位置服務已經成爲越來越熱的一門技術，也將成爲以後所有移動設備（智能手機、掌上電腦等）的標配。隨着人們對BLS(Based Location Serices，基於位置的服務)需求的飛速增長，無線定位技術也越來越得到重視。AGPS（Assisted GPS，A-GPS，網絡輔助GPS）定位技術結合了GPS定位和蜂窩基站定位的優勢，藉助蜂窩網絡的數據傳輸功能，可以達到很高的定位精度和很快的定位速度，在移動設備尤其是手機中被越來越廣泛的使用。本文以GSM網絡輔助GPS定位爲例對AGPS的定位原理進行簡單介紹。
AGPS定位基本機制
根據定位媒介來分，定位技術基本包含基於GPS的定位和基於蜂窩基站的定位兩類（閱讀本文前，建議先閱讀《GPS定位基本原理淺析》和《GSM蜂窩基站定位基本原理淺析》兩篇文章）。GPS定位以其高精度得到更多的關注，但是其弱點也很明顯：一是硬件初始化（首次搜索衛星）時間較長，需要幾分鐘至十幾分鍾；二是GPS衛星信號穿透力若，容易受到建築物、樹木等的阻擋而影響定位精度。AGPS定位技術通過網絡的輔助，成功的解決或緩解了這兩個問題。對於輔助網絡，有多種可能性，以GSM蜂窩網絡爲例，一般是通過GPRS網絡進行輔助。
如上圖所示，直接通過GPS信號從GPS獲取定位所需的信息，這是傳統GPS定位的基本機制。AGPS中，通過蜂窩基站的輔助來解決或緩解上文提到的兩個問題：
對於第一個問題，首次搜星慢的問題，根據《GPS定位基本原理淺析》一文的介紹，我們知道是因爲GPS衛星接收器需要進行全頻段搜索以尋找GPS衛星而導致的。在AGPS中，通過從蜂窩網絡下載當前地區的可用衛星信息（包含當地區可用的衛星頻段、方位、仰角等信息），從而避免了全頻段大範圍搜索，使首次搜星速度大大提高，時間由原來的幾分鐘減小到幾秒鐘。
對於第二個問題，GPS衛星信號易受干擾的問題，這是由GPS衛星信號本身的性質決定的，我們無法改變。但是APGS中，通過蜂窩基站參考GPS的輔助，或是藉助GSM定位中Cell-ID定位（COO定位）方法的輔助，緩解了在GPS信號不良的情況下定位的問題，有效提高了在此情況下的定位精度。
AGPS定位基本流程
1.搜索衛星
AGPS定位仍然是基於GPS的，因此定位的首要步驟還是先搜索到當前地區的可用GPS衛星。在傳統GPS定位中需要全頻段搜索以找到可用衛星因而耗時較長，而AGPS通過網絡直接下載當前地區的可用衛星信息，從而提高了搜星速度。同時，也減小了設備的電量消耗。
如上圖所示,AGPS中從定位啓動到GPS接收器找到可用衛星的基本流程如下：
（1）設備從蜂窩基站獲取到當前所在的小區位置（即一次COO定位）
（2）設備通過蜂窩網絡將當前蜂窩小區位置傳送給網絡中的AGPS位置服務器
（3）APGS位置服務器根據當前小區位置查詢該區域當前可用的衛星信息（包括衛星的頻段、方位、仰角等相關信息），並返回給設備
（4）GPS接收器根據得到的可用衛星信息，可以快速找到當前可用的GPS衛星
至此，GPS接收器已經可正常接收GPS信號，GPS初始化過程結束。AGPS對定位速度的提高就主要體現在此過程中。
2.計算位置
GPS接收器一旦找到四顆以上的可用衛星，就可以開始接收衛星信號實現定位。接下來的過程根據位置計算所在端的不同，通常有兩種方案：在移動設備端進行計算的MS-Based方式和在網絡端進行計算的MS-Assisted方式。
MS-Based方式中，接下來過程與傳統GPS定位完全相同，GPS接收器接收原始GPS信號，解調並進行一定處理，根據處理後的信息進行位置計算，得到最終的位置座標。
MS-Assisted方式中，解調並處理後，接下來的過程如下圖所示:
（5）設備將處理後的GPS信息（僞距信息）通過蜂窩網絡傳輸給AGPS位置服務器
（6）AGPS服務器根據僞距信息，並結合其他途徑（蜂窩基站定位、參考GPS定位等）得到的輔助定位信息，計算出最終的位置座標，返回給設備。
在此過程中可以看到，在使用MS-Assisted方式時，由於輔助定位信息的加入，可以取得更高的定位精度；同時，可以很大程度上克服弱GPS信號情況下的無法定位或精度降低的問題；將複雜計算轉移到網絡端，也可以很大程度上減小設備的電量消耗。
AGPS定位優劣分析
與傳統GPS定位相比，APGS定位有如下的優勢：
首次搜星速度快
有效減少設備的電量消耗
對於採用MS-Assisted方式的AGPS系統而言，除了以上優勢外，還有：
定位精度更高
緩解弱GPS信號情況下無法定位或精度降低的問題
對移動設備的計算能力要求更低
當然，AGPS也有一定的限制：
必須有蜂窩網絡（GRRS/EDGE/CDMA等）的支持用以數據傳輸，對一般用戶而言可能需要爲此支付一定的數據流量費用
必須有AGPS位置服務器的支持
與GPS一樣，仍無法完美解決室內（室內無法接收GPS信號）定位的問題
AGPS定位技術的實際應用情況
因爲AGPS需要網絡支持，因此目前使用該技術的大部分設備爲手機。
1.目前大部分支持AGPS的手機採用一種純軟件的AGPS方案。
該方案基於MS-Based位置計算方式。具體的方案爲：
定期下載星曆數據到手機中，手機中的AGPS軟件會根據星曆信息計算出當前位置的可用衛星信息，從而提供給設備用於快速搜星。用戶可以選擇通過WiFi、固網等免費網絡定期更新星曆數據，從而避免使用蜂窩網絡產生的數據流量費用。當然，由於星曆信息可能存在延遲，因此搜星時速度可能有所下降，但是仍然會比傳統GPS定位快很多倍。
該方案的優點是純軟件，不需要專門的AGPS硬件，幾乎所有GPS手機都可以使用；同時用戶可以根據情況指定星曆更新週期及更新方式，控制或減免蜂窩網絡數據流量。
HTC的大部分AGPS手機都採用這種方案。如下圖爲HTC手機中用於更新衛星信息的“快速GPS”軟件。
2.部分運營商的AGPS方案中，實施了在無GPS信號時自動切換到GSM蜂窩基站Cell-ID定位的措施，從而一定程度上解決了室內定位的問題。
如中國移動的OMA AGPS方案。
3.世界範圍內一些AGPS芯片或相關服務已經廣泛使用。
SiRF公司的AGPS芯片提供了硬件層次上的AGPS方案。
U-Blox的AssistNow A-GPS服務提供了AssistNow Online(在線AssistNow)和AssistNow OffLine(離線AssistNow)兩種易用的AGPS方案。實際上這兩種方案分別就是MS-Assisted和MS-Based兩種定位計算方式的實現。
u-blox在線AssistNow系統組成。
u-blox離線AssistNow系統組成。
4.國內電信運營商的AGPS方案
中國移動正在制訂的A-GPS方案基於OMA的SUPL規範，是一種用戶平面的解決方案。
中國聯通提供的gpsOne是MS-Assisted方式的A-GPS定位方案，也基於用戶平面方式，目前只用於CDMA網絡。
要了解二者的詳細信息，請自行Google。下面僅列出幾個可能有用的鏈接。
中國移動AGPS 技術引入策略
中國移動終端A-GPS技術規範3.0
2008-2009年中國移動位置服務(LBS)研究諮詢報告
淺析 CDMA 移動通信網絡下定位功能的實現
GPS定位、GSM蜂窩基站定位、AGPS定位是目前最流行的三種定位方式。AGPS定位基於GPS，卻又藉助蜂窩網絡避免了GPS定位的兩大軟肋，無疑是最具競爭力的一種定位方案。隨着3G時代的到來，BLS業務已成爲各大運營商的必爭之地，這其中，AGPS方案絕對是競爭中很重要的一部分。希望本文能讓你對AGPS技術有一個大致的瞭解。
AGPS定位基本機制
根據定位媒介來分，定位技術基本包含基於GPS的定位和基於蜂窩基站的定位兩類（閱讀本文前，建議先閱讀《GPS定位基本原理淺析》和《GSM蜂窩基站定位基本原理淺析》兩篇文章）。GPS定位以其高精度得到更多的關注，但是其弱點也很明顯：一是硬件初始化（首次搜索衛星）時間較長，需要幾分鐘至十幾分鍾；二是GPS衛星信號穿透力若，容易受到建築物、樹木等的阻擋而影響定位精度。AGPS定位技術通過網絡的輔助，成功的解決或緩解了這兩個問題。對於輔助網絡，有多種可能性，以GSM蜂窩網絡爲例，一般是通過GPRS網絡進行輔助。
如上圖所示，直接通過GPS信號從GPS獲取定位所需的信息，這是傳統GPS定位的基本機制。AGPS中，通過蜂窩基站的輔助來解決或緩解上文提到的兩個問題：
對於第一個問題，首次搜星慢的問題，根據《GPS定位基本原理淺析》一文的介紹，我們知道是因爲GPS衛星接收器需要進行全頻段搜索以尋找GPS衛星而導致的。在AGPS中，通過從蜂窩網絡下載當前地區的可用衛星信息（包含當地區可用的衛星頻段、方位、仰角等信息），從而避免了全頻段大範圍搜索，使首次搜星速度大大提高，時間由原來的幾分鐘減小到幾秒鐘。
對於第二個問題，GPS衛星信號易受干擾的問題，這是由GPS衛星信號本身的性質決定的，我們無法改變。但是APGS中，通過蜂窩基站參考GPS的輔助，或是藉助GSM定位中Cell-ID定位（COO定位）方法的輔助，緩解了在GPS信號不良的情況下定位的問題，有效提高了在此情況下的定位精度。
AGPS定位基本流程
1.搜索衛星
AGPS定位仍然是基於GPS的，因此定位的首要步驟還是先搜索到當前地區的可用GPS衛星。在傳統GPS定位中需要全頻段搜索以找到可用衛星因而耗時較長，而AGPS通過網絡直接下載當前地區的可用衛星信息，從而提高了搜星速度。同時，也減小了設備的電量消耗。
如上圖所示,AGPS中從定位啓動到GPS接收器找到可用衛星的基本流程如下：
（1）設備從蜂窩基站獲取到當前所在的小區位置（即一次COO定位）
（2）設備通過蜂窩網絡將當前蜂窩小區位置傳送給網絡中的AGPS位置服務器
（3）APGS位置服務器根據當前小區位置查詢該區域當前可用的衛星信息（包括衛星的頻段、方位、仰角等相關信息），並返回給設備
（4）GPS接收器根據得到的可用衛星信息，可以快速找到當前可用的GPS衛星
至此，GPS接收器已經可正常接收GPS信號，GPS初始化過程結束。AGPS對定位速度的提高就主要體現在此過程中。
2.計算位置
GPS接收器一旦找到四顆以上的可用衛星，就可以開始接收衛星信號實現定位。接下來的過程根據位置計算所在端的不同，通常有兩種方案：在移動設備端進行計算的MS-Based方式和在網絡端進行計算的MS-Assisted方式。
MS-Based方式中，接下來過程與傳統GPS定位完全相同，GPS接收器接收原始GPS信號，解調並進行一定處理，根據處理後的信息進行位置計算，得到最終的位置座標。
MS-Assisted方式中，解調並處理後，接下來的過程如下圖所示:
（5）設備將處理後的GPS信息（僞距信息）通過蜂窩網絡傳輸給AGPS位置服務器
（6）AGPS服務器根據僞距信息，並結合其他途徑（蜂窩基站定位、參考GPS定位等）得到的輔助定位信息，計算出最終的位置座標，返回給設備。
在此過程中可以看到，在使用MS-Assisted方式時，由於輔助定位信息的加入，可以取得更高的定位精度；同時，可以很大程度上克服弱GPS信號情況下的無法定位或精度降低的問題；將複雜計算轉移到網絡端，也可以很大程度上減小設備的電量消耗。
AGPS定位優劣分析
與傳統GPS定位相比，APGS定位有如下的優勢：
首次搜星速度快
有效減少設備的電量消耗
對於採用MS-Assisted方式的AGPS系統而言，除了以上優勢外，還有：
定位精度更高
緩解弱GPS信號情況下無法定位或精度降低的問題
對移動設備的計算能力要求更低
當然，AGPS也有一定的限制：
必須有蜂窩網絡（GRRS/EDGE/CDMA等）的支持用以數據傳輸，對一般用戶而言可能需要爲此支付一定的數據流量費用
必須有AGPS位置服務器的支持
與GPS一樣，仍無法完美解決室內（室內無法接收GPS信號）定位的問題
AGPS定位技術的實際應用情況
因爲AGPS需要網絡支持，因此目前使用該技術的大部分設備爲手機。
1.目前大部分支持AGPS的手機採用一種純軟件的AGPS方案。
該方案基於MS-Based位置計算方式。具體的方案爲：
定期下載星曆數據到手機中，手機中的AGPS軟件會根據星曆信息計算出當前位置的可用衛星信息，從而提供給設備用於快速搜星。用戶可以選擇通過WiFi、固網等免費網絡定期更新星曆數據，從而避免使用蜂窩網絡產生的數據流量費用。當然，由於星曆信息可能存在延遲，因此搜星時速度可能有所下降，但是仍然會比傳統GPS定位快很多倍。
該方案的優點是純軟件，不需要專門的AGPS硬件，幾乎所有GPS手機都可以使用；同時用戶可以根據情況指定星曆更新週期及更新方式，控制或減免蜂窩網絡數據流量。
HTC的大部分AGPS手機都採用這種方案。如下圖爲HTC手機中用於更新衛星信息的“快速GPS”軟件。
2.部分運營商的AGPS方案中，實施了在無GPS信號時自動切換到GSM蜂窩基站Cell-ID定位的措施，從而一定程度上解決了室內定位的問題。
如中國移動的OMA AGPS方案。
3.世界範圍內一些AGPS芯片或相關服務已經廣泛使用。
SiRF公司的AGPS芯片提供了硬件層次上的AGPS方案。
U-Blox的AssistNow A-GPS服務提供了AssistNow Online(在線AssistNow)和AssistNow OffLine(離線AssistNow)兩種易用的AGPS方案。實際上這兩種方案分別就是MS-Assisted和MS-Based兩種定位計算方式的實現。
u-blox在線AssistNow系統組成。
u-blox離線AssistNow系統組成。
4.國內電信運營商的AGPS方案
中國移動正在制訂的A-GPS方案基於OMA的SUPL規範，是一種用戶平面的解決方案。
中國聯通提供的gpsOne是MS-Assisted方式的A-GPS定位方案，也基於用戶平面方式，目前只用於CDMA網絡。
要了解二者的詳細信息，請自行Google。下面僅列出幾個可能有用的鏈接。
中國移動AGPS 技術引入策略
中國移動終端A-GPS技術規範3.0
2008-2009年中國移動位置服務(LBS)研究諮詢報告
淺析 CDMA 移動通信網絡下定位功能的實現
GPS定位、GSM蜂窩基站定位、AGPS定位是目前最流行的三種定位方式。AGPS定位基於GPS，卻又藉助蜂窩網絡避免了GPS定位的兩大軟肋，無疑是最具競爭力的一種定位方案。隨着3G時代的到來，BLS業務已成爲各大運營商的必爭之地，這其中，AGPS方案絕對是競爭中很重要的一部分。希望本文能讓你對AGPS技術有一個大致的瞭解。
