在手機、電腦等電子設備與我們如影随形的今天,有多少種定位方式可以了解到“我們在哪”,誰擁有了解我們位置的權限,以及不同定位方式的區别到底是什麼?
相信不少人有這樣的疑問:公安、消防、醫院部門是怎麼準确定位嫌疑人、受害者和病人的?APP是如何根據所在位置進行廣告投放的?下文我們将通過介紹GPS、基站、IP不同的定位原理以及他們的區别來幫你搞清楚這些問題。
基站與信号塔
首先,我們先介紹一下基站。基站包括移動、聯通和電信基站,當手機開機、關機、切換基站時都會向最近最優基站賦權。其主要功能是負責用戶手機端信号傳出工作,包括語音通話、網絡訪問等各項業務。
這裡我們特别強調一個誤區,很多人會誤以為基站就是信号塔。從專業角度來看,基站是由一套通訊設備組成的末端網絡。包括移動交換中心、基站控制器、無線網絡控制器等組成的一個有機整體。信号塔主要用于安裝基站中的天線,信号塔越高,天線信号覆蓋的範圍越廣。信号塔起到的作用隻是提供高度,作為基站天線的延伸和固定。
簡單地說,基站并不是信号塔,而是信号塔下面的那個小屋子。
基站定位
基站定位也稱“LBS”定位,全稱是Location Based Service,基站可以根據移動設備獲取用戶所在的地理位置,并在此基礎上提供相關的信息服務。運營商蜂窩基站的位置是固定的,通過接收一個或多個基站信号終端,根據信号強度以及基站位置推斷用戶位置。
優點:LBS定位的優勢是方便、成本低,因為它是通過現有的基站進行定位的。理論上說,隻要計算三個基站的信号差異,就可以判斷出該設備所在的位置。隻要用戶手機處于移動通信網絡的有效範圍之内,就可以進行位置定位,不受天氣、高樓、位置等影響。适合室内定位、個人定位等長時間在室内工作、學習且設備供電充足的情況。
缺點:這種基站定位的方法,在沒有基站的位置上,誤差範圍會比較大,通過計算基站信号差異得到的位置坐标明顯低于GPS定位精度(定位精度在500-5000米)。并且有些地方沒有基站是不能實現定位功能的,如果超出手機服務範圍,或者周圍基站數量不足則無法定位。由于對手機以及對環境要求較高,基站定位不适用于野外或者汽車定位。
二、GPS定位GPS定位是什麼
GPS定位,全球衛星定位系統(Global Positioning System)。最初的GPS計劃是在美國聯合計劃局的領導下制定的,該方案将24顆衛星放置在互成1200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6-9顆衛星。這樣,粗碼精度可達100m,精碼精度為10m。1988年又進行了修改:21顆工作衛星和3顆備用衛星工作在互成600的6個軌道上。這也是目前GPS衛星所使用的工作方式。一般來說,地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星,(一般國内可以接收到6-10顆衛星)以保證衛星可以采集到該觀測點的經緯度和高度,以便實現導航、定位、授時等功能。
優點: GPS定位優勢精确,隻要能接收到4顆衛星的定位信号,就能進行誤差在5-10米以内的定位。 GPS定位很好地保證了信号,因為接收器随時至少被四顆衛星覆蓋。 另外,由于衛星處于較高的位置,排除了衛星時鐘和大氣幹擾等因素,精度也保證在幾米到幾十米之間。
缺點:GPS設備的成本較高且受天氣和位置的影響很大。天氣不好或者在高架橋、樹蔭下、高層建築旁邊的角落、地下車庫、露天下層車庫,GPS的定位會受到相當大的影響。因此,GPS對室内定位并不友好,在室内使用GPS定位裝置時,存在找不到衛星的問題,另外,GPS模塊為了可以尋找到衛星信号而不停地工作,更加劇了電池的耗損。
GPS和基站定位的區别
我們可以通過一張圖來更好的了解GPS和基站定位。
基站定位是根據看到的通信鐵塔為基準進行的定位。根據信号方向、強弱、信号傳遞時間等要素,可以交會得出手機的概略位置。而GPS定位是手機接收衛星信号通過交付計算進行的定位。手機GPS接收器根據4顆衛星信号的不同方向、信号到達時間,交會計算出自己當前位置的經緯度和海拔高度。
三、IP定位IP地址是什麼
IP地址就像是我們的家庭住址一樣,如果你要寫信給一個人,你就要知道對方的地址,這樣郵遞員才能把信送到。計算機發送信息就好比是郵遞員,它必須知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送錯人家。
當我們浏覽網頁或使用APP時,網絡内部會通過内網傳輸到當地的服務器、地區的服務器、經過ISP(運營商,國内主要包括移動、電信、聯通),再向下轉發到網頁或APP所在的服務器,以此來完成訪問。因此,當我們訪問網頁時,ISP和網頁的擁有者都會得知我們的IP地址。
每一個終端(包括手機、電腦等移動設備)都有IP地址,作為網絡傳輸的終端地址,但IP地址存在共用的情況,即并非每一個移動設備都有獨一無二的IP地址。簡單來說,一個小區的IP地址可能是共用的,一個公司也可能共用一個IP地址。
IP定位
IP定位技術就是為确定IP設備地理位置所采用的技術,無需硬件設備支持,覆蓋所有網絡終端與智能設備。IP定位的基本原理是:利用IP設備的名字、注冊信息或時延信息等來估計其地理位置。在IP定位系統或算法中,一般包括4個要素:定位服務器、測量節點、待定位節點和基礎設施。近年來,基于地理位置的網絡應用層出不窮,主要包括定向廣告(targeted advertisement)、社交網絡、網絡安全、性能優化等。
基于上述IP地址的特性,我們可以總結出IP定位的優缺點。
優點:方便,應用廣泛,不涉及隐私。IP地址的數據源是公開的,使用方便,不涉及隐私;無需硬件設備支持,覆蓋所有網絡終端和智能設備;定位不會因為設備,天氣、地理位置等外界因素,影響最終的結果,此外,IP定位返回結果不僅包括地理位置信息,還可以同時返回應用場景、經緯度、運營商等多維度數據。
缺點:數據源存在變動情況,需要及時更新。
看完了GPS、基站、IP定位的原理及其優缺點,我們進入最後一個部分——應用場景。也就是回答我們最初提出的問題:到底誰能知道“我在哪”?
基站定位限制性較大,價格較高。數據來源包括移動人員内部提供以及移動運營商網絡接口獲取,但僅限于公安及已經授權的SPP運營商。該接口受嚴格監管,按量收費,且必須得到機主同意。
主要應用在急救中心、消防等領域,在接線員接到相關情況的電話時,可以通過基站進行人員的精準定位,疫情防控中所運用的行程碼也是通過基站定位實現的。此外,運營商也可以基于基站進行相關應用服務。像中國移動動感地帶提供的動感位置查詢服務;谷歌手機地圖等各類手機地圖軟件中的粗略定位;和GPS配合産生的A-GPS等等都是基站定位的應用。
相比于基站,在用戶授權的前提下,GPS的應用範圍更大,可選擇性更強。當我們下載APP時,平台會發出彈窗是否對當前位置進行授權,如果選擇确定,則相關企業就擁有了GPS定位的權限。地圖、網約車、外賣、快遞等行業,都是依賴GPS來完成定位和服務的。此外,GPS在測量、救援、農業生産、軍事等領域也有不容小觑的作用。
總體而言,IP定位是我們日常生活中接觸最多、最方便的。由于IP分配時,所在區域的IP地址可能是共用的,因此IP定位并不涉及用戶個人,可以保證用戶的隐私。當我們對網頁、APP進行訪問時,相關企業可以通過訪問記錄獲取浏覽者的IP地址,并依據IP地址劃分用戶所在區域(并不涉及用戶個人位置)。APP進行的廣告智能推送、天氣預報、新聞資訊的推送都是基于IP定位完成的,甚至在我們打遊戲時,廠商為了避免遊戲卡頓,會基于玩家的IP地址進行較近的流量分配,保證遊戲通暢性。
此外,IP地址定位也被應用到多個領域,比如網絡安全行業、銀行以及公安等。企業可以通過禁止一些高危地區或者代理商的IP地址訪問,來保證當前設備安全;在金融、遊戲行業中,在用戶登錄手機銀行時,銀行方可以通過IP、GPS完成異地業務、異地登錄的交叉核驗,保證用戶的業務安全;在一些電影中,我們看到當不法分子在互聯網上留下訪問記錄時,公安部門通過追蹤IP地址,完成嫌疑人抓捕,也是通過IP定位來實現的。
IP地址定位不僅僅是地理位置的體現,在互聯網的今天也是多元化價值的體現,IP地址定位作為重要的網絡基礎設施資源,是實現網絡設備映射到用戶實體、網絡空間映射到地理位置的橋梁,因此實現IP地址定位對網絡空間地圖測繪、網絡空間精準監管、數字化經濟建設具有重要意義。
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