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編輯導(dǎo)語：如今需要手機(jī)定位的事情越來越多，當(dāng)我們使用手機(jī)地圖進(jìn)行導(dǎo)航時，需要定位幫我們快速找到最佳的路線；當(dāng)我們訂外賣時，需要定位幫助外賣小哥準(zhǔn)確的送餐…你是否也曾想過：我們的位置為什么會如此精準(zhǔn)的被定位到呢？

不知道大家有沒有這樣的困惑，我們在路邊等網(wǎng)約車的時候，他們是如何知道我們的準(zhǔn)確位置，其背后是怎樣的運(yùn)行機(jī)制？今天我就簡單給大家介紹下，我們的手機(jī)是如何被定位的，在這之前我們首先要搞清什么是GPS 。

一、什么是GPS

GPS 是美國國防部在上世紀(jì) 70 年代啟動的全球定位計劃。

發(fā)射在 6 個軌道平面的 24 顆衛(wèi)星，可以保證在地球的任何地點(diǎn)都可以至少收到其中 4 顆的信息。而通過衛(wèi)星位置、接收時間和時間差，可以在空間中畫出至少三個球面，收取信號的位置就在球面的交匯點(diǎn)上。

2000 年，美國時任總統(tǒng)克林頓宣布撤銷對民用 GPS 信號的干擾，使其誤差可以控制在10米左右，開啟了 GPS 的民用時代。

二、GPS如何應(yīng)用到手機(jī)上

今天，所有的智能手機(jī)的CPU芯片都集成了GPS功能?；?GPS?的定位方案已經(jīng)相當(dāng)成熟，只需要捕獲信號的和基帶芯片和轉(zhuǎn)換信號的射頻芯片，就可以組裝一個物美價廉的?GPS?模塊。

但要在手機(jī)上使用地圖定位，首先需要解決的，是中國官方對地圖的加密。根據(jù)中國國家測繪局制定的《導(dǎo)航電子地圖安全處理技術(shù)基本要求》，在中國發(fā)行電子地圖，必須先交給測繪局做「空間位置技術(shù)處理」。

這種加密處理其實(shí)是一種半公開算法，可以讓全球通用的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)（WGS-84）變?yōu)橹袊淖远x坐標(biāo)系統(tǒng)（GCJ-02）。這兩個坐標(biāo)系統(tǒng)存在偏差，也就是說，如果你用 GPS 直接在中國地圖上定位，會偏移上百米。

解決這一問題的方法是讓 GPS 數(shù)據(jù)也同樣經(jīng)歷一次加密，這樣，偏移的 GPS 定位就和偏移的地圖對上了。即便解決了地圖的問題，在高層建筑密布的城市里，GPS 仍然會經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重漂移。

這種環(huán)境在業(yè)內(nèi)稱為城市峽谷，衛(wèi)星信號在玻璃建筑垂直光滑的表面發(fā)生反射，再被手機(jī)接收。于是，設(shè)備將錯誤計算信號的傳播時間，進(jìn)而得出錯誤的位置結(jié)論，產(chǎn)生近百米的誤差。

除了城市峽谷，隧道，高架等復(fù)雜場景也會導(dǎo)致GPS 失效。這對于 UBER 和滴滴這類需要實(shí)時計價的打車類應(yīng)用尤其致命，各類解決方案也被研發(fā)出來。

三、解決方案

通過在 3D 地圖上模擬射線追蹤的方式，UBER 試圖計算每一個位置的 GPS 信號強(qiáng)度，進(jìn)而建立概率模型，推算出更精確的乘客位置。

滴滴使用的 FLP（Fusion Location Provider）方案，則采用了更多定位手段。通過網(wǎng)絡(luò)定位，路網(wǎng)定位和車輛航位推算，F(xiàn)LP 方案可以在復(fù)雜場景下彌補(bǔ) GPS 的缺陷，提高定位精確度。

WiFi的網(wǎng)絡(luò)定位服務(wù)：基于 Wi-Fi 的網(wǎng)絡(luò)定位服務(wù) (Geo-Rank) ，是除 GPS 外最常用的定位手段。

打開你的手機(jī) Wi-Fi ，每一個能被搜索到的熱點(diǎn)，都有全球唯一的 MAC 地址。而每一個位置，都有不同數(shù)量，不同信號強(qiáng)弱的 Wi-Fi 。這些數(shù)據(jù)的集合，就能成為這個位置獨(dú)一無二的信息。

每天，滴滴的上千萬用戶將共同完善這個由 MAC 地址和 GPS 位置構(gòu)成的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。同時，滴滴也能記錄手機(jī)的信號強(qiáng)度、速度和方向，進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)定位結(jié)果。

因此，即使 GPS 失效，只要你打開了Wi-Fi 功能 ，就能與云端數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)比對，進(jìn)而確定你的位置。另一方面，滴滴能采集大量路面行駛的車輛定位數(shù)據(jù)，使網(wǎng)絡(luò)定位的結(jié)果更偏向于在路上。

而車輛航位推算和道路匹配可以更有效的解決隧道、高架等場景下 GPS 信號丟失或不準(zhǔn)確的問題。根據(jù)手機(jī)內(nèi)置的加速度計、陀螺儀等慣性導(dǎo)航元件，車輛航位推算算法可以推算車輛的速度、航向角等信息，進(jìn)行位置推算。

而根據(jù)司機(jī)的軌跡數(shù)據(jù)，道路匹配算法可以推算車輛當(dāng)前和下一時段所在的道路的可能性，將定位點(diǎn)準(zhǔn)確綁定在道路上。

每 1-3 秒，滴滴手機(jī)端會上傳一個定位包至實(shí)時計價模塊，通過對每個點(diǎn)的降噪和補(bǔ)償，就能得到一個相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)線路。

通過這些不同的工具，滴滴可以在城市峽谷、高架、隧道等各種復(fù)雜場景下降低誤差，讓用戶獲得更準(zhǔn)確的上車點(diǎn)和更可靠的里程計費(fèi)。盡管如此，手機(jī)定位仍然是一件相當(dāng)困難的事。

在可預(yù)見的未來，也沒有什么好辦法可以把定位誤差穩(wěn)定控制在 5 米以內(nèi)。除非你拿著手機(jī)，開著 Wi-Fi，在周圍都是路由器的環(huán)境里網(wǎng)上沖浪。

本文由 @汪仔7489 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理。未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載

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