用戶綜合定位管理平臺研究

梁寶俊

（中國電信股份有限公司河南分公司 鄭州 450008）

1 引言

運營商基于位置的服務(wù) （location based service，LBS）是通過定位技術(shù)獲取移動終端的位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)），提供系列應(yīng)用服務(wù)的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。近年來，隨著智能終端的迅速普及，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)爆炸式增長，位置服務(wù)的應(yīng)用也越來越豐富，同時從終端、地圖廠商、運營商到應(yīng)用開發(fā)商及最終用戶的定位業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟。移動定位業(yè)務(wù)被廣泛應(yīng)用于個人和行業(yè)客戶領(lǐng)域，行業(yè)應(yīng)用方向的主要客戶群為執(zhí)法機關(guān)、公共事業(yè)單位、交通物流企業(yè)用戶等。

2 常用的定位技術(shù)

根據(jù)用戶定位業(yè)務(wù)的不同使用場景，電信運營商需要采用不同的定位技術(shù)構(gòu)建基礎(chǔ)定位能力平臺，實現(xiàn)定位的技術(shù)主要有：GPS/北斗定位、輔助 GPS（A-GPS）、移動網(wǎng)絡(luò)定位、GPSOne、Wi-Fi定位以及多種技術(shù)相結(jié)合的綜合定位技術(shù)。

（1）GPS/北斗定位

GPS/北斗定位是通過部署于環(huán)繞地球的GPS/北斗衛(wèi)星體系實現(xiàn)的，衛(wèi)星信號一般達(dá)到3顆以上才可以定位成功。GPS/北斗定位適合于開闊、無阻擋的地方，但在建筑物內(nèi)或市區(qū)樓群密集區(qū)域等衛(wèi)星信號不好的地區(qū)，定位性能和可用性急劇下降。

（2）輔助 GPS

輔助GPS定位是將GPS與移動無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的混合型定位技術(shù)，通過網(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，將衛(wèi)星掃描及定位運算等繁重工作從終端側(cè)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)側(cè)。AGPS相比單獨的GPS提高了搜星速度、冷啟動速度、定位精度和靈敏度，降低了終端耗電。但AGPS在移動網(wǎng)絡(luò)信號差的地方無法定位或定位誤差很大，同時處于室內(nèi)時定位效果不佳。

（3）移動網(wǎng)絡(luò)定位

基于移動臺定位是移動終端根據(jù)接收到的多個基站的發(fā)射信號所攜帶的特征信息確定其到各個基站的距離，再根據(jù)有關(guān)算法對其自身位置進(jìn)行定位估計。該方法定位精度中等，精度受基站密度、基站數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、多路徑、無線信號環(huán)境等影響。

基于移動網(wǎng)絡(luò)定位是通過多個基站同時檢測移動終端的發(fā)射信號，將各接收信號攜帶的特征信息送到一個信息處理中心進(jìn)行處理，然后計算出終端的估計位置。主要優(yōu)點是簡單方便、響應(yīng)時間短、覆蓋范圍廣，但定位精度差。

（4）GPSOne

對于CDMA網(wǎng)用戶，美國高通公司開發(fā)了GPSOne混合定位技術(shù)，將AGPS和高級前向鏈路、AFLT三角定位法兩種定位技術(shù)有機結(jié)合，實現(xiàn)高精度、高可用性和較高速度定位。

GPSOne定位技術(shù)有以下兩種工作模式。

·MSA（mobile station assisted）模式：定位服務(wù)器為終端提供GPS輔助信息，終端測量GPS信號后將其反饋給定位服務(wù)器，由定位服務(wù)器計算終端位置。

·MSB（mobile station based）模式：定位服務(wù)器為終端提供GPS輔助信息，終端自己完成GPS信號測量，并在計算后把計算結(jié)果報告給定位服務(wù)器。

（5）Wi-Fi定位

Wi-Fi定位是一種適用于定位精度要求高的室內(nèi)定位技術(shù)，存在Wi-Fi接入點的地方，通過Wi-Fi信號強度的計算實現(xiàn)精準(zhǔn)定位功能，可以有效補充運營商目前的定位能力，但Wi-Fi定位信號也存在信號覆蓋不完善以及信號強度受環(huán)境影響大的問題。隨著Wi-Fi定位技術(shù)發(fā)展以及電信運營商Wi-Fi建設(shè)如火如荼，Wi-Fi定位的作用越來越受到關(guān)注。

由于各種定位技術(shù)各有特點和場景適用性，單一技術(shù)的定位效果受到多方面的制約和影響，特別是在很多復(fù)雜環(huán)境下的快速精準(zhǔn)定位的需求難以得到滿足，因此運營商面向社會廣大用戶提供服務(wù)時，必須綜合考慮各種需求，綜合采用多種有效定位技術(shù)，相互補充協(xié)同，以滿足各方面的需求。

3 綜合定位能力平臺

電信運營商擁有規(guī)劃完整、星羅棋布的基站及其GPS接收能力、遍布城市的Wi-Fi熱點、豐富的入網(wǎng)終端基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，具有建設(shè)綜合定位能力平臺得天獨厚的優(yōu)勢。因此，為了提高移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能力，電信運營商只有通過自身通信的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，借助綜合定位能力平臺，向用戶提供高質(zhì)量、高可用性、快速的位置服務(wù)，把運營商的基礎(chǔ)通信管道資源轉(zhuǎn)化為互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)時代的業(yè)務(wù)能力。

圖1是基于 GPS、AGPS和 Wi-Fi定位的綜合定位系統(tǒng)架構(gòu)。

圖1 綜合定位能力平臺架構(gòu)

目前運營商大多采用綜合定位能力SDK提供定位服務(wù)，綜合定位通常可以提供GPS/北斗定位、移動基站、Wi-Fi等多種方式的定位能力，可以保證在各種應(yīng)用場景中都可以獲得一個有效的定位數(shù)據(jù)。用戶終端發(fā)起定位后，定位應(yīng)用系統(tǒng)把定位請求發(fā)送到運營商的綜合定位能力平臺，綜合定位能力平臺通過與終端的信息交互，借助基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、指紋/AP數(shù)據(jù)庫、日志數(shù)據(jù)庫和定位服務(wù)器以及移動網(wǎng)的基站數(shù)據(jù)等，計算得到終端經(jīng)緯度信息，再通過接口反饋該用戶經(jīng)緯度信息，最后展現(xiàn)出與GIS相結(jié)合所獲得的完整文字和圖像定位信息。該系統(tǒng)具備基礎(chǔ)的定位功能，并具備接入開放的用戶綜合定位管理平臺的能力。客戶或者第三方集成商等合作伙伴可通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)接口接入電信定位能力平臺。

4 用戶綜合定位管理平臺

電信運營商的無線網(wǎng)絡(luò)是面向全社會的，既服務(wù)于公眾，也服務(wù)于政府、企業(yè)等機構(gòu)客戶，既直接使用定位數(shù)據(jù)，也需要對定位數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工利用。運營商提供的綜合定位業(yè)務(wù)要求標(biāo)準(zhǔn)開放、可控、可管、可計費、服務(wù)指標(biāo)有保證。集中的綜合定位能力平臺雖然可以提供基礎(chǔ)定位數(shù)據(jù)，但缺乏對于大量客戶的基礎(chǔ)信息管理、權(quán)限管理、計費信息管理以及定位使用情況的有效數(shù)據(jù)統(tǒng)計，無法對服務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)提高。為此，需要在此基礎(chǔ)上，開發(fā)綜合定位管理平臺，借助有效的綜合定位管理平臺，進(jìn)行用戶基礎(chǔ)信息管理、批量定位鑒權(quán)交互，統(tǒng)計用戶定位業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、定位模式及成功率分析、定位失敗原因分析、計費詳單，提升管理者的定位業(yè)務(wù)管理水平和用戶的服務(wù)感知，同時也便于優(yōu)化相關(guān)的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)和提升定位服務(wù)能力。

4.1 平臺總體描述

用戶綜合定位管理平臺需要依托綜合定位能力平臺、客戶關(guān)系管理（CRM）系統(tǒng)以及計費系統(tǒng)的接口，支持通過PC或者移動終端訪問管理平臺進(jìn)行客戶查詢、客戶自管理、權(quán)限設(shè)定等基礎(chǔ)管理功能以及定位詳單入庫、定位模式及成功率等定位信息的查詢分析功能。系統(tǒng)關(guān)系如圖2所示。

圖2 用戶綜合定位管理系統(tǒng)關(guān)系

4.2 平臺實現(xiàn)方法

目前，針對于Android智能終端的行業(yè)用戶，運營商所用的混合定位服務(wù)平臺通過提供Android平臺的 SDK調(diào)用，以提供符合 WGS84標(biāo)準(zhǔn)的 GPS經(jīng)緯度，此經(jīng)緯度結(jié)果沒有經(jīng)過任何糾偏。用戶綜合定位管理平臺的實現(xiàn)方法是在上述SDK的數(shù)據(jù)上記錄每次定位的情況，提供定位的模式；累計到一定數(shù)量或者經(jīng)過一段時間后，提交到用戶綜合定位管理平臺，由管理平臺進(jìn)行匯總統(tǒng)計，實現(xiàn)對定位數(shù)據(jù)的調(diào)用；同時與CRM系統(tǒng)、計費系統(tǒng)保持接口對接，實現(xiàn)客戶基礎(chǔ)信息、終端號碼和IMSI等信息的有效匹配，方便用戶管理，被定位的移動終端可通過管理平臺加入白名單鑒權(quán)后定位，實現(xiàn)定位費用的靈活計費，例如按定位次數(shù)計費、按不同的定位模式計費。

對于定位數(shù)據(jù)統(tǒng)計來說，手機SDK通過獲得位置信息或者監(jiān)聽位置的變化獲得定位數(shù)據(jù)，將得到的定位數(shù)據(jù)保存在本地數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)上傳服務(wù)以一定的時間間隔檢查數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并上傳到指定的接收服務(wù)器，提交數(shù)據(jù)統(tǒng)計服務(wù)平臺進(jìn)行統(tǒng)計分析管理。軟件實現(xiàn)的系統(tǒng)邏輯如圖3所示。

4.3 功能模塊

圖3 用戶綜合定位管理系統(tǒng)邏輯

整個系統(tǒng)包括Android平臺的開發(fā)SDK包和后臺的用戶管理、數(shù)據(jù)收發(fā)、定位統(tǒng)計、查詢服務(wù)、計費信息、系統(tǒng)管理等平臺模塊。Android開發(fā)SDK包是在原有混合定位SDK的基礎(chǔ)上，提供定位記錄以及數(shù)據(jù)上傳功能；后臺則用于接收終端上傳數(shù)據(jù)，對接CRM及計費系統(tǒng)，進(jìn)行用戶管理和系統(tǒng)管理，并進(jìn)行統(tǒng)計，生成所需查詢，統(tǒng)計數(shù)據(jù)及圖表，方便客戶在B/S方式下使用平臺管理定位業(yè)務(wù)。

（1）系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)分為終端接入層、后臺服務(wù)層，各層的具體功能及層級之間的關(guān)系介紹如下。

·終端接入層：在Android智能終端上，調(diào)用原有混合定位SDK獲得定位數(shù)據(jù)，并按需上傳。

·后臺服務(wù)層：接收并存儲終端上傳數(shù)據(jù)，統(tǒng)計并生成數(shù)據(jù)圖表以供后續(xù)使用，支持用戶自管理。

（2）系統(tǒng)功能

整個用戶綜合定位管理系統(tǒng)主要包含兩個子系統(tǒng)，分別是終端定位系統(tǒng)、后臺服務(wù)系統(tǒng)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和木材需求量的增加，杉木純林已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需求。本文主要分析杉木純林和混交林方面的內(nèi)容，重點分析了林下植物多樣性，得出如下結(jié)論：林下植物的多樣性指數(shù)會受到多因素影響，如物種豐富度、物種數(shù)、均勻度指數(shù)、植被類型、環(huán)境和人為干擾等；本文研究的杉木純林和混交林的林下植物多樣性同樣受環(huán)境因素的綜合影響，某些區(qū)域出現(xiàn)物種優(yōu)勢度指數(shù)為1.000的情況，主要是因為某一物種在其中占有絕對優(yōu)勢，完全限制了其他物種的生長。

① 終端定位系統(tǒng)

功能分為兩個部分，一部分為定位，另一部分為數(shù)據(jù)上傳。定位功能指調(diào)用原綜合定位SDK獲得定位數(shù)據(jù)，并將結(jié)果暫存到終端本地數(shù)據(jù)庫，在累計達(dá)到設(shè)定的定位使用次數(shù)或者上傳時間間隔后，就將暫存在終端本地數(shù)據(jù)庫的定位情況壓縮上傳到后臺。上傳的數(shù)據(jù)以IMSI為唯一標(biāo)識，后臺可以根據(jù)相關(guān)的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

② 后臺服務(wù)系統(tǒng)

功能分為6個部分，管理平臺的后臺服務(wù)功能模塊如圖4所示。

圖4 用戶綜合定位管理平臺后臺功能

·用戶管理功能：管理平臺支持客戶查詢用戶名稱、業(yè)務(wù)開通等信息，支持用戶自助管理，設(shè)定定位業(yè)務(wù)的權(quán)限，進(jìn)行用戶鑒權(quán)等基礎(chǔ)管理功能。

·數(shù)據(jù)收發(fā)功能：主要用于接口數(shù)據(jù)交互和管理平臺接收終端定位系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，按終端服務(wù)號碼為標(biāo)識存儲。

·查詢服務(wù)功能：指管理平臺支持對定位數(shù)據(jù)的查詢和用戶信息的查詢，定位數(shù)據(jù)的查詢條件可以為時間范圍、IMSI、定位模式、定位次數(shù)、定位成功率等的復(fù)合條件，用戶信息的查詢條件可以為業(yè)務(wù)開通時間、IMSI、定位次數(shù)、定位成功率等篩選。

·計費信息功能：管理平臺支持定位功能費的靈活計費，例如按定位次數(shù)計費，按 GPS、基站、Wi-Fi等模式不同定位模式區(qū)別定價計費，提供計費詳單信息，符合按需使用的需求和定位業(yè)務(wù)計費的發(fā)展趨勢。

·系統(tǒng)管理功能：平臺支持客戶對系統(tǒng)的操作日志記錄，對系統(tǒng)管理員等進(jìn)行賬戶、權(quán)限、密碼管理。

采用用戶綜合定位管理平臺后，后臺功能從用戶管理、定位管理、計費管理等方面得到進(jìn)一步豐富完善，可以在一定規(guī)則下支持自助服務(wù)操作，為管理者提供定位數(shù)據(jù)記錄，生成各種統(tǒng)計報表作為實際依據(jù)，并記錄用戶角色、權(quán)限管理、操作日志等。最終，整體體現(xiàn)客戶使用綜合定位方案的長期效果，通過定位模式等設(shè)定，可以有效改善室內(nèi)、室外定位場景下的定位精度，提高定位成功率，更好地支持用戶定位業(yè)務(wù)需求。

5 結(jié)束語

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和信息應(yīng)用的快速發(fā)展，人們對室內(nèi)室外定位與導(dǎo)航的需求日益增大，在綜合定位能力平臺的基礎(chǔ)上，通過綜合定位管理平臺，提供有效的定位管理、運營分析、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等管理，有助于運營商改善定位效果和服務(wù)水平，促進(jìn)基于定位業(yè)務(wù)的行業(yè)信息化應(yīng)用的發(fā)展。

1 羅枝花，王曉平.混合定位技術(shù)與應(yīng)用的探討.數(shù)據(jù)通信，2011(4)

2 張月星.移動終端室內(nèi)無線定位技術(shù)介紹.先進(jìn)技術(shù)研究通報，2011(5)

3 中國電信股份有限公司北京研究院.Wi-Fi室內(nèi)精準(zhǔn)定位技術(shù)研究報告白皮書，2012