综述

    Android 系统使用 GPS 和 网络定位（包括了基站信号和Wi-Fi信号）。通常来讲，GPS更精确，但是只适用于户外，同时耗电吓人，而且需要搜索卫星，因此不能及时返回定位信息。

系统定位面临的问题

会有以下原因导致定位不准：

*    多个位置来源

    *    GPS，基站，Wi-Fi 每一个都可以提供位置信息。决定使用哪一个，需要作出精度、返回速度和电量消耗，三者之间的权衡。

*    用户移动

    *    因为用户一直在移动，因此需要考量用户每次移动时，位置信息的重新估算。

*    变化的精度

    *    每一次位置信息，它的精度都是不同的。一个10秒钟前获得的位置，它的精度可能比最新一次获得的还要高（更可信）。

GPS定位原理

一个完全冷启动的GPS定位需要12分钟，热启动也需要几分钟。

GPS依赖两个因素来得到准确地位置：时间和空间。一颗GPS卫星向地球广播它的系统时间和自身精确的轨道数据（星历），他们还会广播其他卫星的近似轨道信息（历书，主要用于更快地找到其他卫星）。GPS一共有24颗卫星，这是为了保证全球任一地方任何时刻至少能看见4颗卫星，通过4个方程可以解出空间三维坐标和时间4个变量。而一颗卫星每30秒才广播一次，因此一个定位获得至少小30 * 4 = 2分钟。而要获得最精确的定位数据，则至少需要24个卫星的定位信息，一共就是12分钟。

A-GPS定位原理

A-GPS，Assisted GPS, 在原来的GPS定位上加上了辅助信息，以提高GPS定位速度（将达到秒级）。目前手机都是使用的该定位系统。

    1. 设备将本身的基站地址通过网络传输到位置服务器（运营商的服务器）

    2. 位置服务器根据该手机的大概位置传输与该位置相关的GPS辅助信息（包含了星历等）到手机，这样手机就不用等待卫星的广播星历了。

    3. 该手机的AGPS模块根据辅助信息接收GPS原始信号。

    4. 手机在接收到GPS原始信号后解调信号，算出定位。

    5. 手机回传定位信息给位置服务器，以方便位置服务器更新数据用于其他定位请求。

AGPS只是提升了GPS定位的效率，但是仍然无法解决GPS定位的缺点。

GPS定位有如下缺点：

* 只适用于户外，切跟天气有关

* 定位时间长。GPS模块一般支持冷启动和热启动两种模式。一般冷启动比热启动时间要长很多，信号如果足够好，使用 SiRF III 定位芯片，热启动需要15秒以内，冷启动需要42秒以内。在信号弱的情况下，更长。而满足热启动的条件如下：

* 上次关机前的实时位置信息（经纬度、高度）已知

* 当前时间、年历、星历已知

* 距离上次关机时间不超过4小时（时间过长则星历变化）

* 特别耗电。原因是，GPS 收集定位信息时的通信信道带宽只有50 bits per second(50 bps)。搜一颗卫星需要12-30秒，GPS芯片至少需要搜出4-5颗卫星后才能给出定位信息，如果所有卫星都搜完，则需要大概12分钟。还有个更主要的原因就是，如果 GPS 处于打开状态，则手机系统不能进入睡眠模式。https://www.quora.com/Battery-Life/Why-does-GPS-use-so-much-more-battery-than-any-other-antenna-or-sensor-in-a-smartphone

* 安卓系统运行时间太长，会有一些系统因素造成的bug。

基站定位原理：

    1. 利用手机附近的三个基站进行三角定位：

2. 第二种则是利用获取最近的基站信息，其中包括了基站id，location area code，mobile country code, mobile network code 和信号强度，将这些数据发送到响应服务商，在服务商的定位数据库中查询。谷歌查询地址：https://developers.google.com/maps/documentation/geolocation/intro，这些数据的主要来源：a. 主动采集，Google的街景拍摄车还有一个重要功能，就是采集沿途的无线信号，并打上通过GPS定位出的坐标回传至服务器。b. 用户提交，Android手机用户在开启 “使用无线网络定位” 时会提示是否允许Google的定位服务手机你梦地点数据

Wi-Fi定位原理：

同 “基站定位原理” 的第二点差不多，只是通过 Wi-Fi 的 MAC 地址去查询。

Wi-Fi定位比基站定位更准，原因在于基站信号覆盖范围广，数目少，而Wi-Fi信号范围只有几十米，而且热点多。但是目前随身Wi-Fi也越来愈多，因此服务器需要更好的算法来筛出无效数据。

我们为什么需要高德、谷歌等第三方位置服务

通过查看Android系统的定位api和相关文档，我们可以知道，Android系统定位提供两种 provider：GPS_PROVIDER和NETWORK_PROVIDER。GPS_PROVIDER 只使用 GPS，NETWORK_PROVIDER 只是用网络。缺点如下：

纯GPS定位十分地慢，而网络定位其实就是A-GPS，同样存在卫星信号很差的情况下，难以准确定位。

同时Android系统本身对收到的定位结果不做任何筛选和优化。

而且在实践中还发现不同手机使用的GPS芯片还不一样，导致Android定位api中的一些配置参数，芯片并不支持，因此应用层的行为变得不确定，例如即使设置了onLoacationChanged()回调频率，但是系统会忽略，回调频率依然很高。

而第三方位置服务，则通过提供位置数据库查询解决了问题1。通过本地的定位sdk中的各种融合算法解决了问题2和3。

Q: 既然谷歌定位服务那么好，为什么谷歌不把它集成到Android系统中？

A: Android系统应该是一个纯粹的系统，不应与任何服务绑定。同时集成到系统中就意味着开源，谷歌并不想开源这套定位算法。

什么是LOST定位？

LOST定位是Mapzen公司（已垮掉）开发的开源定位服务。它是完全基于Android系统定位api的，因此不存在隐私问题。源码我还没有看，但是可以确定应该就是在本地使用了一些优化策略。一些基本的策略可以在谷歌的官方定位策略指导中找到：https://developer.android.com/guide/topics/location/strategies。LOST定位无非就是策略上更优化一些。但是LOST定位并不提供服务器端的位置服务，因此准确性和快速性都无法与第三方位置服务相比。