位置服務(wù)的研究與發(fā)展

● 文| 清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)空間研究院 劉勝超 王繼龍 林海卓

技術(shù)進展 Technology Progress

位置服務(wù)的研究與發(fā)展

● 文| 清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)空間研究院 劉勝超 王繼龍 林海卓

摘 要：基于位置的服務(wù)（以下簡稱位置服務(wù)）在移動互聯(lián)網(wǎng)時代迅速發(fā)展，正成為新的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)應(yīng)用。論文介紹位置服務(wù)的概念、類型和應(yīng)用，綜述位置服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)標準，介紹位置服務(wù)的前沿研究領(lǐng)域及發(fā)展趨勢，總結(jié)位置服務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵問題,包括北斗終端產(chǎn)業(yè)為進一步深入發(fā)展需要解決或改善的問題。

關(guān)鍵詞:位置服務(wù) 體系結(jié)構(gòu) 研究領(lǐng)域 發(fā)展趨勢

一、引言

位置是人們對信息進行描述時經(jīng)常用到的重要屬性之一，也是位置服務(wù)的基礎(chǔ)。位置服務(wù)全稱為基于位置的服務(wù)（Location Based Service，LBS），是指通過移動通信網(wǎng)絡(luò)或全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等手段獲取終端用戶的位置信息，之后在通信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)和內(nèi)容提供商以及應(yīng)用系統(tǒng)的支持下利用位置信息為用戶提供各種各樣的增值服務(wù)。

進入信息時代尤其是互聯(lián)網(wǎng)時代以后，位置服務(wù)的許多應(yīng)用形式逐漸從人們的一種理想變?yōu)楝F(xiàn)實，并成為移動互聯(lián)網(wǎng)和地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個發(fā)展熱點。得益于3G、4G、WiFi等移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和以Android、IOS為主要代表的智能終端操作系統(tǒng)和硬件設(shè)備的不斷發(fā)展，以及北斗、GPS等定位設(shè)備的技術(shù)發(fā)展和成本下降，人們對位置服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)生了極大的興趣和需求，眾多服務(wù)和內(nèi)容提供商在巨大的市場利益驅(qū)使下紛紛整合優(yōu)勢資源投入位置服務(wù)市場開始展開激烈的競爭。

位置服務(wù)已經(jīng)迎來了快速發(fā)展的黃金時期，甚至被認為是移動互聯(lián)網(wǎng)時代的又一場革命，是繼搜索、門戶、游戲、視頻、博客、社交和電子商務(wù)之后新的應(yīng)用增長爆發(fā)點，可以預(yù)見在不久的將來位置服務(wù)將發(fā)展成為互聯(lián)網(wǎng)尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)應(yīng)用之一。這對于北斗來說也是一個推廣終端應(yīng)用、擴大市場份額的好時機。

二、位置服務(wù)的類型和應(yīng)用

1.位置服務(wù)的類型

根據(jù)不同的分類方法，位置服務(wù)有如下多種分類方式。根據(jù)獲取服務(wù)的方式可分為推拉（Push and Pull）兩種模式；根據(jù)作用的主體對象，位置服務(wù)可分為面向人員的（Person-oriented）和面向設(shè)備的（Device-oriented）兩類；根據(jù)定位請求的發(fā)起者和被定位對象的關(guān)系，位置服務(wù)可分為主動（Active）和被動（Passive）兩種類型。

推模式的位置服務(wù)不需要用戶去主動觸發(fā)服務(wù)，會在不斷監(jiān)測用戶當(dāng)前位置的情況下主動向用戶提供服務(wù)，例如在到達新的地方后收到當(dāng)?shù)氐臍g迎短信以及實時接收位置相關(guān)的新聞、廣告或緊急告警信息等；拉模式的位置服務(wù)則是由用戶按需觸發(fā)服務(wù)，一般不需要持續(xù)監(jiān)測用戶位置信息，例如查找當(dāng)前所在位置附近的某一特定類型的興趣點（POI）。

面向人員的位置服務(wù)是以用戶為服務(wù)中心的，利用位置信息提供各種增強的位置服務(wù)，用戶可以主動控制服務(wù)，當(dāng)前基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大部分位置服務(wù)基本都屬于此類；面向設(shè)備的位置服務(wù)的定位對象主要是某個設(shè)備或某一群人，被定位者一般不能夠?qū)Ψ?wù)進行控制，例如對車輛進行監(jiān)測管理、對兒童進行跟蹤保護的跟蹤監(jiān)測類的位置服務(wù)應(yīng)用。

主動類型的位置服務(wù)是指用戶主動發(fā)起服務(wù)請求對自身定位后使用服務(wù)，例如前述的POI搜索等；而被動類型的位置服務(wù)則是由其他定位者發(fā)起服務(wù)請求，對被定位對象進行定位，類似面向設(shè)備的位置服務(wù)，但不同的是被定位對象可以主動選擇是否開啟這種類型的位置服務(wù)，例如查詢朋友位置等社交類的和一些跟蹤監(jiān)測類的應(yīng)用屬于此類型。

商業(yè)上往往以推拉模式對位置服務(wù)進行分類，同時根據(jù)用戶類型區(qū)分為面向個人的和面向行業(yè)的兩類。

2.位置服務(wù)的應(yīng)用

當(dāng)前位置服務(wù)已經(jīng)發(fā)展出了可以滿足各種用戶需求的應(yīng)用，在社會生活中發(fā)揮著重要作用，已經(jīng)成為人們信息化生活的重要組成部分。位置服務(wù)的應(yīng)用根據(jù)不同的分類標準也會有不同的分類結(jié)果，某一特定的位置服務(wù)應(yīng)用可能無法完全限定到某一具體類別之中，根據(jù)主要用途可以將位置服務(wù)的應(yīng)用區(qū)分為但不限于以下五類。

（1）公共安全

公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用是位置服務(wù)早期重點發(fā)展的應(yīng)用類型，主要用于緊急情況下進行快速定位為用戶提供緊急救援等服務(wù)，同時在維護國家和社會安全、案件偵破等方面發(fā)揮著重要作用。典型的應(yīng)用有美國的E911計劃和歐洲的E112計劃。

（2）地圖服務(wù)

地圖服務(wù)現(xiàn)在已經(jīng)成為位置服務(wù)的一項基礎(chǔ)服務(wù)和重要的應(yīng)用入口，其他應(yīng)用或是直接構(gòu)建在電子地圖之上或是將電子地圖作為輔助工具，可以為用戶提供更加直觀方便的服務(wù)。例如導(dǎo)航應(yīng)用便是直接構(gòu)筑在電子地圖之上的一類傳統(tǒng)位置服務(wù)應(yīng)用。地圖服務(wù)一般需要地理信息系統(tǒng)（GIS）支持，可以實現(xiàn)諸如地理編碼和反編碼、POI檢索、路徑規(guī)劃、自動導(dǎo)航等功能。地圖數(shù)據(jù)一般由地圖提供商負責(zé)維護和提供，目前包括Google、Apple、百度、阿里等在內(nèi)的眾多服務(wù)提供商通過商業(yè)合作或收購的方式構(gòu)建了自己的地圖服務(wù)體系，搶占位置服務(wù)應(yīng)用的重要入口。

（3）信息查詢

信息查詢是當(dāng)前個人用戶應(yīng)用的主要類型之一，主要是便利日常生活相關(guān)的各種應(yīng)用形式，可以提供諸如查詢所在地的天氣預(yù)報，查詢附近酒店、旅館、車站、風(fēng)景名勝等POI，或者是接收所在地的電子新聞、廣告、黃頁信息等各種生活服務(wù)，也有查詢特定地點的設(shè)備或傳感器的工作信息的行業(yè)應(yīng)用。既有推模式也有拉模式的應(yīng)用。

（4）社交和娛樂

與社交娛樂相結(jié)合是位置服務(wù)的另一個應(yīng)用方面。典型應(yīng)用包括查找附近陌生用戶、查找附近在線好友、自動聯(lián)機附近用戶進行游戲等。也有社交網(wǎng)站在原有簽到功能上加入用戶位置信息，甚至在此基礎(chǔ)上與線下商家合作開展線上至線下（Online To Offline，O2O）形式的營銷，實現(xiàn)諸如簽到地點商家對用戶提供優(yōu)惠的活動等。

（5）跟蹤與監(jiān)測

跟蹤監(jiān)測管理可用于兒童或特殊人員監(jiān)控、資產(chǎn)防盜與追蹤、公共交通工具管理等各種需要跟蹤監(jiān)控實體位置信息的地方，大多屬于行業(yè)應(yīng)用。通過GPS對物流車輛和公共交通工具等進行管理在發(fā)達國家和地區(qū)已成為常態(tài)，一些物流公司也提供了公開查詢快件所在車輛位置信息的功能。

三、位置服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)

位置服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)從不同的角度來看分為以下兩類：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。

1.生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是從位置服務(wù)市場生態(tài)系統(tǒng)的參與實體的角度對位置服務(wù)體系架構(gòu)進行的描述，一個完整的位置服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商、位置服務(wù)提供商、內(nèi)容提供商、開發(fā)人員和最終用戶，此外可能還有政府、設(shè)備制造商等其他相關(guān)方，不同實體間的關(guān)系如圖1。

圖1 位置服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商（Internet Service Provider，ISP）是網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施的運營維護者，其為最終用戶和位置服務(wù)提供商等其他成員提供諸如Internet、GSM、3G、WiFi、物聯(lián)網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)的接入服務(wù)。

（2）位置服務(wù)提供商

位 置 服 務(wù) 提 供 商（Location-based Service Provider，LSP）是服務(wù)提供商的一種，運營維護位置服務(wù)平臺，為最終用戶提供位置服務(wù)。位置服務(wù)提供商一般同時從多個內(nèi)容提供商獲取服務(wù)內(nèi)容，整合優(yōu)化后將最終服務(wù)提供給用戶。有的位置服務(wù)提供商也為第三方的開發(fā)者開放API接口，力圖通過建立開放的位置服務(wù)平臺的方式整合位置服務(wù)資源，擴大市場份額。當(dāng)前國內(nèi)外主要的LSP有Google、Apple、百度、阿里高德等。

（3）內(nèi)容提供商

內(nèi)容提供商（Content Provider，CP）是位置服務(wù)內(nèi)容數(shù)據(jù)和信息的運營商，為LSP提供服務(wù)內(nèi)容，例如電子地圖提供商、新聞資訊提供商等等，許多內(nèi)容提供商本身也是服務(wù)提供商。以地圖提供商為例，地圖服務(wù)質(zhì)量的好壞直接由地圖提供商的內(nèi)容質(zhì)量決定，國際上主要的地圖提供商有Tele Atlas、Navteq等，中國有高德、四圖維新等。

（4）開發(fā)人員

開發(fā)人員（Developers）完成了位置服務(wù)的系統(tǒng)工程和各種應(yīng)用的開發(fā)，其一般隸屬于LSP或CP，也有一些第三方的獨立應(yīng)用開發(fā)者利用LSP提供的開放API構(gòu)建位置服務(wù)應(yīng)用分發(fā)給最終用戶使用。

（5）最終用戶

最終用戶（End Users）是享受位置服務(wù)的主體，服務(wù)的對象。最終用戶可以分為個人用戶和行業(yè)用戶兩類，目前基于移動互聯(lián)網(wǎng)的大部分位置服務(wù)應(yīng)用都是面向個人用戶的。

（6）其他相關(guān)方

其他相關(guān)方（Other Related Parties）包括政府、設(shè)備制造商等與位置服務(wù)相關(guān)的其他實體，一般處于外圍或更加底層的地位。例如政府部門負責(zé)制定相關(guān)的規(guī)章制度規(guī)范位置服務(wù)的運營，制定優(yōu)惠政策鼓勵位置服務(wù)市場的發(fā)展。而設(shè)備制造商則負責(zé)整個位置服務(wù)體系中包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)器設(shè)備、定位系統(tǒng)、用戶終端設(shè)備等各種硬件設(shè)備的制造與供應(yīng)。

2.技術(shù)體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

技術(shù)體系結(jié)構(gòu)是從技術(shù)的角度對位置服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)進行的描述,當(dāng)前的位置服務(wù)并沒有統(tǒng)一的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，非常靈活多變，但也有一些共性的方面。位置服務(wù)的一種簡要技術(shù)體系結(jié)構(gòu)如圖2。

系統(tǒng)中一些結(jié)構(gòu)部件的作用以及所采用的關(guān)鍵技術(shù)如下：

（1）終端設(shè)備及技術(shù)

用戶獲取位置服務(wù)使用的終端設(shè)備通常集成了定位技術(shù)的芯片，當(dāng)前基于移動互聯(lián)網(wǎng)的個人應(yīng)用的通用終端主要是智能手機和平板電腦等手持設(shè)備。行業(yè)應(yīng)用方面主要是各種專用終端和傳感器等。

（2）網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施

網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施一般由ISP維護和提供，主要分為有線網(wǎng)絡(luò)通信和無線網(wǎng)絡(luò)通信兩種。有線網(wǎng)絡(luò)主要是Internet，無線網(wǎng)絡(luò)包括WLAN，2G的GSM，3G 的WCDMA、CDMA2000和TD-SDMA，4G的LTE，射頻通信等技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)和Ad-hoc自組織網(wǎng)絡(luò)主要借助的是WLAN領(lǐng)域的802.11各項標準或射頻通信等構(gòu)建。

（3）定位技術(shù)

定位技術(shù)主要分為室外定位和室內(nèi)定位兩種，室外定位技術(shù)已經(jīng)非常成熟，室內(nèi)定位技術(shù)仍在研究之中。室外定位技術(shù)主要分為基于衛(wèi)星的定位、基于網(wǎng)絡(luò)的定位和混合定位。GSM/WCDMA/CDMA等移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般提供了基于網(wǎng)絡(luò)的定位和混合定位服務(wù)。

（4）應(yīng)用服務(wù)中心

應(yīng)用服務(wù)中心是由LSP維護運營的，一般基于流行的Web Service、地理信息系統(tǒng)（GIS）、云計算等技術(shù)構(gòu)建后臺服務(wù)系統(tǒng)，并向用戶提供了一個前端界面實現(xiàn)與用戶的互動。前端界面既可以是移動設(shè)備上的APP，也可以是通過瀏覽器訪問的Web應(yīng)用，前端界面和后臺服務(wù)系統(tǒng)之間通過API交互。從軟件工程的角度考慮也會有一些中間件技術(shù)參與其中解決諸如認證、計費、隱私保證、應(yīng)用分發(fā)等功能。所以應(yīng)用服務(wù)中心一般要在包括數(shù)據(jù)中心、云計算、軟件工程等在內(nèi)的計算機和網(wǎng)路技術(shù)的支持下構(gòu)建。

此外一些開放的位置服務(wù)平臺也向第三方開發(fā)者提供了構(gòu)建位置服務(wù)應(yīng)用的開發(fā)API，這些API一般要實現(xiàn)諸如存取數(shù)據(jù)、地圖服務(wù)等功能，甚至可能提供實現(xiàn)諸如車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等行業(yè)應(yīng)用的API。

圖2 位置服務(wù)簡要技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

3.相關(guān)標準

當(dāng)前已有一些協(xié)會、組織和論壇等致力于制定位置服務(wù)方面的一些標準和通用協(xié)議。例如應(yīng)用層方面開放移動聯(lián)盟（Open Mobile Alliance，OMA）制定了移動定位協(xié)議（Mobile Location Protocol，MLP）用于確定移動終端的位置，WCDMA系統(tǒng)中基于網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)和A-GPS定位系統(tǒng)便應(yīng)用了該協(xié)議。

開 放地理空間信 息 聯(lián) 盟（Open Geospatial Consortium，OGC）制定了一些空間數(shù)據(jù)的操作規(guī)范，例如其基于XML制定了“地理標記語言”（Geography MarkupLanguage，GML）用于描述地理信息，可以表示地理空間對象的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，GML本身是XML的一個子集。

IETF也有一個名為GEOPRIV的工作組負責(zé)制定互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中位置信息的表示方式，一般采用GML語言進行描述，制定標準時考慮了認證性、完整性和隱私相關(guān)的要求。此前2000年時IETF曾經(jīng)制定過名為SLoP的草案用于應(yīng)用程序之間交換空間位置信息，但草案已經(jīng)過期無人維護了。

數(shù)據(jù)傳輸與交換一般遵循現(xiàn)有的EDI數(shù)據(jù)傳輸和交換標準，基于Web和移動互聯(lián)網(wǎng)的位置服務(wù)應(yīng)用大都采用HTTP、SOAP等數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，服務(wù)數(shù)據(jù)則遵循自定義的XML、JSON、YAML或GML等數(shù)據(jù)描述語言格式。位置的經(jīng)緯坐標表示一般采用WGS84坐標系描述，中國則采用GCJ-02坐標系。

四、前沿研究領(lǐng)域

1. 云計算和物聯(lián)網(wǎng)

云計算是近年來興起的一種基于網(wǎng)絡(luò)的分布式計算方式，基于云計算提供的云服務(wù)正逐漸成為未來互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要形式，對普通用戶而言，可直接從云上享受服務(wù)、個人數(shù)據(jù)可以直接在云上存儲；對開發(fā)者而言，可以直接在云上開發(fā)應(yīng)用，應(yīng)用數(shù)據(jù)直接存儲在云端，應(yīng)用可以直接被分發(fā)給用戶，極大地降低了應(yīng)用開發(fā)成本和維護成本。當(dāng)前無論是百度還是Google等都在致力于構(gòu)建高效、方便的位置服務(wù)云計算平臺，提供適用于位置服務(wù)的云服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)是位置服務(wù)中另一主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施，基于物聯(lián)網(wǎng)的位置服務(wù)不同于基于移動互聯(lián)網(wǎng)的位置服務(wù)，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的位置服務(wù)可以直接在TCP/IP協(xié)議棧上層工作，而在物聯(lián)網(wǎng)中則需要在底層協(xié)議上制定相應(yīng)的通信標準協(xié)議，例如藍牙、NFC等適用于近場數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議和802.11等無線通信協(xié)議。早期位置服務(wù)在物聯(lián)網(wǎng)方面的研究方向主要在VANET車聯(lián)網(wǎng)、基于地標的導(dǎo)航、基于地理位置的路由等方面，一般基于802.11、RFID等無線通信技術(shù)通信，通過Ad-hoc的方式自組織。

當(dāng)前則更多地是和可穿戴設(shè)備等新興物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備結(jié)合，為用戶提供更加貼心的日常應(yīng)用形式。包括Google、Apple、百度等在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭和無數(shù)具有創(chuàng)造力的中小型創(chuàng)業(yè)者們正逐漸把物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合位置服務(wù)引入人們的日常生活中。

2.室內(nèi)定位

目前的室內(nèi)定位技術(shù)有基站定位、慣性定位、磁場定位等。基站定位類似于室外定位技術(shù)，依靠室內(nèi)的WiFi、RFID、藍牙、超聲波、紅外線等無線設(shè)備作為基站進行定位。而慣性定位則是通過陀螺儀、加速度計等傳感器檢測出設(shè)備的運動方向、速度等，實時計算位置變化得出具體位置。當(dāng)前常用的主要是基于WiFi和基于RFID兩種室內(nèi)定位技術(shù)，一般需要在被定位設(shè)備上安裝標簽（Tag），從而實現(xiàn)信號識別和位置計算。

此外還有室內(nèi)定位和室外定位的切換時機判斷問題，盡量平衡檢測動作和功耗問題。未來的一種可行的方向是室內(nèi)定位和室外定位的多種定位方式相結(jié)合，利用不同的定位方式獲得的數(shù)據(jù)通過計算平滑得到較高精度的定位。

3.算法與數(shù)據(jù)庫

算法和數(shù)據(jù)庫是一項傳統(tǒng)的研究領(lǐng)域，有許多研究有待向位置服務(wù)擴展，例如基于位置的推薦、基于位置的數(shù)據(jù)挖掘、基于位置的大數(shù)據(jù)處理、未來軌跡預(yù)測等涉及位置相關(guān)的算法應(yīng)用，進而涉及到諸如點、線、面等各種空間相關(guān)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)在空間數(shù)據(jù)庫中的存儲、檢索、修改的效率優(yōu)化問題。當(dāng)前流行的Oracle、MySQL等數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品中已經(jīng)提供了空間數(shù)據(jù)存儲和優(yōu)化的功能，不斷發(fā)展的數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等算法研究也在位置服務(wù)的數(shù)據(jù)處理中有了許多擴展。

4.安全和隱私保護

位置服務(wù)中的安全隱私問題也是位置服務(wù)的重要研究領(lǐng)域，IETF的GEOPRIV工作組等組織制定的相關(guān)標準中已經(jīng)考慮了包括隱私在內(nèi)的問題。位置服務(wù)的安全隱私問題包括用戶位置信息的隱私保護、數(shù)據(jù)操作和傳輸?shù)陌踩约皵?shù)據(jù)庫相關(guān)的安全隱私問題等，當(dāng)前已有假位置、時空匿名和空間加密等技術(shù)實現(xiàn)一定程度的隱私保護。文獻針對當(dāng)前位置服務(wù)方面的安全隱私問題的研究進行了分類、比較和總結(jié)。

5.統(tǒng)一的位置服務(wù)體系

位置服務(wù)從技術(shù)上來講似乎是已經(jīng)發(fā)展到了相對成熟階段，服務(wù)提供商只需要在應(yīng)用形式和服務(wù)質(zhì)量上不斷創(chuàng)新和提高，不斷吸收用戶、挖掘用戶需求、擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模、搶占市場份額。但是未來的位置服務(wù)將不僅僅是利用既有的互聯(lián)網(wǎng)（包括移動互聯(lián)網(wǎng)）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、軟件工程等領(lǐng)域的技術(shù)和標準構(gòu)建應(yīng)用層的服務(wù)，而是會系統(tǒng)地在各個層面發(fā)展出符合位置服務(wù)自身發(fā)展和應(yīng)用需求的相關(guān)標準、技術(shù)和體系架構(gòu)。

“位置”作為信息的一個重要元素在當(dāng)前的信息社會的基礎(chǔ)設(shè)施——互聯(lián)網(wǎng)中并沒有很好地體現(xiàn)出來，所以可以預(yù)見“位置”作為一個重要的屬性一定會滲透到互聯(lián)網(wǎng)的方方面面，像World Wide Web、即時通信等融入人們的日常生活中。位置服務(wù)在物理層面上會擴展到傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、Ad-hoc自組織網(wǎng)絡(luò)等各種通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，傳輸層面上會產(chǎn)生統(tǒng)一的上層數(shù)據(jù)傳輸標準和數(shù)據(jù)交換協(xié)議，信息內(nèi)容層面上有可能結(jié)合“位置”這一重要信息元素實現(xiàn)類似“World Wide Web”的一種新型“Web”網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)一個統(tǒng)一的位置服務(wù)體系，ISP、LSP、CP等可以在體系內(nèi)實現(xiàn)資源共享，減少數(shù)據(jù)冗余和資源浪費，并極大地方便用戶使用位置服務(wù)。

五、發(fā)展趨勢

1.開放性的云計算位置服務(wù)平臺

Google、百度等位置服務(wù)行業(yè)的領(lǐng)跑者相繼推出了利用最新的云計算等技術(shù)構(gòu)建的開放性開發(fā)平臺，這將成為未來位置服務(wù)應(yīng)用的重要開發(fā)形式。借助云開發(fā)平臺，開發(fā)者不必考慮低層系統(tǒng)架構(gòu)，可以專注于應(yīng)用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)。甚至可以將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也交由云平臺管理，為開發(fā)者節(jié)約大量的資金和精力，使開發(fā)者可以全心投入對應(yīng)用本身的開發(fā)中，提高位置服務(wù)應(yīng)用的質(zhì)量。

對于云開發(fā)平臺提供商來說，通過匯聚大量應(yīng)用，可以進一步積累用戶量，與開發(fā)者通過各種合作實現(xiàn)互利共贏。開放性的云開發(fā)平臺會成為中小企業(yè)和個人開發(fā)者進行位置服務(wù)應(yīng)用開發(fā)的重要開發(fā)形式。

2. 不斷創(chuàng)新的應(yīng)用形式

（1）不同應(yīng)用形式相互結(jié)合

位置服務(wù)在行業(yè)應(yīng)用上往往提供的是跟蹤監(jiān)測管理方面的應(yīng)用，主要用于公共交通工具管理、物流管理等。在行業(yè)應(yīng)用普及的基礎(chǔ)上，進一步和個人應(yīng)用結(jié)合可以為個人用戶的日常生活帶來極大的便利。以打車類應(yīng)用為例，和出租車跟蹤管理的行業(yè)應(yīng)用結(jié)合后，用戶通過打車APP叫車后，可以由程序自動通過定位查找附近能最快來到用戶身邊的出租車，司機同意后應(yīng)用程序會自動計算最優(yōu)到達用戶所在位置的行車路線。當(dāng)用戶乘坐出租車后，出租車上的應(yīng)用程序可以根據(jù)實時路況實時導(dǎo)航，引導(dǎo)出租車最快抵達目的地。對出租車方來說提高了工作效率、降低了能源消耗，增加了工作收益，對用戶來說則節(jié)省了時間與金錢。

跨界結(jié)合可以提供更加新穎方便直觀的應(yīng)用，位置服務(wù)在其中往往扮演著基礎(chǔ)服務(wù)的作用。更多新型的應(yīng)用形式將不斷地出現(xiàn)，甚至在意想不到的地方發(fā)展出位置服務(wù)的應(yīng)用，讓人們充分享受到科技發(fā)展對日常生活質(zhì)量的提高。

（2）室內(nèi)應(yīng)用將在未來流行起來

借助不斷發(fā)展的室內(nèi)定位技術(shù)，位置服務(wù)應(yīng)用已經(jīng)從室外延伸到了室內(nèi)，可以定位用戶在室內(nèi)的位置和目標位置，在大型商場、商業(yè)區(qū)、機場、火車站、醫(yī)院等室內(nèi)場所可以提供各種各樣的服務(wù)，引導(dǎo)用戶快速找到目標好友、商品柜臺、登機處或候車室、醫(yī)療科室等地點；進一步與大賣場商家合作，可以推送（Push）的形式向用戶提供周邊商店柜臺的推薦商品信息、打折信息等。

將來的位置服務(wù)應(yīng)用將伴隨室內(nèi)定位技術(shù)的不斷發(fā)展像室外定位那樣最終為用戶提供成熟的室內(nèi)應(yīng)用形式。

3. O2O模式的互利共贏

互聯(lián)網(wǎng)時代的電子商務(wù)應(yīng)用，用戶量是盈利的重要基礎(chǔ)，許多公司企業(yè)發(fā)展初期往往通過免費模式吸引用戶，積累用戶量。在用戶數(shù)量積累到一定程度時便通過廣告、付費增值服務(wù)等手段獲取盈利。位置服務(wù)的商業(yè)應(yīng)用也是如次發(fā)展的，O2O形式的電子營銷逐漸成為位置服務(wù)應(yīng)用的一種重要盈利方式。

O2O即將服務(wù)從線上延伸到線下，與線下的商家、客戶合作，營銷分成。O2O模式中，線上的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序成為了重要的前臺入口，所以技術(shù)和用戶量是盈利的重要保證。因此，新一輪的位置服務(wù)由主流IT廠商主導(dǎo)推動，在政策促進和上下游廠商的積極參與下，利用技術(shù)和用戶數(shù)量的優(yōu)勢通過平臺化建設(shè)的形式來整合線上線下資源，為用戶提供便利生活服務(wù)的同時，進一步降低運營成本，提高盈利效益。以“咕咚運動+”為例，其與李寧等商家合作發(fā)起活動，由商家提供運動鞋等實物產(chǎn)品作為活動獎品來促進用戶參與，從而起到了廣告營銷的目的。社交軟件“陌陌”也開始嘗試以地理位置為中心的廣告平臺來獲取收益。

六、位置服務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵問題

1. 沒有統(tǒng)一標準、各自為政、重復(fù)建設(shè)

當(dāng)前位置服務(wù)要發(fā)展但存在的一個關(guān)鍵問題是沒有一個相對統(tǒng)一的系統(tǒng)標準，不同的LSP、CP等各自為政、重復(fù)建設(shè)，位置服務(wù)的內(nèi)容數(shù)據(jù)的更新和維護需要大量成本，計算資源和存儲資源存在極大地浪費，數(shù)據(jù)大量冗余。

對開發(fā)者來說，CP在與不同的LSP對接時，要根據(jù)不同的LSP的要求單獨進行處理，獨立的第三方開發(fā)者為了開發(fā)一款位置服務(wù)應(yīng)用往往需要花費時間和精力去比較選擇出合適的位置服務(wù)開發(fā)平臺，甚至需要針對每一個平臺單獨開發(fā)應(yīng)用，影響開發(fā)效率和應(yīng)用質(zhì)量。

對用戶來說，則造成了用戶選擇過剩，使用戶往往需要在不同的LSP那里注冊賬戶、運行不同的應(yīng)用，存儲不同的個性化數(shù)據(jù)，一定程度上給用戶造成了不便。

2. 軟硬件技術(shù)依舊需要不斷發(fā)展創(chuàng)新

市場的發(fā)展是科技的不斷發(fā)展推動的，位置服務(wù)市場的發(fā)展也不例外。位置服務(wù)要進一步發(fā)展，在以下技術(shù)和應(yīng)用形式上需要進一步突破：

（1）智能終端技術(shù)

智能終端上目前影響用戶體驗的問題主要是能耗平衡與電池續(xù)航問題，要解決這個問題有兩個方向：降低性能功耗比和提升電池容量。智能手機的硬件性能正在高速發(fā)展、日新月異，非常類似計算機性能發(fā)展的摩爾定律，但性能越強往往能耗越大，影響續(xù)航時間，“一天一充”基本是經(jīng)常使用的智能手機的常態(tài)，所以芯片廠商一直在致力于提升硬件性能的同時降低功耗。改進電池技術(shù)是另一個維度。這些都需要包括化學(xué)、物理、新材料等各種學(xué)科的前沿研究領(lǐng)域的支持。

（2）移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

當(dāng)前一些制約移動互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展的諸如帶寬限制、流量限制、網(wǎng)絡(luò)覆蓋等問題也是影響位置服務(wù)發(fā)展的原因之一。對于帶寬問題，目前產(chǎn)學(xué)界都在致力于更快速移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的研究和產(chǎn)業(yè)化，移動通信技術(shù)從2G發(fā)展到了3G，正在普及4G，就是在不斷地提升帶寬和服務(wù)質(zhì)量，5G也開始進入了研究之中。流量限制和網(wǎng)絡(luò)覆蓋則需要移動運營商通過投入更多資金進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方式解決，直到最終像有線網(wǎng)那樣可以不限流量的程度，這將是對包括位置服務(wù)在內(nèi)的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的極大刺激。

（3）傳統(tǒng)技術(shù)向位置服務(wù)應(yīng)用的遷移

一些傳統(tǒng)的基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用存在的問題在位置服務(wù)領(lǐng)域依舊需要重新研究和部署，例如前述的算法和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和改進、敏感位置數(shù)據(jù)的安全隱私保護問題等。

（4）應(yīng)用形式需要不斷創(chuàng)新

位置服務(wù)本身也需要不斷發(fā)展創(chuàng)新，例如不斷結(jié)合最新的計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)成熟的室內(nèi)定位技術(shù)，不斷創(chuàng)新O2O互利共贏形式等為合作伙伴和用戶提供更好的服務(wù)。

此外，位置服務(wù)市場的巨大潛力已經(jīng)被越來越多的人認識到，而“位置”本身作為信息的重要屬性之一可被發(fā)掘的潛力依然很少被提到。人們更多地只是將位置服務(wù)作為一種移動互聯(lián)網(wǎng)時代類似微博、微信之類的高層應(yīng)用服務(wù)，沒有從更加底層和抽象的角度思考位置服務(wù)中“位置”對于信息、對于互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)而言的重要性。所以構(gòu)建一個統(tǒng)一的位置服務(wù)體系也許是將來的一個發(fā)展熱點。

3.北斗終端產(chǎn)業(yè)需要解決或改善的問題

目前的定位市場GPS占了主流，北斗則興起不久。要快速擴大市場份額，占領(lǐng)國內(nèi)市場、進軍國外市場，本文認為北斗至少需要解決以下問題：

（1）進一步降低硬件成本

通過不斷降低定位芯片的生產(chǎn)成本，和GPS展開直接競爭，爭奪目標用戶。事實上如前所述，GPS的快速普及就是成本下降的成果，如今幾乎每一部智能手機都安裝有GPS模塊?？梢酝ㄟ^政策扶持、主動讓利等方式降低硬件成本，推廣北斗定位芯片和設(shè)備。

（2）發(fā)展混合定位

無論是GPS還是北斗，基于衛(wèi)星的定位都有如前所述的“依賴衛(wèi)星信號質(zhì)量、易受干擾”的問題。GPS由于使用范圍廣泛，研究投入較多，已經(jīng)發(fā)展出了A-GPS、GPSOne等結(jié)合基于網(wǎng)絡(luò)的定位的混合定位技術(shù)，在衛(wèi)星信號較差或衛(wèi)星信號數(shù)量不足的情況下，實現(xiàn)較好的定位效果。北斗在這方面也需要發(fā)展出自己的混合定位技術(shù)，和基站定位、基于網(wǎng)絡(luò)的定位相結(jié)合，實現(xiàn)更大范圍的時空條件下的高質(zhì)量服務(wù)，才能更好地吸引用戶。

（3）結(jié)合創(chuàng)新應(yīng)用，建設(shè)示范推廣平臺

在位置服務(wù)中“位置”是服務(wù)的基礎(chǔ)，但位置的來源卻可以是上層的應(yīng)用不怎么關(guān)心的，所以要推廣北斗，可以通過建設(shè)示范平臺的方式將創(chuàng)新的位置服務(wù)應(yīng)用在平臺上進行建設(shè)推廣，用戶在創(chuàng)新應(yīng)用的吸引下就會轉(zhuǎn)投北斗應(yīng)用，帶動北斗的市場推廣。

七、結(jié)束語

位置服務(wù)當(dāng)前正處于快速發(fā)展的時期，許多方面沒有統(tǒng)一的建設(shè)標準。本文總結(jié)介紹了位置服務(wù)的概念、類型和應(yīng)用，并綜述了其生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)體系架構(gòu)，包括關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)標準，之后介紹了當(dāng)前位置服務(wù)方向的前沿可研究領(lǐng)域和位置服務(wù)的發(fā)展趨勢等，并分析總結(jié)了當(dāng)前影響位置服務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵問題，包括北斗終端產(chǎn)業(yè)要發(fā)展并擴大市場份額需要解決或改善的問題。

隨著科技的不斷發(fā)展，可以預(yù)計位置服務(wù)將成為包括互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等各個領(lǐng)域在內(nèi)的基礎(chǔ)應(yīng)用，相關(guān)研究也將進入更深入的層次?！拔恢谩弊鳛樾畔⒌闹匾刂粚⒃谛畔⑸鐣杏l(fā)地體現(xiàn)出其重要性和價值。而這也是北斗擴大市場占有率、深入市場發(fā)展的好機會。

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