在手机上打开地图APP，几秒钟就可以在地图上定位到当前位置。这短短的几秒钟有多少科技含量，我们逐步拆解。
常用定位技术
现在使用规模较大的定位技术有6种，我分成了两大类
- 卫星定位。包括GPS、AGPS、Glonass、北斗。
- 地面辅助定位。包括基站定位、WiFi辅助定位。
最新的iPhone手机支持GPS、AGPS、Glonass、基站、WiFi辅助5种定位方式，北斗定位现在仅限中国军方使用。
定位基本原理
把地球看成一个理想的空间球体，想把某点位置描述出来，需要做两件事
- 给地球建立一个空间坐标系，确定原点、XYZ三个轴
- 测量该点到三个轴面的距离，或者测量该点切面与两个面的夹角、该点到原点的直线距离。现在的通用方法是后者，即确定经纬度和高度。
由于地球实际的地质条件，第2步无法直接测量。有三种间接方式：
- 当我们已知地面上其他三点的坐标以及到这三点的距离，可以通过三个方程式解出当前坐标，这是地面辅助定位的原理。由于大部分基站位置和WiFi热点位置存储在网上，所以地面辅助定位需要联网。只要能探测到WiFi信号而不需要连接，就可以使用WiFi辅助定位。
- 当我们已知太空中三个点的坐标以及到三个点的距离，也可以解出当前坐标，这是卫星定位的原理。卫星定位过程中，地面定位器只接收卫星信号，不发送任何信息。
- 卫星定位的技术冷启动过程长达几分钟，主要时间消耗在搜索卫星信号上，如果能把当前大致位置传到网上，缩小搜索卫星范围、得到卫星的角度频率等信息，能大幅度加快搜星过程。这就是AGPS定位原理。
综上所述，定位的基本原理是：建立坐标系，利用参考坐标点进行方程式辅助定位。
建立坐标系
由于地球是一个不规则的椭球，椭球的形状、大小、球心可以有多种方案，以地球质量中心为球心的坐标方案称为地心坐标系，球心与地心不一致的方案称为参心坐标系或非地心坐标系。每个坐标系测出的经纬度都不完全一致。参心坐标系是基本测图和常规大地测量的基础，地心坐标系是为了满足远程武器和航空航天技术建立的，我国曾经用过四个地心坐标系。
现在GPS和手机定位使用的基础坐标系是1984年为GPS系统建立的WGS84地心坐标系。WGS84的z轴指向国际时间局BIH1984定义的协议地球极北极，x轴是零度子午面和赤道的交叉线，y轴按照右手规则确定。
参考坐标点的坐标和距离
参考坐标点三种：基站、WiFi热点、卫星。
基站。基站位置是固定的，运营商建立基站时可以依据专业地图数据确定基站坐标。当基站网络覆盖到一定密度后，手机可以同时搜索到至少三个基站的信号，同时根据基站信号的强弱，大致估计出距离基站的远近。
WiFi热点。WiFi辅助定位技术最早是Google提出来的，因为全世界绝大多数的WiFi热点位置是固定的，而且每个热点都有独一无二的MAC地址，每个WiFi的信号范围只有几十米。如果能收集到世界上足够多WiFi的坐标位置，就可以把WiFi按照基站原理进行定位了。Google和其他公司用了很多方式来收集WiFi位置信息，这里不详细展开了。
卫星。Glonass是俄罗斯开发的卫星定位系统，北斗是中国开发的卫星定位系统，原理都和GPS类似，这里以GPS为例解释卫星定位。
GPS系统起源于1958年美国的军方项目，一直到1994才稳定运行，耗资数百亿美元。整个系统是由太空的24颗绕地卫星和地面控制部分组成的，地球上的任何位置任何时间都可以一次性接收到至少4颗卫星的信号。
GPS卫星每时每刻都在不辞辛苦地发送信号，信号内容包括星历数据和卫星时间戳。GPS接收器接收到星历数据后，可以计算出卫星坐标，通过接收时间戳和发送时间戳的差值，可以计算出距离。
这里引入了一个新概念——星历，星历是天体运行随时间而变的精确位置或轨迹表，它是时间的一个函数。卫星的轨迹会变化，星历数据是地面控制中心通过天文观测把预测数据输入到卫星中的。预测准确度和输入频率一直是定位技术优化的一部分。
每个GPS卫星上都有一个铯原子钟，保证时间运行的稳定，也会定期与地球做校准。
上述只是一个基本框架，手机定位技术的细节非常复杂，是上述几种方式结合起来得到的结果。手机定位技术的门槛比较高，大部分APP都是使用了地图供应商的开放接口来做定位。
以上内容全部来自网络公开信息，参考了以下文章：
高德定位API
百度定位API
百度定位技术详解
GPS定位原理
有关卫星星历和误差的认识
各种定位原理详解
常用大地坐标系的分析比较
大地坐标系
GPS定位
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