1、第20卷第2期 2005年4月 天中学刊 Journal of Tianzhong Vo120 NO2 Apr2005 基于gpsOne平台的移动定位服务 段美霞 ，牛铃 ，徐亮2，魏长宝2 (1成都理工大学，四川成都610059；2黄淮学院，河南驻马店463000) 摘要：介绍了移动定位系统的实现方式，重点阐述了基于gpsOne平台的解决方案和工作方式，以及用于手机 的gpsOne方案 关键词：移动定位系统；gpsOne；BREW技术 中图分类号：TN9295 文献标识码：A 文章编号：10065261(2005)02002503 手机定位服务是在无线状态下基于通信位置的 定位服务，开通这项
2、服务，手机用户可以方便地获 知自己目前所处的准确位置，查询或收取附近各种 场所的资讯手机定位服务的巨大魅力正是在于能 在正确的时间、正确的地点，把正确的信息正确地 发送给用户，同时它还可以对手机用户进行定位， 并对手机用户的位置进行实时的监测和跟踪，使所 有被控对象都显示在监控中心的电子地图上，一目 了然因此手机定位服务在无线移动领域内具有广 泛的应用前景 1 gpsOne的解决方案 gpsOne是利用CDMA精确同步网中前向链路 三角定位AFLT技术提供的精确时间信息来定位 的，系统首先通过AGPS定位，在AGPS无法定 位的环境下采用AFLT技术进行定位此种技术在 复杂地形条件下也可保持达
3、到550 m的精度，定 位速度快，而且功耗极低，灵敏度较常规GPS提高 了3O100倍，由于高通公司将具有gpsOne功能的 芯片无缝集成到其手机芯片组MSM中，因此手机 厂商无需改变设备的外形尺寸或价格，即能提供具 有定位功能的手机，而且成本低(23美元)gpsOne 不仅适用于CDMA，而且可以在GPRS和WCDMA 平台上使用 11 QUALCOMM公司的gpsOne解决方案 尽管网络和GPS解决方案无法在现实生活中 单独提供商用定位解决方案，但是它们可以互补， 例如，在农村和郊外只有少数基站能够“听到”手 机，但是GPS接收机却可以经常“看到”4个或5 个卫星相反，在人口密集的城区和建
4、筑物内，GPS 接收机无法探测到足够的卫星，但是手机可以接受 到来自2个或更多基站的信息 图1 gpsOne混合解决方案 为满足商用定位技术的高精确性和成功率要 求，QUALCOMM公司针对CDMA网络开发了 gpsOne解决方案通过使用Snap Track公司 (QUALCOMM公司的子公司)提供的混合型无线 辅助全球定位系统(AGPS)解决方案，gpsOne定 位系统的定位精度高，并且适用于非辅助型GPS难 以定位的室内环境和人口密集的城区等地形 gpsOne是第一种可以在室内稳定工作的基于 GPS技术的解决方案，也是第一种拥有GPS功能的 集成无线基带和集成无线射频的解决方案世界上 第一
5、个基于CDMA技术的集成型跟踪业务模块就 是基于带gpsOne功能的移动台调制解调器 (MSMtm)芯片开发的(SECOM有限公司的Coco SECOM业务) 12 gpsOne的工作方式 QUALCOMM公司将GPS和网络解决方案结 合在一起，通过从众多的GPS卫星和蜂窝、PCS网 络收集测量数据，然后将数据发送到网络中的定位 收稿日期：20041025 作者简介：段美霞(1976卜-)，女，河南开封人，成都理工大学信息工程学院硕士研究生， 维普资讯 http:/ 段美霞，牛铃，徐亮，魏长宝：基于gpsOne平台的移动定位服务 实体(PDE)中，数据在定位实体中被有机结合， 并产生准确的3-
6、D位置 实现手机定位需要信号测量和位置计算2个功 能通过综合不同的无线定位技术，gpsOne解决方 案可以非常灵活地针对不同的无线定位技术安排定 位功能模块结构，它既可以在手机或基站中进行信 号测量，也可以在两者中同时进行测量若将PDE 设在基站一侧，则其特点为：允许PDE充分利用任 何改进后的空中接口；协助进行手机定位判断；减 少A接口信令(位于基站和移动交换中心之间的接 口)；缩短首次确定位置的时间；方便基站呼叫控制 的协调工作；支持所有无线定位技术，这样在基站 和移动交换中心之间可以降低对原始数据格式的要 求；呼叫建立后可提供定位信息；减少对传输网络 容量的影响(在某些网络结构中) gp
7、sOne解决方案被集成到某些QUALCOMM MSM芯片中，它可以降低在手机中安装定位系统 的成本同时，gpsOne解决方案要求建立包括网络 中所有基站准确位置的数据库(通常情况下绝大部 分数据都是现成的)以便进行混合定位，而不需要 像大多数基于网络的解决方案那样对每个基站进行 修改此外，必须部署广域参考网，包括通过数据 传输渠道将GPS接收机连接到PDE广域参考网允 许PDE在覆盖区域内的各个地段为手机提供辅助 信息因无需对基础网络设施进行大量的改动， gpsOne解决方案的实施成本很低 gpsOne功能的实现是通过2个部分来完成的， 即手机端相应的QUALCOMM MSM芯片和系统软 件，
8、以及网络端的Snap Smart定位服务器软件 13用于手机的gpsOne方案 对于CDMA手机厂商而言，gpsOne直接利用 了CDMA固有的能力和体系结构来实现与CDMA 接收链的紧密集成，无需额外的ASIC或内存，所 以新手机的成本得到了有效抑制目前gpsOne技 术已经相当成熟，高通正在销售集成了这项技术的 MSM3300和其他芯片组，可供急于推出新产品的 手机厂商直接采用 在现有的采用了高通IS一95AB MSM3300和 3G 1X MSM5 100芯片的设备中，均包括一个与芯 片集成DSP紧密连接的gpsOne内核，而基于这些 体系结构的未来MSM系列芯片也将支持gpsOne 技
9、术另外，高通MSM架构采用了支持多路抗衰 和信号增强的Snap Track算法，这些算法与高水平 的集成相结合，又显著提高了GPS信号的获取速度 和灵敏性 对于运营商而言，增加gpsOne业务的成本非 常低这是因为gpsOne实际上是一种基于手机的 定位技术，而且在通常情况下GPS卫星信号就可以 满足定位需求，不需要运营商增加基站和相关硬件 设备，这也使得具备gpsOne功能的手机能够跨网 络和地区进行漫游此外，gpsOne技术可以缩短移 动设备寻找可用卫星的时间，减少了接受数据的时 间，使运行在CDMA网络上的gpsOne系统更加具 有优势 如果手机用户担心自己的活动会被他人了如指 掌，则可
10、以很方便地关掉定位功能，不会为用户带 来不便和烦恼由于gpsOne是基于终端设备的， 所以用户可以随时开启或关掉手机的定位功能，从 而保护自己的隐私 图2基于gpsOne技术手机系统的解决方案 2 BREW平台的手机终端的定位软件设计 21 系统结构 gpsOneTM平台支持所有应用类型(如SMS， WAP，JA、，A，BREW)在所有情况下，gpsOneTM 对使用中的实际应用系统是不可知的客户应用系 统被称为gpsOneTM应用编程接口 基站的一种概念式模型显示了应用空间， gpsOneTM和传输机制之间的相互联系如图1所示 应用平台 gpsOne 平台 图3 gpsOneTM-传输机制的
11、关系 维普资讯 http:/ 段美霞，牛铃，徐亮，魏长宝：基于gpsOne平台的移动定位服务 22 BREW编程 BREW的API(应用程序接口)和SDK(软件 开发工具)极大地简化了用c，C+和其他语言开 发无线应用程序的过程BREW的API以一组接口 类的方式组织起来，每个类定义提供某一特定服务 的一组函数 BREW Emulator使开发人员可以测试无线应用 在一系列仿真设备Windows环境下运行的状况，这 样就免去了在真实设备中的测试熟悉驱动图形界 面环境的开发商将会发现BREW API好学易用事 件处理、菜单、对话、资源、编辑、基于文件的长 期储存和记录导向型的数据库是BREW中标
12、准的 概念而且，基于Windows的模拟环境使那些对熟 练Windows应用程序编写的程序员可以特别轻松 地用Visual c+去开发BREW应用程序由于 BREW API可适用于多种设备，利用BREW API编 写的程序可以轻松地从一个无线设备移植到其他无 线设备中，开发商编程一次，就可运行在多种设备 中虽然不同设备由于显示尺寸不同可能要对程序 进行微调，但大多数这种细微的调整都可以在 BREW Emulator中轻易地进行BREW API可以支 持扩展，设备厂商、运营商和开发商可以编写插件 类来拓展BREW的功能 IPosDet接口提供对基于基站小区的信息和 GPS信息进行访问，利用接口中
13、的IPOSDET_ GetSectorlnfo0函数可以得到小区基站的信息，利用 IPOSDET_GetGPSInfo0函数可以得到GPS信息 程序设计者可以设置BREW Emulator中的 too1GPS Emulator菜单，利用预先记录的NMEA file作为GPS输人，或者连接一个能输出NMEA的 GPS设备进行仿真 一= 叶、一=： 1=三 推辛I二了 j兰 士 帮 =二 进 坦 _一 一tTIi一面 、， 珏 、l n、 。 ： 、 敌 返回 图4 BREW手机终端好友定位应用仿真结果 无论是基于网络的，还是独立的GPS定位技术 都有内在的缺点，这些缺点会使准确性下降，成功 率降
14、低和实施费用升高QUALCOMM公司的混合 型解决方案利用两种技术的互补特性来克服网络或 GPS技术单独工作时针对某种环境存在的技术缺 点，混合型解决方案的优势在于它可以提高定位成 功率，提高灵敏度，确保业内领先的精确度，减少 手机成本和复杂性，减少PC板占用的空间，将运 营商使用的外部部件降至最低程度和快速得到首次 定位 参考文献： 【l】朱云龙，赵立和移动增值业务的新宠移动定位业 务EBOLhttp：wwwc1 14nettechnicZZHtml一20021 1 T2002l1l5O0o35l6一1shtm12002一l1一l5，2O04一O4一l2 【2】许婷BREW、JA、，A、NE
15、T三大平台之比较 【EBOL】http：techccidnetcompubarticlec 1 094_a655 00_p1html，200309262003-1225 【3】QUALCOMM IncorporatedBREW 20 SDK用户指南 【CD 责任编辑张继金 The Mobile Positioning Servings B ase on GpsOne DUAN Meixia ，NIU Ling ，XU Liang2，WEI Changbao2 (1Chengdu University ofTechnology，Chengdu Sichuan 610059，China； 2Hua
16、nghuai University，Zhumadian Henan 463000，China) Abstract：In this paper，we introduce the realization of mobile positioning system，illustrate the working scheme of gpsOne and the scheme of gpsOne on the side of the mobile phone，and actualize the application of“Friends positioningon the base of gpsOne technology Key words：mobile positioning system；gpsOne；BREW technology 维普资讯 http:/
