技術討論 | 基於基站定位APP開發實錄
父母已經上了歲數，有時給他們手機打電話總是一直沒人接聽，搞得我很擔心，怕出現意外。於是決定自己開發一款定位用APP為他們保駕護航。考慮到耗電問題，放棄GPS定位，研究了下基站定位技術，雖然定位精度不及GPS，但對於我的需求是足夠的。
PS：本文僅用於技術討論與分享，嚴禁用於任何非法用途。
一、基站定位簡介
基站定位一般應用於手機使用者，手機基站定位服務又叫做移動位置服務（LBS——Location Based Service），它是通過電信移動運營商的網路（如GSM網）獲取移動終端使用者的位置資訊（經緯度座標）。
基站定位的原理為：行動電話測量不同基站的下行導頻訊號，得到不同基站下行導頻的TOA（Time of Arrival，到達時刻）或TDOA(Time Difference of Arrival，到達時間差)，根據該測量結果並結合基站的座標，一般採用三角公式估計演算法，就能夠計算出行動電話的位置。實際的位置估計演算法需要考慮多基站(3個或3個以上)定位的情況，因此演算法要複雜很多。一般而言，移動臺測量的基站數目越多，測量精度越高，定位效能改善越明顯。
二、開發思路
由於本次需求對定位精度要求不是特別高，就不採用多基點定位法了，本次採用單基點定位就可以了。單基點定位就是把與手機最新的基站認為手機的當前位置。
整個定位系統可以分為兩部分：APP部分和離線電子地圖。
下面我就詳細說明每部分的功能。
1.APP詳解。
APP以1分鐘為週期捕獲當前基站情報並存儲在檔案中，在一天結束的時候將當日的統計結果檔案傳送到指定郵箱中。
2，離線地圖詳解。
使用者手動從郵箱中下載當日的定位檔案，並手動匯入到離線地圖中，在地圖中標記出當日的行走軌跡。
三、開發過程
APP篇
APP介面如下。
APP機能中簡單的部分我就不介紹了，難點是如何獲得基站資訊。
本次需要獲得這些基站情報：網路型別、移動國家碼、行動網路碼、系統識別碼、網路識別碼、基站識別碼。
下面是獲得基站資訊的程式碼。
private String ReadCellInfo() {
TelephonyManager mTelephonyManager = (TelephonyManager) getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);
// 返回值MCC + MNC （注意：電信的mnc 對應的是 sid）
String operator = mTelephonyManager.getNetworkOperator();
if(operator!=null&&operator.length()==0){
return "手機無網路！";
}
int mcc = -1;
int mnc = -1;
if(operator!=null&&operator.length()>3){
mcc = Integer.parseInt(operator.substring(0, 3));
mnc = Integer.parseInt(operator.substring(3));
}
StringBuffer cellinfo = new StringBuffer();
//時間戳
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
long unixTime = calendar.getTimeInMillis();
int year = calendar.get(Calendar.YEAR) ;
int month = calendar.get(Calendar.MONTH)+1;
int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
int hour = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY); // 0-23
int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE);
int second = calendar.get(Calendar.SECOND);
String mytime ="";
mytime = String.format("%d%02d%02d %02d:%02d:%02d",year,month,day,hour,minute,second);
cellinfo.append(mytime).append(",");
//NetworkType
int type = mTelephonyManager.getNetworkType();
cellinfo.append(type +",");
//需要判斷網路型別，因為獲取資料的方法不一樣，
if(type == TelephonyManager.NETWORK_TYPE_CDMA// 電信cdma網
|| type == TelephonyManager.NETWORK_TYPE_1xRTT
|| type == TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EVDO_0
|| type == TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EVDO_A
|| type == TelephonyManager.NETWORK_TYPE_EVDO_B
|| type == TelephonyManager.NETWORK_TYPE_LTE){
// TIME,TYPE,MCC,MNC,SID,NID,BID
CdmaCellLocation cdma = (CdmaCellLocation) mTelephonyManager.getCellLocation();
if(cdma!=null){
//Mobile country code:移動國家碼
sb.append("MCC = " + mcc +"\n");
cellinfo.append(mcc +",");
// Mobile Network Code:行動網路碼
sb.append("MNC = " + mnc +"\n" );
cellinfo.append(mnc +",");
//System ID:系統識別碼
int sid = cdma.getSystemId();
sb.append("SID = " + sid +"\n");
cellinfo.append(sid +",");
// Network ID:網路識別碼
int nid = cdma.getNetworkId();
sb.append("NID = " + nid +"\n");
cellinfo.append(nid +",");
// Base Station ID:基站識別碼
int bid = cdma.getBaseStationId();
sb.append("BID = " + bid +"\n");
cellinfo.append(bid +",");
}else{
sb.append("can not get the CDMA CellLocation");
cellinfo.append("can not get the CDMA CellLocation");
}
}else if(type == TelephonyManager.NETWORK_TYPE_UNKNOWN){
cellinfo.append("電話卡不可用！");
}
String result = new String(cellinfo);
return result;
}
每一分鐘採集一次，並將統計的資訊按【取樣時間，網路型別、移動國家碼、行動網路碼、系統識別碼、網路識別碼、基站識別碼】格式輸出到檔案中，其中一行為一條情報。
以下為某日生成的部分檔案內容。
20180806 12:31:07,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:32:07,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:33:10,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:34:22,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:35:40,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:36:40,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:37:40,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:38:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:39:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:40:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:41:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:42:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:43:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:44:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:45:41,13,460,11,13858,13,8691, 20180806 12:46:42,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:47:42,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:48:42,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:49:42,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:50:42,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:51:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:52:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:53:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:54:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:55:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:56:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:57:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:58:43,13,460,11,13858,13,9000, 20180806 12:59:43,13,460,11,13858,13,8488, 20180806 13:00:44,13,460,11,13858,13,8488, 20180806 13:01:44,13,460,11,13858,13,8488, 20180806 13:02:44,13,460,11,13858,13,8488,
離線地圖篇
離線地圖最核心內容將基站情報轉換為基站的經緯度經度，再通過百度地圖API進行軌跡點描畫。
有很多網站會提供API可以獲得基站的經緯度資訊，但大部分都是收費的，好不容易找到了一家穩定且免費的API。
—————介面說明如下 —————
查詢全國移動聯通電信2G/3G/4G基站位置資料，收錄資料總量1.2億條
介面地址： ofollow" rel="nofollow,noindex" target="_blank">http://api.cellocation.com:81/cell/
請求方式： GET
請求示例： http://api.cellocation.com:81/cell/?mcc=460&mnc=1&lac=4301&ci=20986&output=xml
請求引數：
| 名稱 | 型別 | 必填 | 說明 |
|---|---|---|---|
| mcc | int | 是 | mcc國家程式碼：中國程式碼 460 |
| mnc | int | 是 | mnc網路型別：0移動，1聯通(電信對應sid)，十進位制 |
| lac | int | 是 | lac(電信對應nid)，十進位制 |
| ci | int | 是 | cellid(電信對應bid)，十進位制 |
| coord | string | 否 | 座標型別(wgs84/gcj02/bd09)，預設wgs84 |
| output | string | 否 | 返回格式(csv/json/xml)，預設csv |
返回資料格式：CSV
errcode,緯度,經度,精度半徑,地址
errcode
0: 成功
10000: 引數錯誤
10001: 無查詢結果
示例：
0,39.999024,116.476159,222,”北京市朝陽區望京街道北京市望京實驗學校(寶星分校);阜安路與巨集泰東街路口西231米”
————— 介面說明如下 結束 —————
最後，離線地圖描畫的最終效果如下圖所示。
四、結束語