【正文】 WiFi信息采集效果圖 信息傳遞模塊本模塊作用主要是將負責(zé)基站信息、WiFi信息采集的Activity中數(shù)據(jù)傳輸?shù)截撠?zé)百度地圖標(biāo)注的Activity上。需用到Android API中WifiManager類，用WifiManager類實例化對象取得系統(tǒng)服務(wù)中的WiFi服務(wù)。圖 相關(guān)代碼截圖圖 相關(guān)代碼截圖圖 基站信息采集的效果圖 WiFi信息采集模塊本模塊為當(dāng)WiFi打開時，搜集WiFi信息所用。通過getRssi方法獲取鄰區(qū)基站的信號強度，而當(dāng)前基站的信號強度需要通過監(jiān)聽器MyPhoneStateListener的監(jiān)聽來獲得。主要實施的步驟如下：（1）：usespermission android:name=/usespermissionusespermission android:name=/usespermissionusespermission android:name=/usespermissionusespermission android:name=/usespermission（2）然后通過TelephonyManager的getNetworkOperator方法獲得MCC和MNC，TelephonyManager在使用之前需要經(jīng)過實例化獲得手機系統(tǒng)服務(wù)。此處涉及的Android API有TelephonyManager、GsmCellLocation。5 詳細設(shè)計及實現(xiàn)本項目設(shè)計來為實現(xiàn)周邊基站搜索，提供定位等功能需求，主要的功能模塊有五個，分別為基站信息采集模塊、獲取經(jīng)緯度模塊、定位計算模塊、定位輔助模塊、信息傳遞模塊、地圖顯示模塊。經(jīng)緯度獲取模塊收到數(shù)據(jù)后，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。當(dāng)在第一界面點擊“去地圖標(biāo)注”按鈕后，通過信息傳遞模塊會將在第一個Activity中兩個模塊所獲取的有用數(shù)據(jù)傳遞到第二個Activity中，同時頁面跳轉(zhuǎn)到第二個Activity中。這個界面設(shè)置的目的在于方便使用者查看接收到的各項信息是否正確，是否需要更新數(shù)據(jù)或者直接跳轉(zhuǎn)到下一個Activity在地圖上進行標(biāo)注?；拘畔⒉杉K收集了當(dāng)前基站及鄰區(qū)基站的LAC、CID、RSSI信息，而WiFi信息采集模塊則采集了發(fā)送無線設(shè)備的BSSID，兩個模塊單獨工作，并將這些信息從上之下顯示在了第一個Activity上。圖 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖 第一個Activity設(shè)計思路第一個Activity也就是進入軟件首先看到的界面。該項目是一個安卓程序，分為了兩個屏幕（即兩個Activity）來展現(xiàn)所有的功能，總共包括基站信息采集模塊、WiFi信息采集模塊、信息傳遞模塊、定位計算模塊、定位輔助模塊、經(jīng)緯度獲取模塊、地圖標(biāo)注模塊七大模塊。本項目中得到的響應(yīng)是以 JSON格式呈現(xiàn)的，所以還需對JSON格式的數(shù)據(jù)進行解析。Apache的一個模塊，可以直接調(diào)用封裝好得到HttpClient類來實現(xiàn)。HTTP 協(xié)議是現(xiàn)在 Internet 上使用頻率最高的協(xié)議，大量的 Java 應(yīng)用程序直接或間接使用 HTTP 協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)訪問。本項目中由于要查詢基站所處的經(jīng)緯度信息，必須要連接網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)方能實現(xiàn)。因此，可以用分段逼近的方法來擬合衰減曲線。但是要計算冪級數(shù)形式對硬件部分的性能要求很高?；谶@樣的原理， [[] . Standard for telemunications and information exchange between systemlocal area medium access control(MAC)and physical layer(PHY)specifications for low rate wireless personal area networks(WPAN) [Z]. ]，由式（321）得： …………….（321）。是經(jīng)過參考距離后的路徑損耗。 王俠. 基于RSSI和LQI的動態(tài)距離估計算法[J]. 電子測量技術(shù), 2007, 30(2):143145.]……………………（318）式中：為接收端與發(fā)射端的距離（km）；為無線電傳播的頻率（MHz）；為路徑衰減因子，一般取2~5。 經(jīng)典的信號衰減模型自由空間的無線電傳播路徑損耗模型 [[] 陳維克，李文鋒，首珩，[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報：交通科學(xué)與工程版，2006，30(2):265268.] 由式（318）給出：[[] 張潔穎。在信號傳播模型建模的過程中，環(huán)境因素的影響使得它產(chǎn)生了較大的測距誤差。通過預(yù)先建立的理論或者信號傳輸模型，可以根據(jù)路徑損耗計算出實際的距離。RSSI測距所需的成本較低，只需收發(fā)裝置即可。主要有質(zhì)心定位算法、DVHop定位算法、凸規(guī)劃算法、APIT算法等 [[] L. Doherty. Algorithms for Position and Data Recovery in Wireless Sensor Networks[D]. Master’s Thesis, University of California Berkeley, 2000, 6.]。主要有RSSI、TOA、TDOA、AOA等方法。 [[] 王振強, 朱義勝. 改進的基于RSSI差值的定位算法[J]. 通信技術(shù), 2011, 44(7):7880.]。 ，….（35）由公式（35）整理得（36） ，……（36）設(shè)殘差方程為： ，……（37）對式（37）進行線性參數(shù)的最小二乘處理，令：，……………………..（38） ，……………………………………………（39） ，……………………..（310） …………………………………………….（311）則殘差方程的矩陣表達式為： ………………………………….（312）最小二乘原理的矩陣形式： …………….（313）正規(guī)方程的矩陣形式： ………………………………………….（314）將代入中，得………………………….（315） .…………………………… （316） …………………………. （317）由式（318）可以最終確定待定點D的位置坐標(biāo)為。運用二維空間距離計算公式，就能得到一個非線性方程組，把這個方程組線性化再使用最小二乘方法來求解，最終可以得到未知定位點的坐標(biāo)。假設(shè)n個點的位置坐標(biāo)分別為， ，待定點D的坐標(biāo)為。最后，由點，通過三邊測量法可以確定點D的坐標(biāo)。設(shè)圓心為，半徑為,那么，且存在以下公式： ……………………….（33）圓心的坐標(biāo)和半徑可由式（33）計算出來。我們分別用、來表示待定點D相對于A、B、C的角度。…………………..（32）三邊測量法的原理圖。[[] 張中華. 基于RSSI校正的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心定位算法[D]. 山東大學(xué), 2011.][[] D. Culla, D. Estrin, M. Strvastava. Overview of sensor networks [J]. IEEE Computer, 2004, 37(8):4149]（1）三邊測量定位 [[] Moore D, Leonard J, Rus D, et al. Robust Distributed Network Localization with Noisy Range Measurements[J]. In: Proc of the 2nd International Conference on Embedded Networked Sensor Systems. Baltimore, USA, 2004, 5061]， 已知A、B、C的坐標(biāo)分別用、來表示，、分別表示他們與待定點D的距離。[2]3 關(guān)鍵技術(shù) 經(jīng)典的定位算法用得比較多的定位算法大致可分為三種：基于節(jié)點的定位算法、基于測距的算法、基于非測距的算法。 對比小結(jié)經(jīng)過以上的比較我們在實踐項目時選擇基于 CellID 的定位方法，該方法操作起來簡單易實現(xiàn)，同時無需改造現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)和基站，基本屬于無成本就可實現(xiàn)。手機終端中增加GPS定位功能，就一定增加定位模塊，從而使手機終端功率、體積及成本都有所提升；安全因素。（2）缺點：兼容性缺點。設(shè)備投資少，運營商易于接受；定位精度高。 AGPS定位（1）優(yōu)點：基站設(shè)備改動少。同時，定位精度還會受多徑效影響。（2）缺點：部分手機不支持EOTD 定位方法，軟件必須進行更新；精度低。 增強觀測時間差分定位（1）優(yōu)點：需要負載和測量單元數(shù)量很少，減少了網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備投資；手機終端用戶不用額外支付費用。同時要實現(xiàn)同步還需改造GSM網(wǎng)絡(luò)；業(yè)務(wù)量大時，網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)增加。（2）缺點：投資成本高。 信號到達角度定位（1）優(yōu)點：100％兼容現(xiàn)有手機；基站無需作大量修改，不需要增加大量設(shè)備（2）缺點：受多徑效應(yīng)干擾較大；當(dāng)手機與基站距離較近時誤差很大； 基于到達時間定位（1）優(yōu)點：兼容性廣；支持漫游，各種接口標(biāo)準統(tǒng)一；定位精度可采用單獨優(yōu)化方式。（2）缺點：定位速度慢、終端耗電；對衛(wèi)星依賴強（至少捕捉到三顆衛(wèi)星才行）；盲區(qū)多，特別是室內(nèi) 蜂窩小區(qū)定位（1）優(yōu)點：兼容性廣；成本投資小，在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，不用增加很多其他設(shè)備。在一般情況下，AGPS和GPS一樣一些常規(guī)方面因素將會影響其精確性，比如衛(wèi)星的幾何形狀，接收機噪聲等。所以只要檢查少數(shù)的頻率偏移和其可能的代碼延遲。此外，實際上這個星歷數(shù)據(jù)可以提前幾個小時進行預(yù)測，不必使基站等待來自衛(wèi)星的轉(zhuǎn)播數(shù)據(jù)。AGPS通過減少信號搜索的空間來減少獲取信號的時間。在AGPS系統(tǒng)中，蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)可以提供有用的信息來輔助GPS接收器更快地計算出精確的位置。 聯(lián)合定位方式（1）AGPS定位AGPS（Assisted GPS）是一種比較流行的，通過增強GPS性能來定位的一種定位技術(shù)，尤其在有移動電話網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方增強效果更為明顯。[2]（5）WiFi定位WiFi（wireless fidelity）其本身不具備定位能力。對于同步網(wǎng)，手機要測量多個基站信號的相對到達時間；對于非同步網(wǎng)，要一個位置確定的負載和測量單元來接收信號。 [14]（4）增強觀測時間差分定位增強觀測時間差分（Enhanced Observed Time Different, EOTD）是從測量時間差（Observed Time Different）發(fā)展而來的，OTD 是測量所需的時間量，EOTD 是測量的方式。這一算法的最大優(yōu)點是采用時間差減弱了時間同步的影響。兩維坐標(biāo)系，如果所收集的是三個基站信息，把基站當(dāng)做三個圓的中心，以所計算的距離為每個移動站的圓半徑，相交的位置為所需的位置。（3）基于到達時間定位基于到達時間的定位技術(shù)：這種定位技術(shù)是測量電磁波從移動單元到基站的時間或時間差來計算未知定位點坐標(biāo)的方法。采用這種方法進行定位，需要采集至少AOA的值，將方位角延長，其相交的地方就是需要定位的位置 [14]。市區(qū)精度范圍大致在150米左右，郊區(qū)精度范圍大致在1000米~2000米左右 [[] 黃俊英. 手機定位技術(shù)的分析與研究[J]. 福建電腦, 2009(11):6364.]。GCI由位置區(qū)識別碼（LAI）和小區(qū)識別碼（CI）構(gòu)成，即：CI = LAI + CI = MCC + LAC + CI [2]。這種技術(shù)確定用戶位置的方法是通過收集移動臺所處的服務(wù)小區(qū)CellID信息來