第1章引言
“我在哪里？”這是一個由古至今人們一直在問的問題。清晨醒來，我知道自己在×××路×××號；工作的時候，我知道自己在浙江師范大學(xué)信息大樓308房間 位置信息對于每一個人來說都是非常重要的，在我們的日常生活中不難發(fā)現(xiàn)很多這方面的案例：
下午5點，孩子還沒有放學(xué)回家，父母會因為不知道孩子在哪里而擔(dān)心。
緊急救援時，求救者會被問到他（她）在哪里。
在旅游地的游客會不停地拿著手機翻看電子地圖，確定自己在哪里、該如何到達下一目的地。

在互聯(lián)網(wǎng)普及之前，一個人要到自己不太熟悉的地方購物，需要事先找人反復(fù)打聽。即使這樣，恐怕還要做很多準(zhǔn)備工作，例如，找地圖、找商場、找路線；翻閱報紙、雜志尋找各種商品信息；關(guān)注餐廳的廣告，查找附近的餐廳
但到了信息時代，情況發(fā)生了改變。只要連上互聯(lián)網(wǎng)，輸入人們想知道的內(nèi)容，通過搜索引擎就能解決問題。是什么使人們的任務(wù)變得如此輕松了呢？隱藏在琳瑯滿目的自動化服務(wù)背后的是一個共同的信息――位置。因此，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源隨時了解“人”或“物”的位置信息，這正在深刻地改變著人們的生產(chǎn)和生活方式，給人們帶來極大的便利。
1.1位置信息服務(wù)
位置信息可以說是最重要的信息之一。在軍事上，地理因素經(jīng)常對戰(zhàn)局起著關(guān)鍵性的作用；在日常生活中，位置信息也有著重要的作用。位置信息不僅僅是空間信息，具體而言，包括三大因素：所在的地理位置、處在該地理位置的時間、處在該地理位置的對象（人或設(shè)備）。也就是說，位置信息承載了“空間”、“時間”、“人物”三大關(guān)鍵信息，其內(nèi)涵可謂十分豐富。利用這些信息，不僅可以“因地制宜”，提供所在地附近的相關(guān)服務(wù)，還可以“見機行事”，提供時效性更佳的服務(wù)，更可以“因人而異”，提供個性化的定制服務(wù)。
位置信息如此重要，如何獲取位置信息就理所當(dāng)然地成為了互聯(lián)網(wǎng)時代的一個重要研究課題。從20世紀90年代開始，基于位置的服務(wù)（location-based services，LBS）逐步進入人們的視線。LBS指通過適當(dāng)?shù)亩ㄎ患夹g(shù)獲得移動終端的空間物理位置信息，將位置信息提供給用戶本人、通信系統(tǒng)或第三方，從而實現(xiàn)與位置有關(guān)的各種業(yè)務(wù)。通過LBS，不僅可以知道移動終端所處的空間或位置，而且能夠由終端位置或空間推斷出移動用戶的可能意圖或者需求［1］。隨著基于用戶位置信息的相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，LBS已經(jīng)成為人們?nèi)粘９ぷ鳌⑸�活所必需的一項基本服�?wù)需求［2，3］。借助于位置信息需求，定位技術(shù)的發(fā)展與LBS緊密地聯(lián)系在一起了。表1-1列出了LBS的主要應(yīng)用。
1.2LBS定位技術(shù)的發(fā)展
2012年10月初，百度公司正式將地圖部門拆分，成立獨立的LBS事業(yè)部，與百度移動 云事業(yè)部一起成為百度移動互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略中并行的兩個部門。百度董事長兼CEO李彥宏在2012年第三季度財報會議上披露，百度地圖用戶已經(jīng)達到7700萬，新成立的事業(yè)部已經(jīng)開發(fā)了“百度身邊”、“百度路況”等一系列LBS的應(yīng)用。
無獨有偶，2012年10月末，淘寶低調(diào)推出了本地生活的地圖搜索功能，在此模式下，用戶可以用地圖的模式查看周邊優(yōu)惠和生活服務(wù)等相關(guān)信息，這表示淘寶在推出“淘寶本地”、“淘寶旅行”和“一淘逛街”等應(yīng)用之后，又在進一步以地圖和位置服務(wù)的方式連接本地用戶和商戶。
2012年8月，大眾點評移動客戶端的獨立用戶突破4000萬，與2011年同期相比增長400%，移動客戶端的流量超過PC端。大眾點評網(wǎng)CEO張濤在《商業(yè)價值》雜志中談到，通過LBS和移動互連，在過去近十年時間里積累了廣泛本地商戶資源的大眾點評網(wǎng)，終于初步完成了在移動終端上與用戶溝通渠道的打通。
目前，高德地圖也已經(jīng)擁有7000余萬用戶，尤其在蘋果公司的iOS平臺進行深度地圖內(nèi)置之后，高德的用戶流量大大增加。高德公司正在不斷尋求攜程等擁有線下商戶內(nèi)容的合作者，以期用地圖為關(guān)鍵銜接點，實現(xiàn)用戶與商戶的對接。高德公司以LBS為契機，從一家專業(yè)地圖公司轉(zhuǎn)變成向上整合資源、向下直面用戶的平臺級公司。與移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期簡單的基于“簽到”和社交的LBS戰(zhàn)爭不同，到了2014年，眾多原本屬于不同領(lǐng)域、核心競爭力也大不相同的公司越來越多地走到了一起，從LBS到基于用戶的生活服務(wù)，正在進行一場鏈條更加復(fù)雜、影響也將更為深遠的關(guān)鍵戰(zhàn)役。如果說地圖代表的是整個世界的位置，那么對每個手持移動終端的個體來說，GPS讓他擁有了隨時確定自己位置的能力。而定位自己，最終仍要回到與整個世界的位置匹配中，根據(jù)用戶的需求去實現(xiàn)。
在我國，武漢大學(xué)李德仁院士早在2002年就提出開展空間信息與移動通信集成應(yīng)用的研究，在短短10余年過后，LBS技術(shù)的研究與應(yīng)用在我國得到了迅速的發(fā)展。
我國的LBS商業(yè)應(yīng)用始于2001年中國移動首次開通的移動夢網(wǎng)品牌下的位置服務(wù)。2003年，中國聯(lián)通也推出了“定位之星”業(yè)務(wù)。在使用這項服務(wù)時，只要在手機上輸入出發(fā)地和目的地，就可以查到開車路線；用語音導(dǎo)航，可以得到實時提示；能夠?qū)崿F(xiàn)5～50m的連續(xù)、精確定位，并提供地圖下載和導(dǎo)航類的復(fù)雜服務(wù)。2006年年初，中國移動在北京、天津、遼寧和湖北4個省市進行了“手機地圖”業(yè)務(wù)的試點運行，為廣大手機用戶提供地圖相關(guān)的各種位置服務(wù)。如今，這些應(yīng)用幾乎已經(jīng)走進我們每個人的生活之中。
2006年，互聯(lián)網(wǎng)地圖的出現(xiàn)加速了我國LBS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。眾多地圖廠商、軟件廠商相繼開發(fā)了一系列在線的LBS終端軟件產(chǎn)品。此后，伴隨著無線技術(shù)和硬件設(shè)施的完善，LBS行業(yè)在國內(nèi)迎來一個爆發(fā)增長期。艾媒市場咨詢研究數(shù)據(jù)顯示，我國LBS個人應(yīng)用市場2008年的規(guī)模為3.35億元，2009年突增為6.44億元，2010年達到9.98億元。到2013年，中國LBS個人應(yīng)用市場總體規(guī)模突破70億元，五年來的增幅驚人。在Web 2.0浪潮的沖擊下，國內(nèi)涌現(xiàn)出了諸多新興的LBS應(yīng)用提供商，他們專注于基于手機的LBS應(yīng)用開發(fā)，利用LBS手機軟件或Web站點向用戶提供個性化的LBS應(yīng)用。從目前來看，盡管國內(nèi)的LBS市場不斷成熟，但是LBS個人應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展還沒有進入理想狀態(tài)。
可見，移動位置服務(wù)擁有著巨大的市場規(guī)模和良好的盈利前景，但當(dāng)前的實際進展仍比較緩慢。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的完善，移動位置和位置服務(wù)的市場將有望進一步壯大。自2008 年開始全球 LBS 運營市場處于加速成長過程中，但是在開展的同時要非常注意業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)性能的平衡點，應(yīng)該在保障網(wǎng)絡(luò)性能的同時最大可能地保證業(yè)務(wù)的開展。移動位置服務(wù)的市場推廣和廣泛應(yīng)用的前提之一就是定位精度。定位精度一方面與提供業(yè)務(wù)的外部環(huán)境有關(guān)，包括無線電傳播環(huán)境、基站的密度和地理位置以及定位所用設(shè)備，另一方面還要取決于所采用的定位技術(shù)。
隨著4G網(wǎng)絡(luò)的普及和流行，我國的LBS市場將會越來越完善，目前國內(nèi)已經(jīng)有許多廠商正在研發(fā)相關(guān)終端產(chǎn)品，結(jié)合自身搭建的系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)對終端的精確定位和歷史軌跡查詢等功能�？梢韵嘈�，LBS在中國將會迎來一個廣泛應(yīng)用和推廣的爆發(fā)期。
1.3定位技術(shù)的新挑戰(zhàn)
定位技術(shù)的研究已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，世界上存在著很多成熟的定位系統(tǒng)，定位技術(shù)也發(fā)展到一個很成熟的階段，然而物聯(lián)網(wǎng)的興起和發(fā)展，對定位技術(shù)又提出了許多新的挑戰(zhàn)。
（1） 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的兩大顯著特點就是網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)和環(huán)境多變。接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備五花八門，而連接的網(wǎng)絡(luò)更是各具特色，如何讓不同的設(shè)備在不同的網(wǎng)絡(luò)下能夠進行準(zhǔn)確的定位，將成為定位技術(shù)研究的一個新挑戰(zhàn)。
（2） 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的信息安全和隱私保護也是一大課題。科學(xué)技術(shù)往往是把雙刃劍，位置信息的內(nèi)涵非常豐富，在享受高精度的定位技術(shù)的同時，我們也將面臨更大的安全風(fēng)險。高精度的位置信息一旦泄露，若被不法分子推測出人們的各種隱私信息，將會造成非常嚴重的后果。因此，在物聯(lián)網(wǎng)時代，在充分利用好位置信息的同時如何保護好用戶的個人隱私，也是定位技術(shù)研究的一個新課題。
（3） 物聯(lián)網(wǎng)時代，定位技術(shù)需要收集和處理的數(shù)據(jù)是十分龐大的，而且在實際應(yīng)用中，采樣過程相當(dāng)復(fù)雜，目前對其的理解尚不盡如人意。另外，當(dāng)數(shù)據(jù)是通過眾包或海量在線獲取時，網(wǎng)絡(luò)采樣的困難也是多重的。因此，可采用合適的采樣模式來估計所需的量值，以加快定位系統(tǒng)的響應(yīng)速度而不失統(tǒng)計的準(zhǔn)確性。盡管科學(xué)數(shù)據(jù)集通常具有偏斜的分布特性，但并非所有分布都符合高斯或泊松分布，這種情況下，如何進行數(shù)據(jù)采樣是另一個值得研究的課題。
本章小結(jié)
本章先由“我在哪里？”啟發(fā)了人們對位置信息的思考，并通過身邊熟悉的案例引出了基于位置服務(wù)（LBS）的概念。接著，介紹了LBS的主要應(yīng)用，指出位置信息服務(wù)的重要社會地位和實際意義。最后，總結(jié)介紹了LBS發(fā)展的現(xiàn)狀以及定位技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)。