GPS、基站、IP定位的區別及其應用方向

在手機、電腦等電子裝置與我們如影隨形的今天，有多少種定位方式可以瞭解到“我們在哪”，誰擁有了解我們位置的許可權，以及不同定位方式的區別到底是什麼？

 

相信不少人有這樣的疑問：公安、消防、醫院部門是怎麼準確定位嫌疑人、受害者和病人的？APP是如何根據所在位置進行廣告投放的？下文我們將透過介紹GPS、基站、IP定位3種不同的定位原理以及他們的區別來幫你搞清楚這些問題。

 

 

一、基站定位

基站與訊號塔

首先，我們先介紹一下基站。基站包括移動、聯通和電信基站，當手機開機、關機、切換基站時都會向最近最優基站賦權。其主要功能是負責使用者手機端訊號傳出工作，包括語音通話、網路訪問等各項業務。

 

這裡我們特別強調一個誤區，很多人會誤以為基站就是訊號塔。從專業角度來看，基站是由一套通訊裝置組成的末端網路。包括移動交換中心、基站控制器、無線網路控制器等組成的一個有機整體。訊號塔主要用於安裝基站中的天線，訊號塔越高，天線訊號覆蓋的範圍越廣。訊號塔起到的作用只是提供高度，作為基站天線的延伸和固定。

 

簡單地說，基站並不是訊號塔，而是訊號塔下面的那個小屋子。

 

 

 

基站定位

基站定位也稱“LBS”定位，全稱是Location Based Service，基站可以根據移動裝置獲取使用者所在的地理位置，並在此基礎上提供相關的資訊服務。運營商蜂窩基站的位置是固定的，透過接收一個或多個基站訊號終端，根據訊號強度以及基站位置推斷使用者位置。 

 

優點：LBS定位的優勢是方便、成本低，因為它是透過現有的基站進行定位的。理論上說，只要計算三個基站的訊號差異，就可以判斷出該裝置所在的位置。只要使用者手機處於行動通訊網路的有效範圍之內，就可以進行位置定位，不受天氣、高樓、位置等影響。適合室內定位、個人定位等長時間在室內工作、學習且裝置供電充足的情況。

缺點：這種基站定位的方法，在沒有基站的位置上，誤差範圍會比較大，透過計算基站訊號差異得到的位置座標明顯低於GPS定位精度（定位精度在500-5000米）。並且有些地方沒有基站是不能實現定位功能的，如果超出手機服務範圍，或者周圍基站數量不足則無法定位。由於對手機以及對環境要求較高，基站定位不適用於野外或者汽車定位。

 

二、GPS定位

GPS定位是什麼

GPS定位，全球衛星定位系統(Global Positioning System)。最初的GPS計劃是在美國聯合計劃局的領導下制定的，該方案將24顆衛星放置在互成1200的三個軌道上。每個軌道上有8顆衛星，地球上任何一點均能觀測到6-9顆衛星。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。1988年又進行了修改：21顆工作衛星和3顆備用衛星工作在互成600的6個軌道上。這也是目前GPS衛星所使用的工作方式。一般來說，地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星，（一般國內可以接收到6-10顆衛星）以保證衛星可以採集到該觀測點的經緯度和高度，以便實現導航、定位、授時等功能。

 

 

優點： GPS定位優勢精確，只要能接收到4顆衛星的定位訊號，就能進行誤差在5-10米以內的定位。 GPS定位很好地保證了訊號，因為接收器隨時至少被四顆衛星覆蓋。 另外，由於衛星處於較高的位置，排除了衛星時鐘和大氣干擾等因素，精度也保證在幾米到幾十米之間。

 

缺點：GPS裝置的成本較高且受天氣和位置的影響很大。天氣不好或者在高架橋、樹蔭下、高層建築旁邊的角落、地下車庫、露天下層車庫，GPS的定位會受到相當大的影響。因此，GPS對室內定位並不友好，在室內使用GPS定位裝置時，存在找不到衛星的問題，另外，GPS模組為了可以尋找到衛星訊號而不停地工作，更加劇了電池的耗損。

 

GPS和基站定位的區別

我們可以透過一張圖來更好地瞭解GPS和基站定位。

基站定位是根據看到的通訊鐵塔為基準進行的定位。根據訊號方向、強弱、訊號傳遞時間等要素，可以交匯得出手機的概略位置。而GPS定位是手機接收衛星訊號透過交付計算進行的定位。手機GPS接收器根據4顆衛星訊號的不同方向、訊號到達時間，交匯計算出自己當前位置的經緯度和海拔高度。

 

 

 

三、IP定位

IP地址是什麼

IP地址就像是我們的家庭住址一樣，如果你要寫信給一個人，你就要知道對方的地址，這樣郵遞員才能把信送到。計算機傳送資訊就好比是郵遞員，它必須知道唯一的“家庭地址”才能不至於把信送錯人家。

 

當我們瀏覽網頁或使用APP時，網路內部會透過內網傳輸到當地的伺服器、地區的伺服器、經過ISP（運營商，國內主要包括移動、電信、聯通），再向下轉發到網頁或APP所在的伺服器，以此來完成訪問。因此，當我們訪問網頁時，ISP和網頁的擁有者都會得知我們的IP地址。

  

每一個終端（包括手機、電腦等移動裝置）都有IP地址，作為網路傳輸的終端地址，但IP地址存在共用的情況，即並非每一個移動裝置都有獨一無二的IP地址。簡單來說，一個小區的IP地址可能是共用的，一個公司也可能共用一個IP地址。

 

IP定位

IP定位技術就是為確定IP裝置地理位置所採用的技術，無需硬體裝置支援，覆蓋所有網路終端與智慧裝置。IP定位的基本原理是：利用IP裝置的名字、註冊資訊或時延資訊等來估計其地理位置。在IP定位系統或演算法中,一般包括4個要素:定位伺服器、測量節點、待定位節點和基礎設施。近年來,基於地理位置的網路應用層出不窮,主要包括定向廣告(targeted advertisement)、社交網路、網路安全、效能最佳化等。

 

基於上述IP地址的特性，我們可以總結出IP定位的優缺點。

 

優點：方便，應用廣泛，不涉及隱私。IP地址的資料來源是公開的，使用方便，不涉及隱私；無需硬體裝置支援，覆蓋所有網路終端和智慧裝置；定位不會因為裝置，天氣、地理位置等外界因素，影響最終的結果，此外，IP定位返回結果不僅包括地理位置資訊，還可以同時返回應用場景、經緯度、運營商等多維度資料。

 

缺點：資料來源存在變動情況，需要及時更新。

 

看完了GPS、基站、IP定位的原理及其優缺點，我們進入最後一個部分——應用場景。也就是回答我們最初提出的問題：到底誰能知道“我在哪”？

 

基站定位限制性較大，價格較高。資料來源包括移動人員內部提供以及移動運營商網路介面獲取，但僅限於公安及已經授權的SPP運營商。該介面受嚴格監管，按量收費，且必須得到機主同意。

 

主要應用在急救中心、消防等領域，在接線員接到相關情況的電話時，可以透過基站進行人員的精準定位，疫情防控中所運用的行程碼也是透過基站定位實現的。此外，運營商也可以基於基站進行相關應用服務。像中國移動動感地帶提供的動感位置查詢服務;谷歌手機地圖等各類手機地圖軟體中的粗略定位;和GPS配合產生的A-GPS等等都是基站定位的應用。

 

 

 

相比於基站，在使用者授權的前提下，GPS的應用範圍更大，可選擇性更強。當我們下載APP時，平臺會發出彈窗是否對當前位置進行授權，如果選擇確定，則相關企業就擁有了GPS定位的許可權。地圖、網約車、外賣、快遞等行業，都是依賴GPS來完成定位和服務的。此外，GPS在測量、救援、農業生產、軍事等領域也有不容小覷的作用。

 

 

總體而言，IP定位是我們日常生活中接觸最多、最方便的。由於IP分配時，所在區域的IP地址可能是共用的，因此IP定位並不涉及使用者個人，可以保證使用者的隱私。當我們對網頁、APP進行訪問時，相關企業可以透過訪問記錄獲取瀏覽者的IP地址，並依據IP地址劃分使用者所在區域（並不涉及使用者個人位置）。APP進行的廣告智慧推送、天氣預報、新聞資訊的推送都是基於IP定位完成的，甚至在我們打遊戲時，廠商為了避免遊戲卡頓，會基於玩家的IP地址進行較近的流量分配，保證遊戲通暢性。

 

此外，IP地址定位也被應用到多個領域，比如網路安全行業、銀行以及公安等。企業可以透過禁止一些高危地區或者代理商的IP地址訪問，來保證當前裝置安全；在金融、遊戲行業中，在使用者登入手機銀行時，銀行方可以透過IP、GPS完成異地業務、異地登入的交叉核驗，保證使用者的業務安全；在一些電影中，我們看到當不法分子在網際網路上留下訪問記錄時，公安部門透過追蹤IP地址，完成嫌疑人抓捕，也是透過IP定位來實現的。 

 

IP地址定位不僅僅是地理位置的體現，在網際網路的今天也是多元化價值的體現，IP地址定位作為重要的網路基礎設施資源，是實現網路裝置對映到使用者實體、網路空間對映到地理位置的橋樑，因此實現IP地址定位對網路空間地圖測繪、網路空間精準監管、數字化經濟建設具有重要意義。