android中几种定位方式详解

BennuCTech

发布于 2021-12-10 14:43:48

5.6K0

发布于 2021-12-10 14:43:48

文章被收录于专栏：BennuCTechBennuCTech

目前，移动端大致通过三种方式来进行设备定位：GPS、基站、wifi。本文就详细的讲解一下这几种定位方式和实现方法。

前言

android中我们一般使用LocationManager来获取位置信息，这里面有四中provider：

public static final String NETWORK_PROVIDER = "network";
public static final String GPS_PROVIDER = "gps";
public static final String PASSIVE_PROVIDER = "passive";
public static final String FUSED_PROVIDER = "fused";

其中fused已经被废弃了，其它三种区别如下：

（1）GPS_PROVIDER：通过 GPS 来获取地理位置的经纬度信息；优点：获取地理位置信息精确度高；缺点：只能在户外使用，获取经纬度信息耗时，耗电；

（2）NETWORK_PROVIDER：通过移动网络的基站或者 Wi-Fi 来获取地理位置；优点：只要有网络，就可以快速定位，室内室外都可；缺点：精确度不高；

（3）PASSIVE_PROVIDER：被动接收更新地理位置信息，而不用自己请求地理位置信息。

PASSIVE_PROVIDER 返回的位置是通过其他 providers 产生的，可以查询 getProvider() 方法决定位置更新的由来，需要 ACCESS_FINE_LOCATION 权限，但是如果未启用 GPS，则此 provider 可能只返回粗略位置匹配；

我们通常使用gps和network这两种方式。

但是我们还可以通过其它方式获取位置信息，这篇文章就详细的讲解一下在android中几种获取定位的方式。

GPS定位

这个用的最普遍，可以获取上次定位，也可以监听变化，代码如下：

需要权限

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>

GPS定位

var locManager = getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE) as LocationManager
var loc = locManager.getLastKnownLocation(LocationManager.GPS_PROVIDER)
if(loc != null){
    Log.e("gpslocation", loc.toString())
    toast(loc.toString())
}
locManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 0, 0F, object : LocationListener{
    override fun onStatusChanged(provider: String?, status: Int, extras: Bundle?) {
    }
    override fun onProviderEnabled(provider: String?) {
    }
    override fun onProviderDisabled(provider: String?) {
    }
    override fun onLocationChanged(location: Location?) {
        Log.e("gpslocation", location.toString())
        toast(location.toString())
    }
})

NETWORK定位

与gps定位代码基本一致，只不过将provider改成LocationManager.NETWORK_PROVIDER

AGPS定位

实际上是将上面两种定位结合起来，具体原理如下：

AGPS手机首先将本身的基站地址通过网络传输到位置服务器；

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GPS的星历和方位俯仰角等）到手机；

该手机的AGPS模块根据辅助信息（以提升GPS信号的第一锁定时间TTFF能力）接收GPS原始信号；

手机在接收到GPS原始信号后解调信号，计算手机到卫星的伪距（伪距为受各种GPS误差影响的距离），并将有关信息通过网络传输到位置服务器；

位置服务器根据传来的GPS伪距信息和来自其他定位设备（如差分GPS基准站等）的辅助信息完成对GPS信息的处理，并估算该手机的位置;

位置服务器将该手机的位置通过网络传输到定位网关或应用平台。

我的理解就是通过网络位置和位置服务器判断出最佳的卫星，减少了获取卫星信号的时间。因为网络位置获取很快，所以可以减少整体的定位时间。

AGPS并不是一种定位方式，只是一种优化方案，代码与GPS一样，只不过在设置中将定位模式设成AGPS。

上面是android自带的定位方式，我们还可以获取一些原始信息（比如基站信息、wifi信息），通过公开的接口来获取位置信息。下面几种方式就是使用原始信息通过API来获取位置信息。

基站定位

通过TelephonyManager我们可以拿到基站信息，再通过相关的api接口就能得到经纬度，但是基站定位精度很差。

基站信息包含如下：

MCC，Mobile Country Code，移动国家代码（中国的为460）；
MNC，Mobile Network Code，移动网络号码（中国移动为00，中国联通为01）；
LAC，Location Area Code，位置区域码；
CID，Cell Identity，基站编号，是个16位的数据（范围是0到65535）。

拿到这个信息后，我们可以通过一些公开的api服务拿到经纬度，如下：

http://www.google.com/loc/json google的，post请求，好像停用了

http://www.cellocation.com/interfac/ 目前可用，是免费的

实例：

http://api.cellocation.com:81/cell/?mcc=460&mnc=1&lac=4301&ci=20986&output=json

{"errcode":0, "lat":"40.00598145", "lon":"116.48539734", "radius":"937", "address":"北京市朝阳区来广营地区东湖渠;溪阳东路与屏翠东路路口东70米"}

接口参数：

名称	类型	必填	说明
mcc	int	是	mcc国家代码：中国代码 460
mnc	int	是	mnc网络类型：0移动，1联通(电信对应sid)，十进制
lac	int	是	lac(电信对应nid)，十进制
ci	int	是	cellid(电信对应bid)，十进制
coord	string	否	坐标类型(wgs84/gcj02/bd09)，默认wgs84
output	string	否	返回格式(csv/json/xml)，默认csv

另外还有很多提供这种接口和数据的平台，自己搜索即可

代码如下：

需要权限

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_CARSE_LOCATION"/>

基站定位，这里只实现了GSM的，CDMA的有些许不同

val telManager = getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE) as TelephonyManager
if(telManager.cellLocation is GsmCellLocation) {
    val cellLoc = telManager.cellLocation as GsmCellLocation
    if (cellLoc != null) {
        val operator = telManager.networkOperator
        val mcc = operator.substring(0, 3).toInt()
        val mnc = operator.substring(3).toInt()
        val cid = cellLoc.cid
        val lac = cellLoc.lac

        var sb = StringBuilder("http://api.cellocation.com:81/cell/?")
        sb.append("mcc=")
        sb.append(mcc)
        sb.append("&mnc=")
        sb.append(mnc)
        sb.append("&lac=")
        sb.append(lac)
        sb.append("&ci=")
        sb.append(cid)
        sb.append("&output=json")
        Log.e("tellocation", sb.toString())

        doAsync {
            val result = URL(sb.toString()).readText()
            Log.e("tellocation", result)
        }
    }
}

WIFI定位

wifi定位是通过WifiManager拿到wifi的信息，主要是wifi的BSSID（即mac地址）。然后通过一些api查询经纬度，比如http://www.cellocation.com/interfac/

实例：

http://api.cellocation.com:81/wifi/?mac=00:87:36:05:5d:ea&output=json

{"errcode":0, "lat":"39.950008", "lon":"116.230049", "radius":"222", "address":"北京市海淀区四季青镇益园文创基地c区9号楼;南平庄中路与西平庄路路口西北561米"}

接口参数：

名称	类型	必填	说明
mac	int	是	WIFI热点的MAC地址(BSSID)
coord	string	否	坐标类型(wgs84/gcj02/bd09)，默认wgs84
output	string	否	返回格式(csv/json/xml)，默认csv

代码如下：

需要权限

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>

wifi定位

val wifiManager = applicationContext.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE) as WifiManager
if(wifiManager.isWifiEnabled) {
    var mac = wifiManager.connectionInfo.bssid
    if(TextUtils.isEmpty(mac)) {
        /**
         * 当未链接wifi时，可以使用扫描到的wifi列表中找一个信号强度最好的。这里没进行比较，直接使用第一个了
         * ScanReuslt有三个字段比较重要：SSID是wifi名称，BSSID是wifi的mac，level则是信号强度（负数）
         * 注意结果中同一个SSID可能会有多个，如果需要链接wifi可以通过信号强度过滤出最好的来链接
         */
        val scanlist = wifiManager.scanResults
        for(info in scanlist){
            Log.e("wifiinfo", info.toString())
        }
        if(scanlist.size > 0) {
            mac = wifiManager.scanResults[0].BSSID
        }
    }
    if(!TextUtils.isEmpty(mac)) {
        var sb = StringBuilder("http://api.cellocation.com:81/wifi/?")
        sb.append("mac=")
        sb.append(mac)
        sb.append("&output=json")
        Log.e("wifilocation", sb.toString())
        doAsync {
            val result = URL(sb.toString()).readText()
            Log.e("wifilocation", result)
        }
    }
}

混合定位

混合定位就是获取附近的wifi列表信息（包括信号强度）和附近的基站列表信息（包括信号强度），通过一些api获取经纬度。

这种方式相对于单一的基站和wifi定位要更精确一些。

获取附近的wifi列表在WIFI定位已经提到过了，通过WifiManager的getScanResults函数获取扫描到的wifi列表，其中level就是信号强度，可能需要做一下去重。

获取附近的基站列表则有些问题。

官方提供了一个方式，通过TelephonyManager的getNeighboringCellInfo函数获得，其中mRssi就是信号强度。

需要权限

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>

获取附近基站信息

val telManager = getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE) as TelephonyManager
val neighborCells = telManager.neighboringCellInfo
for(cell in neighborCells){
    //这里将rssi转化为dBm
    val level = -131 + 2 * cell.rssi
    Log.e("neighboringCellInfo", "cid:${cell.cid} lac:${cell.lac} rssi:$level")
}

但是实际使用时发现cid和lac都是-1。

检查NeighboringCellInfo的构造方法，如下：

  public NeighboringCellInfo(int rssi, String location, int radioType) {
        // set default value
        mRssi = rssi;
        mNetworkType = NETWORK_TYPE_UNKNOWN;
        mPsc = UNKNOWN_CID;
        mLac = UNKNOWN_CID;
        mCid = UNKNOWN_CID;


        // pad location string with leading "0"
        int l = location.length();
        if (l > 8) return;
        if (l < 8) {
            for (int i = 0; i < (8-l); i++) {
                location = "0" + location;
            }
        }
        // TODO - handle LTE and eHRPD (or find they can't be supported)
        try {// set LAC/CID or PSC based on radioType
            switch (radioType) {
                case NETWORK_TYPE_GPRS:
                case NETWORK_TYPE_EDGE:
                    mNetworkType = radioType;
                    // check if 0xFFFFFFFF for UNKNOWN_CID
                    if (!location.equalsIgnoreCase("FFFFFFFF")) {
                        mCid = Integer.parseInt(location.substring(4), 16);
                        mLac = Integer.parseInt(location.substring(0, 4), 16);
                    }
                    break;
                case NETWORK_TYPE_UMTS:
                case NETWORK_TYPE_HSDPA:
                case NETWORK_TYPE_HSUPA:
                case NETWORK_TYPE_HSPA:
                    mNetworkType = radioType;
                    mPsc = Integer.parseInt(location, 16);
                    break;
            }
        } catch (NumberFormatException e) {
            // parsing location error
            mPsc = UNKNOWN_CID;
            mLac = UNKNOWN_CID;
            mCid = UNKNOWN_CID;
            mNetworkType = NETWORK_TYPE_UNKNOWN;
        }
    }

可以看到只对GPRS和EDGE网络进行了处理，而3G、4G网络都是UNKNOWN_CID，即-1。说明这种方法不支持，已经过时。

官方还有另外一个方式，通过TelephonyManager的getAllCellInfo函数获得。这个函数要求minsdkverison必须在17及以上

需要权限

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>

获取基站信息，这里只处理了LTE网络的

val telManager = getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE) as TelephonyManager
val cells = telManager.allCellInfo
for(cell in cells){
    if(cell is CellInfoLte) {
        Log.e("celllist", "cid:${cell.cellIdentity.ci} lac:${cell.cellIdentity.tac} dbm:${cell.cellSignalStrength.dbm} isRegistered:${cell.isRegistered}")
    }
}

得到的信息如下：

E/celllist: cid:3912981 lac:4154 dbm:-87 isRegistered:true

E/celllist: cid:2147483647 lac:2147483647 dbm:-101 isRegistered:false

E/celllist: cid:2147483647 lac:2147483647 dbm:-102 isRegistered:false

E/celllist: cid:2147483647 lac:2147483647 dbm:-108 isRegistered:false

E/celllist: cid:2147483647 lac:2147483647 dbm:-101 isRegistered:false

其中第一个是我们正在使用的基站，可以看到正常的返回了信息，而其余的则返回默认的信息（Integer.MAX_VALUE）

说明这个方法也只能拿到当前使用的基站信息。而且据网上的说法，当使用2G网络，getAllCellInfo得到的是NULL。

这样目前没有更好的方式获取多个基站信息了。

当我们拿到附近的基站信息和wifi信息，可以通过http://www.cellocation.com/interfac/ 提供的混合定位接口查询位置信息，与上面类似，这里不细说了。

总结

一般情况下，我们使用系统提供的LocationManager即可获取位置信息，方便简单。如果我们有自己的基站或wifi信息库，也可以获取相关源信息通过接口来实现个性化服务。