GPSONE與傳統(tǒng)GPS的比較

現(xiàn)代社會，人們對定位技術(shù)的需求可以體現(xiàn)在生活中的方方面面，有時候，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，可以在很大程度上提高定位服務(wù)的質(zhì)量。

隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步,人們的活動范圍越來越大，越來越不確定。移動通信最顯著的特點就是位置的移動，從而自然衍生出一些和位置相關(guān)的服務(wù)需求。在移動通信蓬勃發(fā)展的今天，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)提供的定位服務(wù),移動通信用戶不僅可以通過這項技術(shù)隨時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（或場所），或者他人想知道移動者（或移動物）在什么位置等等。

2002年2月27日，美國德克薩斯州警官MikePrivitt的汽車在結(jié)冰的公路上翻了。他頓時頭昏目眩，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呼救時網(wǎng)絡(luò)自動將他的遇險地點發(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的一袋價值100億美元的珠寶在火車上被盜了。僅在案發(fā)后一個小時，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)，是指通過移動終端和移動網(wǎng)絡(luò)的配合，確定移動用戶的實際地理位置，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的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在日本、韓國的發(fā)展勢頭最為強勁。而在中國，移動公司和聯(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)在中國正以快速的態(tài)勢增長。

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)星測時測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)”，簡稱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可看到四顆衛(wèi)星。

傳統(tǒng)的GPS定位技術(shù)在戶外運轉(zhuǎn)良好，但在室內(nèi)或衛(wèi)星信號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)就無法從冷啟動狀態(tài)實現(xiàn)定位。

基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的GPSONE技術(shù)

在移動通信網(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獨有的技術(shù)，在定位操作時，手機(jī)/終端同時監(jiān)聽多個基站的導(dǎo)頻信息，利用碼片時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和高級前向鏈路AFLT三角定位法兩種定位技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實現(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會自動切換到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)由多個高靈敏度GPS接收機(jī)組成，負(fù)責(zé)全天候監(jiān)測覆蓋區(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，動態(tài)刷新存儲于定位平臺中的GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫（衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地理位置對應(yīng)關(guān)系）。終端只有在需要定位時才通過無線網(wǎng)絡(luò)向定位平臺通報大概位置（屬于哪個基站），然后通過定位平臺獲得GPS衛(wèi)星信息，從而大大縮短衛(wèi)星捕獲時間，大幅度降低耗電。

借助定位服務(wù)器強大的運算能力，可以采用復(fù)雜的定位算法以降低接收信號弱等不利因素的影響從而提高定位精度和靈敏度。定位平臺將經(jīng)緯度信息送到應(yīng)用服務(wù)平臺，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、偽距信號接收及定位運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)將終端的工作簡化，將衛(wèi)星掃描及定位運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、靈敏度和冷啟動速度、降低終端耗電。

在GPS衛(wèi)星信號和無線網(wǎng)絡(luò)信號都無法單獨完成定位的情形下，GPSONE系統(tǒng)會組合這兩種信息源，只要有一顆衛(wèi)星和一個小區(qū)站點就可以完成定位，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三角運算定位，改善了室內(nèi)定位效果。CDMA三角運算定位彌補無衛(wèi)星信號下也能完成定位，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家運營商采用了GPSONE定位技術(shù)提供精確定位服務(wù)，其中包括美國第一和第四大運營商Verizon和Sprint、日本第一和第二大運營商NTT DoCoMo和KDDI、韓國第一和第二大運營商 SKT和KTF。終端品種超過100種，終端銷量超過5000萬部。

自從2001年4月，日本推出采用了GPSONE的個人安全專用設(shè)備之后，日本、韓國和美國相繼于在2001年底推出支持GPSONE定位功能的商用手機(jī)。目前，這三個國家投入商用的GPSONE技術(shù)設(shè)備數(shù)量已經(jīng)超過了百萬?，F(xiàn)在日本和韓國市場上有超過15類具備GPSONE定位功能的手機(jī)，運營商也以此為基礎(chǔ)提供了豐富的定位服務(wù)，包括兒童安全監(jiān)護(hù)、個人導(dǎo)航應(yīng)用、定位尋友等。美國也有幾家運營商在出售GPSONE手機(jī)，以滿足聯(lián)邦通信委員會(FCC)對E911無線安全呼叫的強制要求，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人移動電話、車載終端、特殊智能終端的首選技術(shù)。

在國內(nèi)，中國無線通信標(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，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、對意外事件的處理、陌生路段的查詢、以及中途停留地點的選擇、對當(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，并做有針對性的宣傳的零售商帶來了更多的機(jī)會。因此，中國基于GPSONE定位服務(wù)的廣闊市場前景是毋庸置疑的。