定位系統

近年來由於微電子技術不斷創新與改進，行動裝置透過各種感應器的整合將能提供更多元化的服務，無形中也帶動了LBS的迅速發展。目前國內手機的定位技術不斷精進，也為了適應各種需求而衍伸出許多定位技術，GPS (Global Positioning System)、Cell Id、TDOA( Time Difference Of Arrivals)、AGPS(Assisted-GPS)、WiFi定位，接下來依序介紹以上各定位技術之原理。

GPS (Global Positioning System)

    GPS系統主要由三個部份所組成：人造衛星、地面監控系統、接收器所組成。人造衛星部份，總共擁有24顆，9顆為blockⅡ型，15顆為blockⅡA型，3顆為備用衛星，均勻分佈在6個軌道上；地面控制系統部份，主要是由1個主控制站與4個監控追蹤站所組成，其主要工作是監控人造衛星的運作狀況；接收器則主要提供給使用者接收地理資訊之用。

    目前運轉中的全球衛星定位系統有美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統、以及中國的北斗衛星導航定位系統，其中北斗衛星導航定位系統預計於2012年覆蓋亞太地區，並於2020年擴充為全球衛星導航系統。另一個在發展中的衛星系統為歐盟於1999年初提出的「伽利略」計劃。這個系統預計由27顆運行衛星和3顆預備衛星組成，可以覆蓋全球，並且理想的定位精度可以在幾米之內，同時可與美國的GPS系統兼容。該系統已經於2010年開始提供服務[1]。

    GPS具有廣泛的用途，包涵軍事、農業、交通等，幾乎各行各業都受惠於這個系統的出現。依據維基百科的記載，GPS系統具有五項特點[1]：(1)全天候，不受任何天氣的影響。(2)全球覆蓋（高達98%）。(3)三維定點定速定時高精度。(4)快速、省時、高效率。(5)應用廣泛、多功能。

Cell Id

    使用者在使用手機的過程中，會與所在地付近的電信基地台進行連線，透過連結附近三座基地台的訊號強弱數據，由網路資料庫將訊號弱數據進行計算，轉換成距離資訊，距離資訊再轉換成地理資訊，最後呈現給使用者。Cell Id定位技術是一種經濟且快速的定位方法，雖然具有三維定位的概念，但缺點是定位精準度仍然會受到電信基地台的服務半徑大小，而產生很大的定位誤差。

TDOA( Time Difference Of Arrivals)

    TDOA與Cell Id定位技術類似，Cell Id是透過手機與電信基地台間的訊號強弱數據進行計算，藉以達成定位。然而TDOA則是針對手機附近的三座基地台間發送訊號，當基地台接收到訊號之後再回覆給手機，透過三座基地台所回覆訊號的時間差，連線網路資料庫，予以計算手機的所在地位置。當然該定位技術也是一種經濟快速的定位方法，而基地台間的相對幾何關係也會影響到定位精準度。

AGPS(Assisted-GPS)

    這是一種為輔助GPS定位，使其能夠更快速更精確進行定位所衍伸出來的新應用。過去GPS定位是透過太空中的人24顆人造衛星進行三角定位，定位過程中，至少須連接三顆以上的人造衛星，才能獲取經位度座標進行定位[2]。雖說GPS定位擁有相當高精準度，但在定位速度上來說，尚還有進步空間。因此GPS結合了TDOA的概念，透過TDOA的定位技術將定位範圍快速的縮小到一定的範圍內，此時再由GPS進行更進一步的精確定位，在兩者的分工合作下，便能加快定位速度，又能獲得高精準度的定位。

WiFi定位

    WiFi是WiFi聯盟製造商標，可做為產品的品牌認證，建立於IEEE 802.11標準的無線區域網路設備。WiFi定位主要是偵測手機所在地附近所有的無線網路基地台，透過多座網路基地台與手機端無線網路連線的強度，加上基地台所提供的MAC Address，連結資料庫進行交叉連集比對，以獲取使用者的所在地資訊。

    WiFi定位的基礎建設，靠的是Google街景車所記錄的資訊。Google街景車除了能夠拍下街景外，更能延路搜集所有公開的無線網路的MAC Address，並與當時所在地的的經緯度座標進行結合，儲存至資料庫中。但資料庫一定會面臨資料過期與需要更新的問題，此時Google利用了一個簡單的機制，讓使用者在不知不覺的情況下，替Google資料庫進行修正與更新。當使用者同時開啟WiFi與GPS兩種服務時，透過WiFi連線基地台取得連線強度與MAC Address，GPS則取得所在地經緯度座標，將兩者相結合將資料回傳Google資料庫，因此使用者在不知不覺的情況下就替Google進行資料庫更新了。

    在目前許多定位技術上，以GPS與WiFi定位最受到大家肯定，用途也最為廣泛。GPS定位主要使在交通、軍事等需要高精準定位上，而WiFi定位技術近年來普及於智慧型手機，透過WiFi定位搜尋附近的地標資訊，已提供給使用者瀏覽，尤其是Facebook上的打卡，更是最典型之應用。

定位技術	定位精準度	定位速度	定位概念
GPS	高	慢	太空衛星定位
Cell Id	低	快	訊號強度定位
TDOA	中	快	距離時間差定位
AGPS	高	中	太空衛星&訊號強度定位
WiFi	中	快	訊號強度定位

參考文獻

[1]         Wikipedia, Global Positioning System, http://en.wikipedia.org/wiki/Gps

[2]         Wikipedia, Assisted Global Positioning System, http://zh.wikipedia.org/wiki/AGPS