LBS定位实现

本文介绍了一种基于基站信息进行定位的技术方法,详细解释了如何利用基站的Cell Identity和Location Area Code来获取地理位置坐标,并提供了使用C语言实现的具体代码示例。
    目前移动设备定位基本使用GPS的定位方式,使用基站定位的比较少,但是有些设备对定位要求不是很高或者需要节省掉gps芯片带来的成本,那么就可以考虑使用基站定位了。

     基站定位的原理很简单:就是访问Google服务器,告诉它我们的基站信息,服务器就会返回经纬度信息实现定位。那么我们只要知道基站信息是由什么组成的、如何组织Google服务器需要的基站信息,然后发送给Google服务器就好了。

    基站信息简单的说是由LAI(Location Area Identification) + CID(Cell Identity)组成的, LAI由(MCC +MNC+LAC)组成其中MCC全名Mobile Country Code,移动国家码,三位数,如中国为460。MNC全名Mobile Network Code,移动网络号,两位数。LAC全名Location Area Code,是一个2个字节长的十六进制BCD码(不包括0000和FFFE)。Cell Identity 小区码,同样是2个字节长的十六进制BCD码。我们只需要知道LAC和CID就可以完成定位。

    组消息发送给Google服务器时应注意要使用POST的方式向www.google.com/glm/mmap 提交请求内容,内容类型必须是Binary,其次内容格式是必须按照google规定的方式填充没什么好说的,注意网络字节序即可。

    在获取Google服务器返回的内容时,offset=7后的4个字节是latitude,offset=11后4个字节是longitude。

    下面是用C语言实现只依赖于C库很方便移植,本人在ARM平台及X86 linux下均测可用,同样可用于Android JNI。

/*
* Copyright(c) 2010-2015 Beck. All rights reserved.
*
* Function : get latitude and longitude using cell identity and location area code
* Author   : Beck <becklc@163.com>
*
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#define     HOSTNAME                    "www.google.com"
#define     RequestHttpHeader           "POST /glm/mmap HTTP/1.1\x0D\x0A"\
                                       "Content-Type: application/binary\x0D\x0A" \
                                       "Host: www.google.com\x0D\x0A" \
                                       "Content-Length: 55\x0D\x0A" \
                                       "Expect: 100-continue\x0D\x0A" \
                                       "Connection: Close\x0D\x0A\x0D\x0A"
#define     ContentLenFlag              "\x0D\x0A""Content-Length:\x20"
#define     SIZE_REQDATA            55
typedef struct {
    uint32_t cti;              /* Cell Identity */
    uint32_t lac;              /* Location Area Code */
    uint32_t mcc;              /* Mobile Country Code */
    uint32_t mnc;              /* Mobile Network Code */
} bsi_t;
typedef struct {
    bsi_t bsi;
    uint8_t reqdata[SIZE_REQDATA];
    double latitude;
    double longitude;
} infos_t;
static infos_t infos[1];
int is_little_endian()
{
    int i = 1;
    return (*( char *) &i == 1) ? 1 : 0;
}
static char *str2hex( const char *src, char *dec, int len)
{
    char *hex = "0123456789ABCDEF" ;
    char *ret = dec;
    int i = 0;
    if (NULL == src || NULL == dec)
        return NULL;
    for (i = 0; i < len; i++) {
        *ret++ = hex[((*(src + i) & 0xF0) >> 4) & 0x0F];
        *ret++ = hex[*(src + i) & 0x0F];
        *ret++ = ' ' ;
    }
    return ret = dec;
}
static int connect_to_server( const char *strhost, uint16_t port)
{
    struct hostent *host;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    int hsocket = -1;
    if ((host = gethostbyname(strhost)) == NULL) {
        printf ( "%s, gethostbyname error, %s\n" , __func__, strerror ( errno ));
        return -1;
    }
    if ((hsocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        printf ( "%s, socket error, %s\n" , __func__, strerror ( errno ));
        return -1;
    }
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(port);
    serv_addr.sin_addr = *(( struct in_addr *) host->h_addr);
    memset (&(serv_addr.sin_zero), 0x0, 8);
    if (connect(hsocket, ( struct sockaddr *) &serv_addr,
         sizeof ( struct sockaddr)) == -1) {
        printf ( "%s, connect error, %s\n" , __func__, strerror ( errno ));
        return -1;
    }
    return hsocket;
}
/* get the size of content from HttpServer */
static int get_content_size( const char *recvdata, int recvdatalen)
{
    /* check status is ok */
    char *pok = NULL;
    char *p = NULL, *end = NULL;
    int value = 0, valuelen = 0, c;
    if (NULL == (pok = strstr (recvdata, "OK" ))) {
        printf ( "Not find 'OK' flag in recv data.\n" );
        return -1;
    }
    /* find the flag Content-Length: in recvdata */
    if (NULL == (p = strstr (recvdata, ContentLenFlag))) {
        printf ( "Not find 'Content_Length' flag in recv data.\n" );
        return -1;
    }
    p = p + sizeof (ContentLenFlag) - 1;
    /* find the end of Content-Length: */
    if (NULL == (end = strstr (p, "\x0D\x0A" ))) {
        printf ( "Not find the end of 'Content_Length' in recv data.\n" );
        return -1;
    }
    /* str2int */
    value = 0;
    valuelen = end - p;
    for (; valuelen > 0; valuelen--) {
        if ((c = *p++ - '0' ) >= 10)
            return -1;
        value = value * 10 + c;
    }
    /* check the third number in content is 0x00 */
    if (0x00 != recvdata[recvdatalen - value + 3]) {
        printf ( "the content in recv data is invalid.\n" );
        return -1;
    }
    return value;
}
static double getdata(uint8_t * pdata, int pos)
{
    if (NULL == pdata)
        return -1;
    if (is_little_endian()) {
        return (( double )((pdata[pos] << 24) | (pdata[pos + 1] << 16) |
                (pdata[pos + 2] << 8) | (pdata[pos + 3]))) / 1000000;
    } else {
        return (( double ) (*(uint32_t *) & pdata[pos])) / 1000000;
    }
}
static int get_latitude_longitude(infos_t * p)
{
    int hsocket = -1;
    int pos = 0, len = 0, ret = 0;
    int contentSize = 0;
    char recvRsp[512] = { 0 };
    if ((hsocket = connect_to_server(HOSTNAME, 80)) == -1) {
        printf ( "%s, connect to server error, %s\n" , __func__,
              strerror ( errno ));
        ret = -1;
        goto err;
    }
    if (-1 == send(hsocket, RequestHttpHeader, strlen (RequestHttpHeader), 0)) {
        printf ( "%s, send RequestHttpHeader error, %s\n" , __func__,
              strerror ( errno ));
        ret = -1;
        goto err;
    }
    if (-1 == send(hsocket, p->reqdata, SIZE_REQDATA, 0)) {
        printf ( "%s, send reqdata error, %s\n" , __func__, strerror ( errno ));
        ret = -1;
        goto err;
    }
    while ((pos = recv(hsocket, recvRsp + len, sizeof (recvRsp) - len, 0)) > 0) {
        len += pos;
    }
    contentSize = get_content_size(recvRsp, len);
    p->latitude = getdata((uint8_t *) (recvRsp + len - contentSize), 7);
    p->longitude = getdata((uint8_t *) (recvRsp + len - contentSize), 11);
  err:
    close(hsocket);
    return ret;
}
static int reqdata_init(infos_t * p)
{
    p->reqdata[1]  = 0x0e;
    p->reqdata[16] = 0x1b;
    /* wcdma unsame to gsm */
    p->reqdata[28] = ((uint64_t) p->bsi.cti > 65536) ? 5 : 3;
    p->bsi.cti = htonl(p->bsi.cti);
    p->bsi.lac = htonl(p->bsi.lac);
    p->bsi.mcc = htonl(p->bsi.mcc);
    p->bsi.mnc = htonl(p->bsi.mnc);
    memcpy (p->reqdata + 17, &p->bsi.mnc, 4);
    memcpy (p->reqdata + 21, &p->bsi.mcc, 4);
    memcpy (p->reqdata + 31, &p->bsi.cti, 4);
    memcpy (p->reqdata + 35, &p->bsi.lac, 4);
    memcpy (p->reqdata + 39, &p->bsi.mnc, 4);
    memcpy (p->reqdata + 43, &p->bsi.mcc, 4);
    memset (p->reqdata + 47, 0xff, 4);
    return 0;
}
int main( int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf ( "usage <%s> : %s <CellTowerId> <LocationAreaCode>\n" ,
              argv[0], argv[0]);
        return 0;
    }
    infos_t *p = infos;
    memset (p, 0x0, sizeof (infos_t));
    p->bsi.cti = (uint32_t) atoi (argv[1]);
    p->bsi.lac = (uint32_t) atoi (argv[2]);
    reqdata_init(p);
    if (0 == get_latitude_longitude(p)) {
        printf ( "latitude : %g, longitude : %g\n" , p->latitude, p->longitude);
    } else
        printf ( "failed.\n" );
    return 0;
}
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