LBS基站定位如何营救来自手机的“致命呼救”

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【文章来源：效率源科技（微信）】


编者按：在“手机定位20.1—20.4期”的专题文章中，我们已经知道手机定位通常有5种方法：GPS卫星定位技术、LBS基站定位技术、WiFi无线定位技术、A-GPS辅助卫星定位技术、GPS-One混合定位技术。而关于“GPS卫星定位技术”，也已经通过3期主题详细讲解，本期开始正式进入手机定位第二种方法“LBS基站定位技术”。LBS基站定位作为一种轻量级的定位方法，以其定位速度快、成本低、耗电少、室内可用等优势被越来越多使用。本期特邀数据恢复四川省重点实验室学术委员会副主任、原某研究所信息安全技术高级工程师王宁老师对其进行讲解。


新闻回放：
      2013年，由哈莉•贝瑞主演的《致命呼救》在北美热映。影片讲诉了一个叫做凯西的女孩在停车场被绑架了，绑匪摔坏了她的手机，把她甩在了汽车的后备箱里。在后备箱中，凯西用朋友的备用手机打电话报警，但是由于手机是预付费的，所以无法用GPS定位系统实时定位电话的位置，只能通过方圆5公里范围内的信号发射塔来锁定大致的位置。最后，美国警方通过这种方式锁定了凯西的大致范围，然后根据位置采取了营救行动。

【电影《致命呼救》镜头】

专业解读：
1、LBS基站定位技术就在我们身边
       在《致命呼救》电影中，警方就是利用手机LBS基站定位技术成功确定受害者的所在位置。除了遇到紧急情况，我们在平时生活中也会经常用到LBS基站定位技术，LBS基站定位一般用在不需要精度很高的地方,像中国移动动感地带提供的动感位置查询服务、百度手机地图、手机天气软件等粗略定位一般都是利用基站定位来实现的，通过LBS基站定位就可以大体确定你处在哪个城市、哪个区等等。
       随着人们对LBS基站定位服务需求的飞速增长，位置服务已经或即将成为所有移动设备(智能手机、掌上电脑等)的标配。LBS基站定位以其定位速度快、成本低(不需要移动终端上添加额外的硬件)、耗电少、室内可用等优势，作为一种轻量级的定位方法，已变得越来越常用。

2、LBS基站定位技术——利用信号强弱定位
       LBS基站定位,是一种基于位置的服务，英文名Location Based Service，简称LBS，一般应用于手机用户。它是通过手机运营商的无线通讯网络(如GSM网、CDMA网)获取移动终端用户的位置信息(经纬度坐标)，在地理信息系统或电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。所以，这种定位方式又叫做基于通讯网络的定位。

       LBS基站定位是利用基站对手机的测算距离来确定手机位置的,不需要手机具有GPS定位能力，但是精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小。那么基站是如何定位的呢？简单的讲就是通过测量计算终端与周围基站的距离（至少三个基站），再以每个基站为圆心，测量的距离为半径画圆，三个圆的交点就是你的位置。

      利用信号强度的衰弱程度可以大体计算出距离，所以利用基站定位的误差比较大，前面说三个圆的焦点是在精确计算的情况下出现的效果，实际利用基站只能大致确定你在哪个范围，这个精度大约在十几米到几十米，基站比较少的有的甚至会达到上百米。有时误差会超过一公里，定位精度没有GPS高。

【通信基站定位示意图】

3、LBS基站定位的主要实现形式——GSM蜂窝网络
       在前面我们讲过，LBS基站定位一般是通过手机运营商的无线通讯网络(如GSM网、CDMA网)获取移动终端用户的位置信息(经纬度坐标)。这里，我们以GSM网为例，解读LBS基站定位的网络基础结构。

       GSM网络的基础结构是由一系列的蜂窝基站构成的，这些蜂窝基站把整个通信区域划分成如图所示的一个个蜂窝小区，小则几十米，大则几千米。我们用移动设备在GSM网络中通信，实际上就是通过某一个蜂窝基站接入GSM网络，然后通过GSM网络进行数据(语音数据、文本数据、多媒体数据等)传输的。也就是说我们在GSM中通信时，总是需要和某一个蜂窝基站连接的，或者说是处于某一个蜂窝小区中的,GSM定位就是借助这些蜂窝基站进行定位。每个小区都有自己的编号，通过手机所在小区的识别号就可以知道手机所在区域。根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三基站定位方法，就能够计算出移动设备的位置。

【GSM蜂窝网络基础结构图】

小知识：基站和信号发射塔是一回事吗？
       不是。信号发射塔其实是通信基站收发台的一部分，但不等同于通信基站本身。因为通信基站子系统主要包括两类设备：基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)。一个完整的基站收发台包括无线发射/接收设备、天线和所有无线接口特有的信号处理部分，我们平常看到房顶上高高的天线或者平常我们所说的信号发射塔，都属于基站收发台的一部分。


小结：本文详细介绍了LBS基站定位技术的原理（运用信号强弱进行3点定位）和LBS基站定位技术的主要形式（GSM蜂窝网络的基础结构），关于基站定位的几种具体方法，我们将在下期进行深入分析，敬请期待！