LBS基站定位如何營救來自手機的「致命呼救」

編者按：在【效率源·乾貨】往期的專題文章中，我們已經知道手機定位通常有5種方法：GPS衛星定位技術、LBS基站定位技術、WiFi無線定位技術、A-GPS輔助衛星定位技術、GPS-One混合定位技術。而關於「GPS衛星定位技術」，也已經通過3期主題詳細講解，本期開始正式進入手機定位第二種方法「LBS基站定位技術」。 LBS基站定位作為一種輕量級的定位方法，以其定位速度快、成本低、耗電少、室內可用等優勢被越來越多使用。本期特邀數據恢復四川省重點實驗室學術委員會副主任、原某研究所信息安全技術高級工程師王寧老師對其進行講解。

新聞回放

2013年，由哈莉·貝瑞主演的《致命呼救》在北美熱映。影片講訴了一個叫做凱西的女孩在停車場被綁架了，綁匪摔壞了她的手機，把她甩在了汽車的後備箱里。在後備箱中，凱西用朋友的備用手機打電話報警，但是由於手機是預付費的，所以無法用GPS定位系統實時定位電話的位置，只能通過方圓5公里範圍內的信號發射塔來鎖定大致的位置。最後，美國警方通過這種方式鎖定了凱西的大致範圍，然後根據位置採取了營救行動。

【電影《致命呼救》鏡頭】

專業解讀：LBS基站定位技術就在我們身邊

在《致命呼救》電影中，警方就是利用手機LBS基站定位技術成功確定受害者的所在位置。除了遇到緊急情況，我們在平時生活中也會經常用到LBS基站定位技術，LBS基站定位一般用在不需要精度很高的地方,像中國移動動感地帶提供的動感位置查詢服務、百度手機地圖、手機天氣軟體等粗略定位一般都是利用基站定位來實現的，通過LBS基站定位就可以大體確定你處在哪個城市、哪個區等等。

隨著人們對LBS基站定位服務需求的飛速增長，位置服務已經或即將成為所有移動設備(智能手機、掌上電腦等)的標配。LBS基站定位以其定位速度快、成本低(不需要移動終端上添加額外的硬體)、耗電少、室內可用等優勢，作為一種輕量級的定位方法，已變得越來越常用。

LBS基站定位技術——利用信號強弱定位

LBS基站定位,是一種基於位置的服務，英文名Location Based Service，簡稱LBS，一般應用於手機用戶。它是通過手機運營商的無線通訊網路(如GSM網、CDMA網)獲取移動終端用戶的位置信息(經緯度坐標)，在地理信息系統或電子地圖平台的支持下，為用戶提供相應服務的一種增值業務。所以，這種定位方式又叫做基於通訊網路的定位。

LBS基站定位是利用基站對手機的測算距離來確定手機位置的,不需要手機具有GPS定位能力，但是精度很大程度依賴於基站的分布及覆蓋範圍的大小。那麼基站是如何定位的呢？簡單的講就是通過測量計算終端與周圍基站的距離（至少三個基站），再以每個基站為圓心，測量的距離為半徑畫圓，三個圓的交點就是你的位置。

利用信號強度的衰弱程度可以大體計算出距離，所以利用基站定位的誤差比較大，前面說三個圓的焦點是在精確計算的情況下出現的效果，實際利用基站只能大致確定你在哪個範圍，這個精度大約在十幾米到幾十米，基站比較少的有的甚至會達到上百米。有時誤差會超過一公里，定位精度沒有GPS高。

【通信基站定位示意圖】

LBS基站定位的主要實現形式——GSM蜂窩網路

在前面我們講過，LBS基站定位一般是通過手機運營商的無線通訊網路(如GSM網、CDMA網)獲取移動終端用戶的位置信息(經緯度坐標)。這裡，我們以GSM網為例，解讀LBS基站定位的網路基礎結構。

GSM網路的基礎結構是由一系列的蜂窩基站構成的，這些蜂窩基站把整個通信區域劃分成如圖所示的一個個蜂窩小區，小則幾十米，大則幾千米。我們用移動設備在GSM網路中通信，實際上就是通過某一個蜂窩基站接入GSM網路，然後通過GSM網路進行數據(語音數據、文本數據、多媒體數據等)傳輸的。也就是說我們在GSM中通信時，總是需要和某一個蜂窩基站連接的，或者說是處於某一個蜂窩小區中的,GSM定位就是藉助這些蜂窩基站進行定位。每個小區都有自己的編號，通過手機所在小區的識別號就可以知道手機所在區域。根據該測量結果並結合基站的坐標，一般採用三基站定位方法，就能夠計算出移動設備的位置。

【GSM蜂窩網路基礎結構圖】

小知識：基站和信號發射塔是一回事嗎？

不是。信號發射塔其實是通信基站收發台的一部分，但不等同於通信基站本身。因為通信基站子系統主要包括兩類設備：基站收發台(BTS)和基站控制器(BSC)。一個完整的基站收發台包括無線發射/接收設備、天線和所有無線介面特有的信號處理部分，我們平常看到房頂上高高的天線或者平常我們所說的信號發射塔，都屬於基站收發台的一部分。

小結：本文詳細介紹了LBS基站定位技術的原理（運用信號強弱進行3點定位）和LBS基站定位技術的主要形式（GSM蜂窩網路的基礎結構），關於基站定位的幾種具體方法，我們將在後期進行深入分析，敬請期待！