基于Android平臺的定位技術(shù)的研究與開發(fā)

朱珣彭豐

摘 要：介紹了Android平臺的背景，闡述了Android平臺的應(yīng)用開發(fā)設(shè)計(jì)方法，對Android平臺的GPS定位技術(shù)與基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)進(jìn)行了對比與分析，并結(jié)合實(shí)例，探討了Android平臺的定位技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：Android 定位技術(shù) GPS 基站網(wǎng)絡(luò)定位

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（c）-0006-03

Abstract：This paper includes the background information of Android OS，explains the design proposal of Android applications，compares and analyse GPS Technology and Network Positioning Technology，gives an example of applying positioning technology based on Android.

Key Words：Android；positioning technology；GPS；network positioning

位置是人們理解和駕馭世界的基礎(chǔ)，了解、掌握當(dāng)前的位置信息，記錄人們的移動位置信息、共享人們的位置信息，都將有利于人們在快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中進(jìn)行相應(yīng)的安排與規(guī)劃。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、空間信息技術(shù)、移動通信技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā)展，包括智能手機(jī)、平板電腦在內(nèi)的手持移動終端的硬件性能日益增強(qiáng)，使得定位技術(shù)與手持移動終端設(shè)備得以有機(jī)結(jié)合。

1 Google Android移動平臺的概述

Android是由Google與其他33家公司（包括手機(jī)制造商、軟硬件供應(yīng)商、移動電信運(yùn)營商等）聯(lián)合組成的開放手機(jī)聯(lián)盟（OHA）聯(lián)合推出與支持的智能手機(jī)操作系統(tǒng)[1～2]。Android使用開源策略，基于Linux內(nèi)核，使用Google自制的應(yīng)用程序運(yùn)行環(huán)境DVM（Dalvik VM）。一般來說，Android應(yīng)用程序包含Activity、Broadcast Intent Receiver、Service這3類組件。

Activity可以算是Android當(dāng)中最基本的模塊，在其中我們可以添加一些UI組件View，并且可對這些View設(shè)置一些事件響應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，從而完成相應(yīng)的功能。Intent在Android應(yīng)用程序中是相當(dāng)重要的，它可以用來在Activity之間進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，也可用于組件間的數(shù)據(jù)交互。BroadcastReceiver用于接收被發(fā)送出去的Intent對象，從而進(jìn)行相應(yīng)的事件響應(yīng)和處理。Service是一種后臺進(jìn)程，沒有用戶界面，對用戶而言是不可見的，一般用于持續(xù)時間較長的數(shù)據(jù)處理。

2 基于Android平臺定位技術(shù)的研究

Android平臺的定位技術(shù)有兩種，一種是GPS定位技術(shù)，另一種是基于移動電信運(yùn)營商的基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)。

GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息，接收機(jī)收到這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出自身的空間位置、時鐘以及相關(guān)的其他信息（包括接收機(jī)的定位精度、移動速度等）。

基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的大致原理為：移動終端測量不同基站的下行導(dǎo)頻信號，得到不同基站下行導(dǎo)頻的TOA（Time of Arrival，到達(dá)時刻），根據(jù)該測量結(jié)果計(jì)算出移動終端到各基站的距離，再結(jié)合基站的位置坐標(biāo)，就能夠計(jì)算出移動終端的位置（一般采用三角公式估計(jì)算法）。

Android平臺下這兩種定位技術(shù)的構(gòu)架如圖1所示。

從圖1中可以看出，盡管在Android平臺上，GPS定位技術(shù)與基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的底層實(shí)現(xiàn)技術(shù)不同，但Google給這兩種定位技術(shù)提供了一套相同定位接口，給應(yīng)用程序設(shè)計(jì)帶來了極大的便利。

Android平臺的GPS定位技術(shù)與基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的特點(diǎn)如下。

（1）GPS定位技術(shù)的特點(diǎn)。

GPS定位技術(shù)的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在定位精度高，可達(dá)10～50 m。其缺點(diǎn)為初次定位等待時間較長；GPS定位模塊的功耗較大，較為耗電；對環(huán)境要求高，必須要在能夠看到大面積天空的情況下才能實(shí)現(xiàn)定位，在封閉的室內(nèi)是無法定位的；易受天氣的影響和其他設(shè)備的信號干擾，在陰雨天氣或者有其他GPS儀器的信號干擾時，無法正常工作。

（2）基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的特點(diǎn)。

基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的優(yōu)勢在于定位速度快、功耗小且對環(huán)境要求低，只需要有基站網(wǎng)絡(luò)信號便可進(jìn)行定位，幾乎不受天氣影響和其他設(shè)備的干擾。缺點(diǎn)在于定位精度較低，一般為500～2000 m，具體數(shù)值受到用戶當(dāng)前所處位置的基站密度的影響。

因此，在Android平臺的定位技術(shù)上，GPS定位技術(shù)和基站網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，較好的運(yùn)用策略是在室外且設(shè)備電力充足時采用GPS進(jìn)行高精度定位，在GPS信號微弱的地鐵、大樓等室內(nèi)區(qū)域采用基站網(wǎng)絡(luò)定位，從而實(shí)現(xiàn)無死角的定位。

3 Android平臺定位技術(shù)的運(yùn)用

定位技術(shù)運(yùn)用的核心功能在于獲得位置數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶的地理位置發(fā)生改變時，需要使用實(shí)現(xiàn)（implements）LocationListener （android.location.LocationListener）接口的對象來接收LocationManager發(fā)送的位置更新提醒，并獲得其中包含位置信息的Location對象，從該Location對象中獲取位置數(shù)據(jù)，便可根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的操作。

基本的定位功能步驟為：

（1）開始；

（2）調(diào)用getSystemService（），獲得LocationManager的Handle，即lm變量；

（3）創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)LocationListener接口的實(shí)例對象，即mls變量；

（4）根據(jù)設(shè)定的定位方式，定位周期等參數(shù)調(diào)用lm.requestLocationUpdate（）方法；

（5）等待獲得定位數(shù)據(jù)（等待數(shù)據(jù)與minTime、minDistance相關(guān)）；

（6）判斷mls對象是否能監(jiān)聽到位置對象提醒；

（7）能，則mls.onLocationChanged（）被調(diào)用，從Location對象參數(shù)中獲取位置對象數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)（7）；不能，則轉(zhuǎn)（5）；

（8）判斷是否關(guān)閉定位功能，否，則轉(zhuǎn)（5）；是，則轉(zhuǎn)（8）；

（9）調(diào)用LocationManage.removeUpdates（）方法；

（10）結(jié)束。

通過調(diào)用Context.getSystemService（Context.LOCATION_SERVICE）方法可獲得LocationManager的Handle。隨后創(chuàng)建一個實(shí)現(xiàn)（implements）LocationListener接口的實(shí)例對象。

MyLocationListener實(shí)現(xiàn)了LocationListener接口。當(dāng)MyLocationListener對象接收到LocationManager發(fā)送的位置變化提醒后，其onLocationChanged（）方法便會被調(diào)用，并獲得包含最新位置數(shù)據(jù)的Location對象（形參loc），在此方法體中我們可以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)操作，例如獲得經(jīng)度LON=loc.getLongitude（）等。

創(chuàng)建了MyLocationListener對象后需要對其進(jìn)行注冊（同時也是提交更新位置數(shù)據(jù)的請求，即開啟定位服務(wù)），注冊后的MyLocationListener對象才能接收到LocationManager發(fā)送的位置變化提醒。注冊方法是調(diào)用LocationManager的requestLocationUpdates（String provider， long minTime，float minDistance， LocationListener listener）函數(shù)。在調(diào)用requestLocationUpdates（）方法時，需指定定位數(shù)據(jù)源provider，定位更新周期minTime（毫秒），定位更新最小變化距離minDistance（米），例如：

lm.requestLocationUpdates（“gps”， 60000， 200.0，mls）；

定位數(shù)據(jù)源provider有兩種，即GPS和Network。若欲使用GPS定位方式，則將provider指定為LocationManager.GPS_PROVIDER（或者直接使用字符串“gps”）；若欲使用基站定位方式，則將provider指定為LocationManager.NETWORK_PROVIDER（或者直接使用字符串“network”）。

除了明確指定定位數(shù)據(jù)源的方式外，還可通過Criteria類使系統(tǒng)自動判斷最佳定位數(shù)據(jù)源，方法是生成一個Criteria（android.location.Criteria）類的實(shí)例化對象，通過調(diào)用setAccuracy（），setPowerRequirement（），setSpeedAccuracy（）等方法，設(shè)定系統(tǒng)判斷規(guī)則，包括耗電量、定位精度、是否返回相對位置等一系列規(guī)則，隨后調(diào)用LocationManager.getBestProvider（Criteria criteria， Boolean enabledOnly）方法，即可獲得系統(tǒng)根據(jù)Criteria實(shí)例對象設(shè)定的規(guī)則判斷出的最佳定位數(shù)據(jù)源。

定位更新周期minTime使用millisecond（毫秒）作為單位，表示LocationManager連續(xù)兩次發(fā)送位置更新提醒的間隔時間。需要注意的是，設(shè)定的minTime值只能作為一個參考，實(shí)際的位置更新提醒時間間隔可能比這個值大，也可能比這個值小。定位更新最小變化距離minDistance使用meter（米）作為單位，表示LocationManager連續(xù)兩次發(fā)送位置更新提醒的位置距離，當(dāng)且僅當(dāng)位置變化距離大于此值時，LocationManag

er才會發(fā)送位置更新提醒。如果需要盡可能快地獲取位置信息，可以將minTime和minDistance都設(shè)置為0。需要指出的是，過于頻繁地更新定位會消耗移動終端更多的電量，因此不建議設(shè)定小于60000 ms（1 min）的minTime值。

調(diào)用LocationManager的removeUpdates（LocationListener listener）方法可注銷實(shí)現(xiàn)LocationListener接口的對象，停止定位服務(wù)，從而減少移動終端的內(nèi)存、電量的消耗。

4 結(jié)語

目前國內(nèi)的3G網(wǎng)絡(luò)正在普及中，Android智能手機(jī)在我國的手機(jī)市場份額也在穩(wěn)步上升，這對基于Android平臺的定位技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)的發(fā)展，無疑有著極大的促進(jìn)作用。Google公司在空間數(shù)據(jù)服務(wù)方面的優(yōu)勢顯而易見，因而由OHA推出的Android平臺在移動定位開發(fā)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，加上Android完全開源的特性，使得移動設(shè)備制造商、移動電信運(yùn)營商、軟件公司等可共同參與開發(fā)，基于Android移動平臺的定位技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 基于Android平臺的移動位置服務(wù)社交網(wǎng)絡(luò)用戶行為相似性分析[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012.

[2] 祝洪嬌.基于Android平臺的位置服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京交通大學(xué)，2012.

[3] 劉正，陳強(qiáng).基于Android的GPS應(yīng)用中的研究與開發(fā)[J].中國西部科技，2010，9：15.

[4] 趙建勛.基于Android平臺的移動位置服務(wù)的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，20：271.

[5] Rick Rogers，John Lombardo，Zigurd Mednieks，Blake Meike.Android Application Development[M].Sebastopol：OReilly Media，2009.

[6] 靳巖，姚尚朗.Google Android開發(fā)入門與實(shí)戰(zhàn)[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[7] 蓋索林.Google Android開發(fā)入門指南[M].2版.北京：人民郵電出版社，2009.

（3）創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)LocationListener接口的實(shí)例對象，即mls變量；

（4）根據(jù)設(shè)定的定位方式，定位周期等參數(shù)調(diào)用lm.requestLocationUpdate（）方法；

（5）等待獲得定位數(shù)據(jù)（等待數(shù)據(jù)與minTime、minDistance相關(guān)）；

（6）判斷mls對象是否能監(jiān)聽到位置對象提醒；

（7）能，則mls.onLocationChanged（）被調(diào)用，從Location對象參數(shù)中獲取位置對象數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)（7）；不能，則轉(zhuǎn)（5）；

（8）判斷是否關(guān)閉定位功能，否，則轉(zhuǎn)（5）；是，則轉(zhuǎn)（8）；

（9）調(diào)用LocationManage.removeUpdates（）方法；

（10）結(jié)束。

通過調(diào)用Context.getSystemService（Context.LOCATION_SERVICE）方法可獲得LocationManager的Handle。隨后創(chuàng)建一個實(shí)現(xiàn)（implements）LocationListener接口的實(shí)例對象。

MyLocationListener實(shí)現(xiàn)了LocationListener接口。當(dāng)MyLocationListener對象接收到LocationManager發(fā)送的位置變化提醒后，其onLocationChanged（）方法便會被調(diào)用，并獲得包含最新位置數(shù)據(jù)的Location對象（形參loc），在此方法體中我們可以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)操作，例如獲得經(jīng)度LON=loc.getLongitude（）等。

創(chuàng)建了MyLocationListener對象后需要對其進(jìn)行注冊（同時也是提交更新位置數(shù)據(jù)的請求，即開啟定位服務(wù)），注冊后的MyLocationListener對象才能接收到LocationManager發(fā)送的位置變化提醒。注冊方法是調(diào)用LocationManager的requestLocationUpdates（String provider， long minTime，float minDistance， LocationListener listener）函數(shù)。在調(diào)用requestLocationUpdates（）方法時，需指定定位數(shù)據(jù)源provider，定位更新周期minTime（毫秒），定位更新最小變化距離minDistance（米），例如：

lm.requestLocationUpdates（“gps”， 60000， 200.0，mls）；

定位數(shù)據(jù)源provider有兩種，即GPS和Network。若欲使用GPS定位方式，則將provider指定為LocationManager.GPS_PROVIDER（或者直接使用字符串“gps”）；若欲使用基站定位方式，則將provider指定為LocationManager.NETWORK_PROVIDER（或者直接使用字符串“network”）。

除了明確指定定位數(shù)據(jù)源的方式外，還可通過Criteria類使系統(tǒng)自動判斷最佳定位數(shù)據(jù)源，方法是生成一個Criteria（android.location.Criteria）類的實(shí)例化對象，通過調(diào)用setAccuracy（），setPowerRequirement（），setSpeedAccuracy（）等方法，設(shè)定系統(tǒng)判斷規(guī)則，包括耗電量、定位精度、是否返回相對位置等一系列規(guī)則，隨后調(diào)用LocationManager.getBestProvider（Criteria criteria， Boolean enabledOnly）方法，即可獲得系統(tǒng)根據(jù)Criteria實(shí)例對象設(shè)定的規(guī)則判斷出的最佳定位數(shù)據(jù)源。

定位更新周期minTime使用millisecond（毫秒）作為單位，表示LocationManager連續(xù)兩次發(fā)送位置更新提醒的間隔時間。需要注意的是，設(shè)定的minTime值只能作為一個參考，實(shí)際的位置更新提醒時間間隔可能比這個值大，也可能比這個值小。定位更新最小變化距離minDistance使用meter（米）作為單位，表示LocationManager連續(xù)兩次發(fā)送位置更新提醒的位置距離，當(dāng)且僅當(dāng)位置變化距離大于此值時，LocationManag

er才會發(fā)送位置更新提醒。如果需要盡可能快地獲取位置信息，可以將minTime和minDistance都設(shè)置為0。需要指出的是，過于頻繁地更新定位會消耗移動終端更多的電量，因此不建議設(shè)定小于60000 ms（1 min）的minTime值。

調(diào)用LocationManager的removeUpdates（LocationListener listener）方法可注銷實(shí)現(xiàn)LocationListener接口的對象，停止定位服務(wù)，從而減少移動終端的內(nèi)存、電量的消耗。

4 結(jié)語

目前國內(nèi)的3G網(wǎng)絡(luò)正在普及中，Android智能手機(jī)在我國的手機(jī)市場份額也在穩(wěn)步上升，這對基于Android平臺的定位技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)的發(fā)展，無疑有著極大的促進(jìn)作用。Google公司在空間數(shù)據(jù)服務(wù)方面的優(yōu)勢顯而易見，因而由OHA推出的Android平臺在移動定位開發(fā)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，加上Android完全開源的特性，使得移動設(shè)備制造商、移動電信運(yùn)營商、軟件公司等可共同參與開發(fā)，基于Android移動平臺的定位技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展前景。

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（3）創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)LocationListener接口的實(shí)例對象，即mls變量；

（4）根據(jù)設(shè)定的定位方式，定位周期等參數(shù)調(diào)用lm.requestLocationUpdate（）方法；

（5）等待獲得定位數(shù)據(jù)（等待數(shù)據(jù)與minTime、minDistance相關(guān)）；

（6）判斷mls對象是否能監(jiān)聽到位置對象提醒；

（7）能，則mls.onLocationChanged（）被調(diào)用，從Location對象參數(shù)中獲取位置對象數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)（7）；不能，則轉(zhuǎn)（5）；

（8）判斷是否關(guān)閉定位功能，否，則轉(zhuǎn)（5）；是，則轉(zhuǎn)（8）；

（9）調(diào)用LocationManage.removeUpdates（）方法；

（10）結(jié)束。

通過調(diào)用Context.getSystemService（Context.LOCATION_SERVICE）方法可獲得LocationManager的Handle。隨后創(chuàng)建一個實(shí)現(xiàn)（implements）LocationListener接口的實(shí)例對象。

MyLocationListener實(shí)現(xiàn)了LocationListener接口。當(dāng)MyLocationListener對象接收到LocationManager發(fā)送的位置變化提醒后，其onLocationChanged（）方法便會被調(diào)用，并獲得包含最新位置數(shù)據(jù)的Location對象（形參loc），在此方法體中我們可以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)操作，例如獲得經(jīng)度LON=loc.getLongitude（）等。

創(chuàng)建了MyLocationListener對象后需要對其進(jìn)行注冊（同時也是提交更新位置數(shù)據(jù)的請求，即開啟定位服務(wù)），注冊后的MyLocationListener對象才能接收到LocationManager發(fā)送的位置變化提醒。注冊方法是調(diào)用LocationManager的requestLocationUpdates（String provider， long minTime，float minDistance， LocationListener listener）函數(shù)。在調(diào)用requestLocationUpdates（）方法時，需指定定位數(shù)據(jù)源provider，定位更新周期minTime（毫秒），定位更新最小變化距離minDistance（米），例如：

lm.requestLocationUpdates（“gps”， 60000， 200.0，mls）；

定位數(shù)據(jù)源provider有兩種，即GPS和Network。若欲使用GPS定位方式，則將provider指定為LocationManager.GPS_PROVIDER（或者直接使用字符串“gps”）；若欲使用基站定位方式，則將provider指定為LocationManager.NETWORK_PROVIDER（或者直接使用字符串“network”）。

除了明確指定定位數(shù)據(jù)源的方式外，還可通過Criteria類使系統(tǒng)自動判斷最佳定位數(shù)據(jù)源，方法是生成一個Criteria（android.location.Criteria）類的實(shí)例化對象，通過調(diào)用setAccuracy（），setPowerRequirement（），setSpeedAccuracy（）等方法，設(shè)定系統(tǒng)判斷規(guī)則，包括耗電量、定位精度、是否返回相對位置等一系列規(guī)則，隨后調(diào)用LocationManager.getBestProvider（Criteria criteria， Boolean enabledOnly）方法，即可獲得系統(tǒng)根據(jù)Criteria實(shí)例對象設(shè)定的規(guī)則判斷出的最佳定位數(shù)據(jù)源。

定位更新周期minTime使用millisecond（毫秒）作為單位，表示LocationManager連續(xù)兩次發(fā)送位置更新提醒的間隔時間。需要注意的是，設(shè)定的minTime值只能作為一個參考，實(shí)際的位置更新提醒時間間隔可能比這個值大，也可能比這個值小。定位更新最小變化距離minDistance使用meter（米）作為單位，表示LocationManager連續(xù)兩次發(fā)送位置更新提醒的位置距離，當(dāng)且僅當(dāng)位置變化距離大于此值時，LocationManag

er才會發(fā)送位置更新提醒。如果需要盡可能快地獲取位置信息，可以將minTime和minDistance都設(shè)置為0。需要指出的是，過于頻繁地更新定位會消耗移動終端更多的電量，因此不建議設(shè)定小于60000 ms（1 min）的minTime值。

調(diào)用LocationManager的removeUpdates（LocationListener listener）方法可注銷實(shí)現(xiàn)LocationListener接口的對象，停止定位服務(wù)，從而減少移動終端的內(nèi)存、電量的消耗。

4 結(jié)語

目前國內(nèi)的3G網(wǎng)絡(luò)正在普及中，Android智能手機(jī)在我國的手機(jī)市場份額也在穩(wěn)步上升，這對基于Android平臺的定位技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)的發(fā)展，無疑有著極大的促進(jìn)作用。Google公司在空間數(shù)據(jù)服務(wù)方面的優(yōu)勢顯而易見，因而由OHA推出的Android平臺在移動定位開發(fā)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，加上Android完全開源的特性，使得移動設(shè)備制造商、移動電信運(yùn)營商、軟件公司等可共同參與開發(fā)，基于Android移動平臺的定位技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展前景。

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