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手机定位服务又称为空间位置服务(Location BasedServices，LBS)是通过电信移动运营商的网络，获得移动终端用户的位置信息，在电子地图平台的支持下，为用户提供附加服务的一种增值业务。例如目前中国移动动感地带提供的动感位置查询服务，用户可以通过短信的方式发送查询信息到定位服务器，就可以确定自己目前所处的大概方位。 1 引 言 手机定位的主要工作原理是利用移动电话测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的到达时刻TOA(Time of Arrival)，根据该测量并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法。该方法建立在移动网络的基础上，因此至少需要3个或3个以上的基站才能进行定位，算法比较复杂，定位精度过粗。 为此，美国高通公司提出了基于全球卫星定位系统的GPS的移动定位技术GPSOne解决方案，GPSOne是混合定位技术的典型代表，他将无线辅助GPS和高级前向链路三角定位法两种定位技术有机结合，利用来自无线网络的重要信息加快了处理进程，缩短了卫星数据采集时间。利用网络的定位服务器更快地帮助手机定位，同时也提高了精度、灵敏度和可用性，即使在如室内、城市高楼之间的环境中也能保持较好的性能，为用户提供了良好的可移动地理位置。 传统的汽车GPS导航系统一般由安装在汽车工的GPS接收机及计算控制器组成，其中GPS接收机通过定位卫星得到导航需要的详细数据，计算机控制器则负责计算汽车的当前形式位置和周围的交通情况。基于手机这种便携式移动设备具有定位功能的特点，利用WAP技术和GPSOne定位技术有效地结合，就可以实现类似的汽车GPS导航系统的驾驶指南功能，为用户构建一个"移动的定位秘书台"。 2 系统设计 本文提出了一套结合Java移动平台之间网路式地图服务的体下架构，系统框架如图1所示。 图1中主要包括了网络构建的网关、WAP Push服务器、地图服务器及GMLC。
其中地图服务器运行在远端的网络中结，合GSM移动定位系统提供使用者所在区域的地图，该方法可以有效地降低手持嵌入式系统对于硬件的要求。由于数字地图等资料存储在远端，因此可以随时方便地更新和精细化，这样对于瞬息万变的城市道路来说非常有用。本系统开发在支持Java的手机平台上，用户可以轻易地透过无线网络传输实时的地图信息。其中GMLC(Gateway MobileLocation Center)是提供GSM移动网络系统内相关定位信息的通道。 3 实现与关键技术 3.1 J2ME J2ME是一个新型的、较小的Java应用的环境，是SUN公司为消费类嵌入式产品提供易于开发、部署和使用的技术框架，适应了基于Brower／Servet架构的潮流。J2ME是目前消费类产品和嵌入式设备的最佳解决方案，支持各种各样设备，鉴于这些设备的多样性，过于专用或者过于通用的框架都会导致最终的失败，而J2ME是较为适中的。J2ME平台采用层次化的结构。J2ME用配置来封装虚拟机。配置由一个虚拟机和一组支持的核心API组成。这样不同配置可以支持不同的虚拟机，也就是不同类型的硬件上使用不同的虚拟机。形象地说，就是可以拿在手上的设备和插在墙上的设备。 J2ME技术具有以下特点： (1) 内在的一致性或跨平台性，使得他可以在任何地方、任何时间、任何设备上运行； (2) 强大的、高级的面向对象的编程语言，有广大开发者支持的基础； (3) 代码可移植性； (4) 网络传输的安全性； (5) 技术可扩展性。 通过采用三层软件体系结构来实现模块化与可扩展性，J2ME在本地操作系统上具体的三层架构分别为： 虚拟机层 这一层是针对设备本地操作系统制定的Java虚拟机的实现，支持特定的J2ME配置。 配置层 该层对用户来说是比较透明的，但是对上层简表的实现非常重要。他定义了某一类没备所用的Java虚拟机和Java类库的最小集合。 简表层 他定义了能够应用于某一类设备的API的最小集合。简表都是在某一特定配置基础上的实现，针对某一简表开发出来的应用程序可以移植到任何设备，只要该设备也支持这个简表即可。 3.2 移动地图服务中心 本文提出了一套结合Java移动平台具有的网络地图服务。其中把地图资料设计在远端的网络中集合GSM移动定位系统提供使用者所在区域的地图，这样就可以有效地降低手持终端对硬件的需求。由于地图等资料存储在远端因此能够随时的更新地图，方便有效。在安装Java手机上，使用者可以轻松的获得无线通信传输过来的地图。 本文中将地图服务中心构建在Java Tomcat服务器上，为一个Java Server的应用程序包，如图3所示。设计包中包含了4个类别，可以将其功能分为对外及对内说明：
(1) 透过HTTP网络协议取得使用者需求的信息； (2) 于GMLC做定位协定的沟通并取得定位信息； (3) 将地图资讯传给制定的用户； 对内包括： (1) 将使用者提出的服务需求做相应的回应措施； (2) 将使用者定位信息写入资料库； (3) 计算如太阳等明显地标的方位。 3.3 WAP Push服务交付 WAP Push技术的出现对带宽有限的无线网络来说，是非常关键的。因为服务交付技术是在有最新的信息产生、或者使用者关心的时间发生时，才会由服务器主动的将资料透过网路传送到用户端。与以往传统基于Push的运作模式不同，用户不需要不断的向远端服务器不断的查询是否已有最新的资料更新过了，因此该技术能够比更有效的利用移动网络的资源。图3给出该服务的具体消息流程。 4 实验结果 当一个移动电话用户在驾驶汽车时想为自己的汽车导航时，用户可以通过声音或者WAP菜单发出汽车导航要求，系统首先确定该用户的位置，然后再利用导航应用服务计算出汽车的行驶路径，并辅以声音、文字、图像的方式传递给该用户。在汽车行驶过程中，系统会不断监测用户的位置，并同时更新导航信息，然后传递给该用户，直到该用户取消服务为止。这样，该用户就可以在驾驶汽车的过程中连续不断的得到汽车导航的信息。 如图4所示，车主可以选择将正在行驶地区的交通线路电子图存储在汽车的存储器上，显示屏上就会立即显示出该车所在地区的位置及目前的交通状态，既可输入要去的目的地，预先编制出最佳行驶路线，又可接受计算机控制中心的指令，选择汽车行驶的路线和方向。
手机定位业务的出现给软件行业提供了新的机遇，能否利用手机定位功能提供更多更好的服务关系到其能否推广的重要原因之一。本文提出的基于手机定位的移动导航具有良好的便携性、成本较低、使用方便，实现了手机定位和卫星导航的有效结合，在一定程度上拓展了手机定位业务的应用。 |
