GPS、基站、IP定位的区别及其应用方向

在手机、电脑等电子设备与我们如影随形的今天，有多少种定位方式可以了解到“我们在哪”，谁拥有了解我们位置的权限，以及不同定位方式的区别到底是什么？

相信不少人有这样的疑问：公安、消防、医院部门是怎么准确定位嫌疑人、受害者和病人的？APP是如何根据所在位置进行广告投放的？下文我们将通过介绍GPS、基站、IP定位3种不同的定位原理以及他们的区别来帮你搞清楚这些问题。

一、基站定位

基站与信号塔

首先，我们先介绍一下基站。基站包括移动、联通和电信基站，当手机开机、关机、切换基站时都会向最近最优基站赋权。其主要功能是负责用户手机端信号传出工作，包括语音通话、网络访问等各项业务。

这里我们特别强调一个误区，很多人会误以为基站就是信号塔。从专业角度来看，基站是由一套通讯设备组成的末端网络。包括移动交换中心、基站控制器、无线网络控制器等组成的一个有机整体。信号塔主要用于安装基站中的天线，信号塔越高，天线信号覆盖的范围越广。信号塔起到的作用只是提供高度，作为基站天线的延伸和固定。

简单地说，基站并不是信号塔，而是信号塔下面的那个小屋子。

基站定位

基站定位也称“LBS”定位，全称是Location Based Service，基站可以根据移动设备获取用户所在的地理位置，并在此基础上提供相关的信息服务。运营商蜂窝基站的位置是固定的，通过接收一个或多个基站信号终端，根据信号强度以及基站位置推断用户位置。

优点：LBS定位的优势是方便、成本低，因为它是通过现有的基站进行定位的。理论上说，只要计算三个基站的信号差异，就可以判断出该设备所在的位置。只要用户手机处于移动通信网络的有效范围之内，就可以进行位置定位，不受天气、高楼、位置等影响。适合室内定位、个人定位等长时间在室内工作、学习且设备供电充足的情况。
缺点：这种基站定位的方法，在没有基站的位置上，误差范围会比较大，通过计算基站信号差异得到的位置坐标明显低于GPS定位精度（定位精度在500-5000米）。并且有些地方没有基站是不能实现定位功能的，如果超出手机服务范围，或者周围基站数量不足则无法定位。由于对手机以及对环境要求较高，基站定位不适用于野外或者汽车定位。

二、GPS定位

GPS定位是什么

GPS定位，全球卫星定位系统(Global Positioning System)。最初的GPS计划是在美国联合计划局的领导下制定的，该方案将24颗卫星放置在互成1200的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6-9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。1988年又进行了修改：21颗工作卫星和3颗备用卫星工作在互成600的6个轨道上。这也是目前GPS卫星所使用的工作方式。一般来说，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，（一般国内可以接收到6-10颗卫星）以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。

优点： GPS定位优势精确，只要能接收到4颗卫星的定位信号，就能进行误差在5-10米以内的定位。 GPS定位很好地保证了信号，因为接收器随时至少被四颗卫星覆盖。另外，由于卫星处于较高的位置，排除了卫星时钟和大气干扰等因素，精度也保证在几米到几十米之间。

缺点：GPS设备的成本较高且受天气和位置的影响很大。天气不好或者在高架桥、树荫下、高层建筑旁边的角落、地下车库、露天下层车库，GPS的定位会受到相当大的影响。因此，GPS对室内定位并不友好，在室内使用GPS定位装置时，存在找不到卫星的问题，另外，GPS模块为了可以寻找到卫星信号而不停地工作，更加剧了电池的耗损。

GPS和基站定位的区别

我们可以通过一张图来更好地了解GPS和基站定位。

基站定位是根据看到的通信铁塔为基准进行的定位。根据信号方向、强弱、信号传递时间等要素，可以交汇得出手机的概略位置。而GPS定位是手机接收卫星信号通过交付计算进行的定位。手机GPS接收器根据4颗卫星信号的不同方向、信号到达时间，交汇计算出自己当前位置的经纬度和海拔高度。

三、IP定位

IP地址是什么

IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道对方的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。

当我们浏览网页或使用APP时，网络内部会通过内网传输到当地的服务器、地区的服务器、经过ISP（运营商，国内主要包括移动、电信、联通），再向下转发到网页或APP所在的服务器，以此来完成访问。因此，当我们访问网页时，ISP和网页的拥有者都会得知我们的IP地址。

每一个终端（包括手机、电脑等移动设备）都有IP地址，作为网络传输的终端地址，但IP地址存在共用的情况，即并非每一个移动设备都有独一无二的IP地址。简单来说，一个小区的IP地址可能是共用的，一个公司也可能共用一个IP地址。

IP定位

IP定位技术就是为确定IP设备地理位置所采用的技术，无需硬件设备支持，覆盖所有网络终端与智能设备。IP定位的基本原理是：利用IP设备的名字、注册信息或时延信息等来估计其地理位置。在IP定位系统或算法中,一般包括4个要素:定位服务器、测量节点、待定位节点和基础设施。近年来,基于地理位置的网络应用层出不穷,主要包括定向广告(targeted advertisement)、社交网络、网络安全、性能优化等。

基于上述IP地址的特性，我们可以总结出IP定位的优缺点。

优点：方便，应用广泛，不涉及隐私。IP地址的数据源是公开的，使用方便，不涉及隐私；无需硬件设备支持，覆盖所有网络终端和智能设备；定位不会因为设备，天气、地理位置等外界因素，影响最终的结果，此外，IP定位返回结果不仅包括地理位置信息，还可以同时返回应用场景、经纬度、运营商等多维度数据。

缺点：数据源存在变动情况，需要及时更新。

看完了GPS、基站、IP定位的原理及其优缺点，我们进入最后一个部分——应用场景。也就是回答我们最初提出的问题：到底谁能知道“我在哪”？

基站定位限制性较大，价格较高。数据来源包括移动人员内部提供以及移动运营商网络接口获取，但仅限于公安及已经授权的SPP运营商。该接口受严格监管，按量收费，且必须得到机主同意。

主要应用在急救中心、消防等领域，在接线员接到相关情况的电话时，可以通过基站进行人员的精准定位，疫情防控中所运用的行程码也是通过基站定位实现的。此外，运营商也可以基于基站进行相关应用服务。像中国移动动感地带提供的动感位置查询服务;谷歌手机地图等各类手机地图软件中的粗略定位;和GPS配合产生的A-GPS等等都是基站定位的应用。

相比于基站，在用户授权的前提下，GPS的应用范围更大，可选择性更强。当我们下载APP时，平台会发出弹窗是否对当前位置进行授权，如果选择确定，则相关企业就拥有了GPS定位的权限。地图、网约车、外卖、快递等行业，都是依赖GPS来完成定位和服务的。此外，GPS在测量、救援、农业生产、军事等领域也有不容小觑的作用。

总体而言，IP定位是我们日常生活中接触最多、最方便的。由于IP分配时，所在区域的IP地址可能是共用的，因此IP定位并不涉及用户个人，可以保证用户的隐私。当我们对网页、APP进行访问时，相关企业可以通过访问记录获取浏览者的IP地址，并依据IP地址划分用户所在区域（并不涉及用户个人位置）。APP进行的广告智能推送、天气预报、新闻资讯的推送都是基于IP定位完成的，甚至在我们打游戏时，厂商为了避免游戏卡顿，会基于玩家的IP地址进行较近的流量分配，保证游戏通畅性。

此外，IP地址定位也被应用到多个领域，比如网络安全行业、银行以及公安等。企业可以通过禁止一些高危地区或者代理商的IP地址访问，来保证当前设备安全；在金融、游戏行业中，在用户登录手机银行时，银行方可以通过IP、GPS完成异地业务、异地登录的交叉核验，保证用户的业务安全；在一些电影中，我们看到当不法分子在互联网上留下访问记录时，公安部门通过追踪IP地址，完成嫌疑人抓捕，也是通过IP定位来实现的。