O2O应用层出不穷的这几年，极大的推进了LBS技术架构的发展。O2O应用除了无状态请求但又是一直在线这个特点，还有一个重要的特点：终端用户有一个位置信息。就是这个位置信息才有了O2O应显示附近餐馆、定位上车、还有微信的摇一摇获取附的人，不少游戏中也是有和附近的朋友完。这些都需要使用LBS(Location Based Services)
本系列文章会介绍LBS App后台架构中的相关技术知识。
LBS类应用特点-定位
不管是什么LBS应用，一个共同的特点就是：他们的数据都或多或少包含了地理位置信息。那核心的问题就是如何获取用户的位置信息了，要解决这个问题我们还要先了解一下定位方案。
而如何对这些信息进行查询、处理、分析，也就成为了支撑LBS应用的最基础也是最关键的技术问题。
而由于地理位置信息的特殊性，在开发中经常会有比较难以处理的问题出现，比如：由于用户所在位置的不固定性，用户可能会在很小范围内移动，而此时经纬度值也会随之变化；甚至在同一个位置，通过GPS设备获取到的位置信息也可能不一样。所以如果通过经纬度去获取周边信息时，就很难像传统数据库那样做查询并进行缓存。
获取用户定位信息
下面4中方法可以获取用户的地理坐标
- 基站定位
每个手机基站都有一个ID标识符，一个手机能够接打电话、收发短信，说明该手机能与附近基站发起交互，收发信号。特别地，对于智能手机，还可以通过系统的接口得到基站ID。基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的，但是现实并没有理论那么完美，实际上手机很难同时获取到周围的多个基站ID，运营商也不会浪费钱，一个地方已经有基站覆盖了，为什么还要建立其他基站对吧。基站定位的精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小，有时误差会超过一公里。这个只能在粗略定位中使用，比如app刚刚启动时获取用户所在省份。
- Wi-Fi定位
现在的智能手机都支持wifi上网了，而我们连接的每个wifi路由器（包括手机做移动热点的那种），都有全球唯一的MAC地址。更重要的是，wifi路由器的部署成本低，因而非常普遍，在一个楼层里就会有很多个wifi热点。因而不难想到，一旦我们有了这个全球每个路由器的实际位置，那么我们就可以确定用户当前的位置。
说到这里，有的朋友会问，如果一个人带着手机，开着移动热点到处行走，那么这种移动热点的mac地址，岂不是就会引起定位的错误？答对了，确实是这样，而且根据统计，这种情形还在愈演愈烈，因此，如何想办法来迅速过滤这种移动热点，是个值得研究的问题。
- 3.GPS定位
如果手机在室外或者窗边，那么就可以接收到天上的定位卫星发射出来的信号，基于这种信号，可以推算手机到每颗卫星的距离、卫星位置，进而推算出手机的位置来。需要注意的是，这个解算是在GPS芯片中完成的，在手机操作系统层面上，可以直接通过API接口得到解算的结果和误差半径。
对于GPS，要注意两点。第一就是GPS的初始定位是很耗时间的，对于老一些的芯片，可能要耗费几分钟才能冷启动定位成功；第二是GPS精度并非是完全可依赖的，在一些地方达到几百米甚至上千米都很正常
- AGPS定位（Assisted GPS）-GPS+基站的结合
以上4种是最常用的定位方式，此外还有蓝牙/IP/地磁场等手段，对于他们的优缺点，我们汇总如下：
AGPS利用网络，首先将基站定位或者WIFI定位获得的大概位置发到远程服务器，由服务器进行查询和计算，得出这个位置下当前卫星信息，反馈给设备，设备就可以直接用这些信息来接受卫星信号，不用等待漫长的卫星轨道信息广播完毕后，才能知道卫星的位置，大大缩短搜星时间。GPS解决方案的优势主要体现在其定位精度上，在室外等空旷地区，其精度在正常的GPS工作环境下，可以达到10米左右，堪称目前定位精度最高的一种定位技术。该技术的另一优点为：首次捕获GPS信号的时间一般仅需几秒，不像GPS的首次捕获时间可能要2～3分钟。
| 定位方法 | 场景 | 精度 | 开发者实现方式 |
|---|---|---|---|
| GPS | 室外或窗边，初次定位需要若干秒锁定等待时间 | 一般情况下10M内，高楼边和高架下面100M内 | 芯片实现，系统API提供，开发者直接调用。 |
| 基站定位 | 可以打电话的地方 | 几百米 | 系统API提供基站ID获取接口，开发者自行维护基站数据库，自行查询推算位置。 |
| WIFI定位 | 有WIFI覆盖的地方 | 几米到几十米均可能，取决于部署密度。 | 系统API提供周围WIFI的mac地址获取接口，开发者自行维护mac数据库，自行查询推算位置。 |
| IP定位 | 所有能上网的手机 | 如果连宽带上网，且宽带IP稳定，则几十米到几百米，否则只能到城市级，在漫游时IP会发生错误。 | 开发者需要部署一个服务端，在服务端得到手机设备联网的公网ip，并且自行维护一个ip数据库，查询推算位置。 |
| 蓝牙定位 | 有iBeacon部署的区域 | 5-10M左右，取决于部署密度 | 系统API提供周围蓝牙信标的设备ID获取接口，开发者自行维护ibeacon数据库，自行查询推算位置。 |
| 磁场定位 | 任意区域。 | 室内磁场分布多样的区域可达到3M，否则就会变差。 | 系统API提供磁场强度获取接口，开发者自行维护磁场数据库，自行查询推算位置。注意磁场强度的绝对定位能力弱，须配合WIFI和Ibeacon等绝对定位方式 |
生产实际中，还是建议使用第三方的定位SDK，比如国内的百度、高德等地图厂商自行实现了定位SDK，该定位SDK的作用就是通过系统接口读取到原始定位信息，然后借助于各家自行部署维护的数据库，查询到当前扫描到的基站、WIFI的位置，最终计算出更准确的定位结果，通过SDK的接口，返回给开发者。这么做的好处，在于能够让app的定位能力脱离对手机系统的依赖。
定位偏移问题
做过LBS App应用的移动端人员应该都遇见过定位不准或者说坐标便宜的问题，App通过系统级的函数获取的坐标，放到百度地图或者高德地图上，会发现他们显示的位置信息是不一致的。
通过系统底层获取的坐标系是国际坐标系WGS-84(World GEodetic System 1984)，是为GPS全球定位系统的使用而建立的坐标系统。
GCJ-02是由中国国家测绘局制定的地理信息系统的坐标系统，其是对经纬度数据(WGS-84)的加密算法，即加入随机的偏差。不同的电子地图服务提供商有不同的坐标系，例如，Google、高德地图使用的是同一套坐标系，而百度、腾讯又是使用的另一套坐标系，解决这个问题最简单的办法就是尽量使用相同的坐标系，当然有时候迫不得已的话，也可以进行坐标系的转化。腾讯就提供这样的服务。
确定功能需求
了解了定位相关的知识，那些都是移动端的同事需要关心的，现在我们要去考虑服务端的东西了。
假设我们先要开发一个打车APP，APP有司机端和用户端，用户提供自己的定位，需要获取到附近的司机信息，司机需要由近到远排序，并显示距离，没错这个就是嘀嘀打车等APP的其中一个小功能。
可能的技术方案
排除一些不通用和难以实现的技术，我们罗列出以下几种方案：
- 基于MySQL数据库
- 采用GeoHash索引，基于MySQL
- MySQL空间存储（MySQL Spatial Extensions）
- 使用Redis存储地理位置信息
- 使用MongoDB存储地理位置信息
文章同步发布在博客，LBS-查找附近的人-地理坐标定位详解
请看下篇
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