BufferedReader(

new InputStreamReader(entity.getContent()));

StringBuffer strBuff = new StringBuffer();

String result = null;

while ((result = buffReader.readLine()) != null) {

strBuff.append(result);

}

/** 解析返回的JSON數據獲得經緯度 */

JSONObject json = new JSONObject(strBuff.toString());

JSONObject subjosn = new JSONObject(json.getString("location"));

itude.latitude = subjosn.getString("latitude");

itude.longitude = subjosn.getString("longitude");

Log.v(tag, "剛剛獲取到的經度====" + itude.longitude);

Log.v(tag, "剛剛獲取到的緯度====" + itude.latitude);

} catch (Exception e) {

throw new Exception("獲取經緯度出現錯誤:" + e.getMessage());

} finally {

post.abort();

client = null;

}

Log.v(tag, "方法返回的經度====" + itude.longitude);

Log.v(tag, "方法返回的緯度====" + itude.latitude);

return itude;

}

Wifi篇

與手機基站定位方式類似，都需要採集wifi接入點的位置信息。

最早開發這個技術的是Skyhook公司。這個技術的原理是利用下面三條事實：wifi熱點（也就是AP，或者無線路由器）越來越多，在城市中更趨向於空間任何一點都能接收到至少一個AP的信號。（在美國，每個點收到3、5個AP信號的情況相當多見。中國也會越來越多的）熱點只要通電，不管它怎麼加密的，都一定會向周圍發射信號。信號中包含此熱點的唯一全球ID。即使距離此熱點比較遠，無法建立連接，但還是可以偵聽到它的存在。熱點一般都是很少變位置的，比較固定。這樣，定位端只要偵聽一下附近都有哪些熱點，檢測一下每個熱點的信號強弱，然後把這些信息發送給Skyhook的服務器。服務器根據這些信息，查詢每個熱點在數據庫裏記錄的座標，進行運算，就能知道客戶端的具體位置了，再把座標告訴客戶端。可以想想，只要收到的AP信號越多，定位就會越準。原理就是這麼簡單。

不過，一次成功的定位還需要兩個先決條件：第二，客戶端能上網。偵聽到的熱點的座標在Skyhook的數據庫裏有第一條不用說了，不管是wifi還是edge，只要能連上Skyhook的服務器就行。第三條是Skyhook的金礦所在。它怎麼知道每個AP的座標信息的呢？有一種說法是靠網友自己蒐集，然後發給Skyhook，Skyhook會付錢。不過官方網站上的說法是開着車滿大街轉悠，邊走邊採集AP信號，並用GPS定位，從而就有了座標信息。

package com.veer;

import java.io.IOException;

import java.util.List;

import org.apache.http.HttpResponse;

import org.apache.http.client.ClientProtocolException;

import org.apache.http.client.methods.HttpPost;

import org.apache.http.entity.StringEntity;

import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;

import org.apache.http.util.EntityUtils;

import org.json.JSONArray;

import org.json.JSONException;

import org.json.JSONObject;

import android.app.Activity;

import android.content.BroadcastReceiver;

import android.content.Context;

import android.content.Intent;

import android.content.IntentFilter;

import android.net.wifi.ScanResult;

import android.net.wifi.WifiManager;

import android.os.Bundle;

import android.util.Log;

import android.view.KeyEvent;

import android.widget.TextView;

public class LocationWifiActivity extends Activity {

/** Called when the activity is first created. */

WifiManager mainWifi;

WifiReceiver receiverWifi;

List<ScanResult> wifiList;

TextView textview;

StringBuilder sb = new StringBuilder();

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.main);

textview = (TextView) findViewById(R.id.textView1);

mainWifi = (WifiManager) getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);

receiverWifi = new WifiReceiver();

registerReceiver(receiverWifi, new IntentFilter(

WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION));

mainWifi.startScan();

}

public boolean onKeyUp(int KeyCode, KeyEvent envent) {

if (KeyCode == KeyEvent.KEYCODE_0)

onDestroy();

else

super.onKeyUp(KeyCode, envent);

return true;

}

public void onDestroy() {

Log.e("wifi", "onDestroy");

super.onDestroy();

}

class WifiReceiver extends BroadcastReceiver {

public void onReceive(Context c, Intent intent) {

wifiList = mainWifi.getScanResults();

for (int i = 0; i < wifiList.size(); i++) {

Log.e("wifi", wifiList.get(i).toString());

}

HttpPost httpRequest = new HttpPost(

"http://www.google.com/loc/json");

JSONObject holder = new JSONObject();

JSONArray array = new JSONArray();

try {

holder.put("version", "1.1.0");

holder.put("host", "maps.google.com");

holder.put("address_language", "zh_CN");

holder.put("request_address", true);

for (int i = 0; i < wifiList.size(); i++) {

JSONObject current_data = new JSONObject();

current_data.put("mac_address", wifiList.get(i).BSSID);

current_data.put("ssid", wifiList.get(i).SSID);

current_data.put("signal_strength", wifiList.get(i).level);

array.put(current_data);

}

holder.put("wifi_towers", array);

Log.e("wifi", holder.toString());

StringEntity se = new StringEntity(holder.toString());

httpRequest.setEntity(se);

HttpResponse resp = new DefaultHttpClient()

.execute(httpRequest);

if (resp.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {

/* 取出響應字符串 */

String strResult = EntityUtils.toString(resp.getEntity());

textview.setText(strResult);

}

} catch (JSONException e) {

textview.setText(e.getMessage().toString());

e.printStackTrace();

} catch (ClientProtocolException e) {

textview.setText(e.getMessage().toString());

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

textview.setText(e.getMessage().toString());

e.printStackTrace();

} catch (Exception e) {

textview.setText(e.getMessage().toString());

e.printStackTrace();

}

另一個封裝類：

package com.veer;

import java.util.List;

import android.content.Context;

import android.net.wifi.ScanResult;

import android.net.wifi.WifiConfiguration;

import android.net.wifi.WifiInfo;

import android.net.wifi.WifiManager;

import android.net.wifi.WifiManager.WifiLock;

public class WifiAdmin {

// 定義WifiManager對象

private WifiManager mWifiManager;

// 定義WifiInfo對象

private WifiInfo mWifiInfo;

// 掃描出的網絡連接列表

private List<ScanResult> mWifiList;

// 網絡連接列表

private List<WifiConfiguration> mWifiConfiguration;

// 定義一個WifiLock

WifiLock mWifiLock;

// 構造器

public WifiAdmin(Context context) {

// 取得WifiManager對象

mWifiManager = (WifiManager) context

.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);

// 取得WifiInfo對象

mWifiInfo = mWifiManager.getConnectionInfo();

}

// 打開WIFI

public void OpenWifi() {

if (!mWifiManager.isWifiEnabled()) {

mWifiManager.setWifiEnabled(true);

}

// 關閉WIFI

public void CloseWifi() {

if (!mWifiManager.isWifiEnabled()) {

mWifiManager.setWifiEnabled(false);

}

// 鎖定WifiLock

public void AcquireWifiLock() {

mWifiLock.acquire();

}

// 解鎖WifiLock

public void ReleaseWifiLock() {

// 判斷時候鎖定

if (mWifiLock.isHeld()) {

mWifiLock.acquire();

}

// 創建一個WifiLock

public void CreatWifiLock() {

mWifiLock = mWifiManager.createWifiLock("Test");

}

// 得到配置好的網絡

public List<WifiConfiguration> GetConfiguration() {

return mWifiConfiguration;

}

// 指定配置好的網絡進行連接

public void ConnectConfiguration(int index) {

// 索引大於配置好的網絡索引返回

if (index > mWifiConfiguration.size()) {

return;

}

// 連接配置好的指定ID的網絡

mWifiManager.enableNetwork(mWifiConfiguration.get(index).networkId,

true);

}

public void StartScan() {

mWifiManager.startScan();

// 得到掃描結果

mWifiList = mWifiManager.getScanResults();

// 得到配置好的網絡連接

mWifiConfiguration = mWifiManager.getConfiguredNetworks();

}

// 得到網絡列表

public List<ScanResult> GetWifiList() {

return mWifiList;

}

// 查看掃描結果

public StringBuilder LookUpScan() {

StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();

for (int i = 0; i < mWifiList.size(); i++) {

stringBuilder

.append("Index_" + new Integer(i + 1).toString() + ":");

// 將ScanResult信息轉換成一個字符串包

// 其中把包括：BSSID、SSID、capabilities、frequency、level

stringBuilder.append((mWifiList.get(i)).toString());

stringBuilder.append("\n");

}

return stringBuilder;

}

// 得到MAC地址

public String GetMacAddress() {

return (mWifiInfo == null) ? "NULL" : mWifiInfo.getMacAddress();

}

// 得到接入點的BSSID

public String GetBSSID() {

return (mWifiInfo == null) ? "NULL" : mWifiInfo.getBSSID();

}

// 得到IP地址

public int GetIPAddress() {

return (mWifiInfo == null) ? 0 : mWifiInfo.getIpAddress();

}

// 得到連接的ID

public int GetNetworkId() {

return (mWifiInfo == null) ? 0 : mWifiInfo.getNetworkId();

}

// 得到WifiInfo的所有信息包

public String GetWifiInfo() {

return (mWifiInfo == null) ? "NULL" : mWifiInfo.toString();

}

// 添加一個網絡並連接

public void AddNetwork(WifiConfiguration wcg) {

int wcgID = mWifiManager.addNetwork(wcg);

mWifiManager.enableNetwork(wcgID, true);

}

// 斷開指定ID的網絡

public void DisconnectWifi(int netId) {

mWifiManager.disableNetwork(netId);

mWifiManager.disconnect();

}

當然這些都只是一些概述，在具體實現的是後還需要注意很多問題，尤其是各種異常的處理，請大家自己注意。

手機定位技術概述

Android:Unable to open sync connection！

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