张纪伟 张君

1定位业务的基础知识与原理

定位业务即LBS(Location Based Service，基于位置的业务)，是指通过移动网络特定的定位技术获取移动终端的地理位置信息(经纬度坐标)，将其提供给移动用户本人、通信系统或第三方，并借助地图信息的支持，为移动用户提供与其位置相关的呼叫或非呼叫类业务。定位业务也被称为LCS(Location Service，移动位置业务)，相比LBS而言，LCS包括定位管理在内的定位技术本身，而LBS更多地是指基于LCS开展的各种用户可以使用或订购的具体业务。国内的运营商基本都已开展了不同类型的定位增值业务，如小区短信、位置搜索、人身安全和紧急救助等。

根据请求发起方的不同，定位业务可以分为终端始发定位请求(MO-LR)、终端终止定位请求(MT—LR)和网络触发定位请求(NI—LR)。MO-LR是指由移动终端通过空中接口向定位管理系统直接发起的定位请求，用于移动终端直接向定位管理系统确定自己的位置；MT-LR是指移动终端用户通过短消息、多媒体消息或WAP浏览方式接入到定位业务提供商(SP)，由SP向移动定位中心(MPC)发起，获得结果后，SP对终端位置信息加工后再通过各种接入方式下发到移动终端用户，MT-LR请求方式是最为普遍的，因为LCS可以基于运营商网络的定位能力开发各种具体应用，而用户可以通过各种定位业务接入方式明确自己的定位请求；Nl-LR是指从正在为移动终端提供服务的PLMN(PublicLand Mobile Network，公共陆地移动网络)内部发出的对移动终端的定位请求，主要应用于支持对紧急呼叫发起方的定位。当前主要的定位方法包括Cell ID、Cell ID+RTT、OTDOA、A-GPS等，较多使用的是通过A-GPS和OTDOA组合的定位方法，提高终端定位精度。目前开展的定位增值业务多采用MT-LR的请求方式、A-GPS+OTDOA的定位模式，并结合地理信息系统(G IS)，配合相应的业务管理平台来共同组合形成定位业务。

2基于定位业务的实时路况系统

2.1实时路况系统的系统架构

大屏幕智能手机软件功能的增强、移动互联网接入环境的改善、移动定位速度和精度的提高以及宽带城市、智慧交通等相关设施建设，使基于定位业务的实时路况分享系统的实现成为可能。实时路况分享系统由智能手机终端软件、实时路况分享服务器、城市交通地图GIS服务器、移动定位中心等设备组成。作为一种手机增值业务，系统能将获知的当前城市实时路况信息及时展示和标注在智能手机界面的地图上，通过语音或标题字幕提示使用者，为车主或其他对路况信息有需求的手机用户提供服务。

用户手机需下载安装城市的实时路况手机终端软件，并向运营商订购开通实时路况定位业务。用户在本城市行车或行走路途中，可通过短信或实时消息分享自己的路况信息，如某路口车辆积压过多或存在障碍、修路、车祸等路况时，手机用户可通过短信或实时消息将自己的路况向实时路况服务器汇报。实时路况服务器在收到短信或实时消息后，通过与移动定位中心、移动交换中心的信息交互，结合用户发来的信息中内容，定位出用户经纬度坐标，发给城市地图GIS系统，GIS系统在监控界面图层上将路况信息有效标注，并将路况信息和路况点位置信息保存在自身数据库中。手机终端软件定时(例如每隔两分钟)向GlS服务器请求当前实时路况信息数据，GIS服务器将路况的位置、路况说明等数据返回给手机终端软件。手机终端软件收到路况信息后，在手机地图上标注并通过标题字幕、语音等提示用户，便于使用者获知路况信息并选择路径。实时路况服务器同时还提供手工路况信息录入接口，实时路况管理人员从交管、市政、广播媒体等其他部门获得实时路况信息，通过在地图上标注，获得准确的经纬度信息，将此信息发送给GIS服务器标注和保存。系统的组成结构如图1所示：

2.2实时路况系统的数据流程

手机客户端软件登录实时路况服务器成功后，手机软件与实时路况新系统中的GIS服务器进行数据交互，获取最新的路况信息。行车或行走过程中，手机终端依靠A-GPS和移动基站共同定位自身位置，手机客户端软件地图中可显示出手机用户的运动轨迹，用户可通过短信或实时消息分享自己运动过程中观察到的路况信息。整个系统的数据流程图如图2所示：

智能手机用户下载并安装的实时路况手机客户端软件包中含有GlS城市地图，地图版本与实时路况系统中GIs服务器的地图版本一致。手机客户端软件支持And roid、iPhone、Symbian、WP7等智能手机操作系统。结合图2，手机客户端软件运行后，与实时路况服务器、实时路况GIS服务器等的数据交互流程描述如下：

(1)用户订购实时路况业务成功后，运行手机实时路况客户端软件，以手机号码为登录用户，用户设定的密码为登录密码，向实时路况服务器发送登录请求。

(2)实时路况服务器收到用户的登录请求后，进行订购关系认证和用户手机软件版本核对，确定用户是否订购了实时路况服务，如果用户未订购实时路况增值服务，则返回登录失败，并告知用户须先订购此业务，提示订购方式；如果用户手机软件版本与实时路况服务器系统中支持的当前软件版本不一致，则返回登录失败并提示用户进行版本升级。

(3)用户订购关系认证通过后，实时路况服务器向移动定位中心(MPC)发起此用户的LCS参数请求。

(4)移动定位中心(MPC)向位置寄存器(HLR)发起LCS参数请求。

(5)位置寄存器(HLR)向移动定位中心(MPC)返回响应信息，响应信息中包含此用户所在小区的位置信息以及当前的移动交换中心(MSC)标识。

(6)移动定位中心(MPC)收到位置寄存器(HLR)返回的响应信息后，将此数据返回给实时路况服务器。

(7)实时路况服务器将用户当前所在小区的位置数据、GIS服务器地址、订购关系认证成功等信息返回给用户手机终端。

(8)手机终端通过移动网络将当前小区位置发送给移动网络中的位置服务器(AGPS)。

(9)位置服务器(AGPS)根据当前小区位置查询该区域当前可用的卫星信息(包括卫星的频段、方位、仰角等相关信息)，并返回给手机终端。

(10)手机中的GPS接收器根据得到的可用卫星信息，可以快速找到当前可用的GPS卫星接收GPS信号，GPS初始化过程结束。

(11)手机终端将处理后的GPS信息(伪距信息)发送给位置服务器(AGPS)。

(12)位置服务器(AGPS)根据伪距信息，并结合其他途径(基站定位、参考GPS定位等)得到的辅助定位信息，计算出最终的位置坐标返回给手机终端，终

端软件再将位置在手机的地图图层中标注出来。

(13)手机登录实时路况服务器成功后，手机客户端软件将主动向实时路况系统中的GIS服务器发起获取当前路况数据请求。

(14)实时路况GIS服务器把当前GlS数据库中已标注的当前实时路况数据信息返回给手机客户端。手机客户端在本手机终端中将GIS服务器返回的数据信息在本手机地图图层上进行标注，对于成功标注的信息，手机终端软件上可通过标题字幕或语音告知用户。

(15)当用户发现有实时路况信息，可分享此实时路况信息给实时路况服务器系统。手机用户可通过短信或实时消息向实时路况服务器发起实时路况分享请求，如在用户运动轨迹某点上，在手机终端软件信息输入栏中直接输入“大明路中和桥路口，因车祸，由南向北车辆大量积压”，发送的数据信息中附带有用户手机当前的GPS位置数据。

(16)实时路况服务器收到用户分享的路况数据请求后，将手机的GPS伪距信息发送给位置服务器(AGPS)。

(17)GPS服务器根据伪距信息，并结合其他途径(基站定位、参考GPS定位等)得到的辅助定位信息，计算出最终的位置坐标返回给实时路况服务器。

(18)实时路况服务器根据AGPS返回的数据，结合用户所发消息中描述的位置信息，发送给地理信息服务系统GIS服务器。

(19)GJs服务器综合上述位置数据，定位出路况位置，在GIS地图图层上进行标注，并在此标注点的备注信息中填写用户上报的路况信息，同时将此路况的完整信息(上报时间、准确位置、路况详情、数据来源等)保存在GIS服务器的实时路况服务器中，之后返回给实时路况服务器，路况信息记录成功。

(20)实时路况服务器返回给手机客户端软件响应信息，告知路况信息分享成功。

(21)手机客户端软件定时(默认为两分钟)向GlS服务器发起当前实时路况信息获取消息。

(22)GIs服务器将当前数据库中的实时路况数据及时返回给手机客户端软件，手机客户端根据返回的路况信息更新、更正手机终端中当前路况数据。对于新增或更新的路况信息，以标题字幕或语音提示给用户；对于删除或失效的路况信息，及时在图层标注上删除。

通过上述流程，手机用户分享的实时路况数据能够及时上送到实时路况系统，实时路况系统也能将当天路况信息及时分享到所有订购此业务的手机终端用户手机界面上。手机用户可根据当前的实时路况信息及时进行路线选择。

进入实时路况服务器的每一条路况信息都必须进行失效期的设定。当路况信息进入GIS服务器数据库中时，根据路况信息中的关键字会默认设定一个以分钟为单位的失效时间，当失效时间到时，此路况数据会自动从GIS服务器数据库中删除，避免用户被已经不存在的路况信息干扰。用户也可以通过主动路况分享消除GIS服务器中已有的路况信息。对于同一路段、不同用户分享的同一路况信息，实时路况分享系统不能进行重复记录显示，必须根据位置信息和描述信息关键字进行筛选，否则用户可能接收到单一重复的路况信息。实时路况分享系统对用户分享的实时路况信息，根据其中的关键字在GIS服务器路况数据库中进行检索，如果检索到已有此路况信息，且仍处于有效期内，将不再标注和保存。

手机终端软件请求实时路况信息时可配置实时信息范围，如用户仅关心自己位置周边5公里左右的实时路况信息，通过手机终端软件上参数的设置，手机终端软件仅向实时路况服务系统请求自己位置周边5公里的实时路况信息。鼓励用户分享实时路况信息，是保证第一时间获取路况信息的重要途径。增加有奖性与趣味性，是实时路况系统运营时需要考虑的。

2.3手机终端软件的易用性要求

手机客户端软件在系统中有着非常重要的作用。用户愿意使用且乐于分享实时路况信息，是实时路况信息的重要来源之一。手机终端界面上的路况信息能准确及时展示更新、方便有效地告知用户，是用户乐于使用的重要因素。用户在移动过程中，在堵车或等红灯的间隙，愿意分享自己的当前路况时，输入实时路况信息的方便性与快捷性，是衡量终端软件易用性的标志。输入信息的正确性、可读性、完整性，是实时路况系统数据准确性的保证。微博的迅速发展很大程度上是因为它的易用性、有趣性、分享性和关注性，手机终端软件设计时可多参考微博的设计思路，大有裨益。

从GIS服务器同步过来的实时路况信息，除了及时在手机地图上展示和标注外，更重要的是通过特殊方式提醒和告知用户，手机终端软件可通过彩色字幕、语音提示、振动等用户设定的方式，告知用户新标注的路况信息。

3总结与展望

移动互联网的发展已成迅猛之势。智能手机的普及和手机软硬件功能的增强，使得人们越来越多地使用手机来完成诸多的应用。无线宽带城市、光速城市等通讯设备建设，使手机上网和收发数据的速度不再是瓶颈。随着城市规模的扩大，机动车的增多，交通路况已经是城市市民关注的焦点。结合手机定位业务、城市GIS业务的实时路况增值业务，受众群体广泛，增值收入可观，是移动增值业务的一个有益方向，也是建设智能交通系统的一个有益尝试。