iOS定位原理和使用建議
阿新 • • 發佈：2018-12-30
看到很多網友討論iOS裝置定位的問題，這裡將我們所瞭解的關於iPhone、iPad、iPod等的定位原理做詳細的介紹，希望能為大家增加知識，減少誤區，更好地使用iOS裝置。
介紹之前，先宣告一下關於地圖加加的“偏移修正”功能，地圖加加可以對齊中國地區（地點、線路和照片的）座標和中國地圖之間的偏移，這個是我國測繪法規要求的一個數學意義的偏移，每個地方的偏移是固定的，法定的，和當前定位的方式、定位的精度與準確度沒有任何關係。即地圖加加只對齊偏移，並不能提升、降低或者改變iOS定位的速度、精度和規則，也沒有任何App可以做到或者說允許去做。
下文所有的定位誤差、定位偏移、定位精度等描述都是針對iOS定位硬體而言，和地圖加加或者任何一個app無關， 也適合iOS上所有的地圖App的定位邏輯，包括蘋果自帶的地圖app。
內容很長, 但是鑑於打字比看貼更辛苦, 大家就體諒一下, 鼓起勇氣, 慢慢看噢. (轉載請註明出處及秒酷-地圖加加 官方論壇和網址.)
---------------------------------------------------------------------------------------
iOS裝置都可以使用哪些方式進行定位?
最早期的iPhone只支援 手機基站定位, 之後通過iOS軟體升級引入了 WIFI定位, 而從iPhone 3G開始, iPhone手機就通過內建GPS處理晶片, 支援 GPS衛星定位 (準確地說, 應該是AGPS, 即：輔助GPS). 從iPhone 4開始，GPS換用了精確度更高，耗電更少的，靈敏度更高的晶片，而從iPhone4s和new iPad 3G版開始，增加了支援俄羅斯
下面詳細列舉了所有的裝置和支援定位的情況：
定位模式有3種：
1、衛星定位
（1）GPS衛星定位：iPhone 3G/3GS/4/5，3G/4G版的iPad 支援
（2）GLONASS衛星定位：iPhone 4/5，3G/4G版的iPad 3/4/Mini 支援
2、手機基站定位
同1.1GPS衛星定位，即iPhone 3G/3GS/4/5，3G/4G版的iPad 支援
3、WIFI定位
所有iOS裝置，包括Mac電腦也支援。
下面分別介紹下三種定位方式以及蘋果在iOS系統中對其的優化:
手機基站定位:
原理:
每個手機基站都有一個識別符號，iPhone或3G iPad可以蒐集周圍所有收到訊號的基站和它們的識別符號，通過聯網傳送到蘋果雲端伺服器，再由伺服器根據這些基站的的位置資訊查詢並計算出當前位置，然後返回給手機。因為基站訊號輻射範圍大，所以誤差也大，在500米 ~ 幾公里.
特點：定位速度最快, 耗電最少，誤差幾百上千米.
iOS優化:
無網基站定位：
傳統的基站定位需要連線雲端伺服器，產生網路流量，iOS 4對其進行了優化，可以在沒有網路連線時支援無網定位，因為蘋果預先已經將一些重要基站（幾十公里選一個）提前儲存在iOS系統中，在無網情況下，不用上網也能通過這些本地基站資訊定位到使用者位置，但這個誤差範圍更大，在10公里到50公里。
無網基站定位的前提是：您的手機能接受到內建在手機中的那些“重要基站”的訊號，不一定是您手機所屬運營商，只要能收到訊號就可以了。
下圖為iOS 4支援的全球無網路連線基站定位的基站：
WIFI定位:
原理
和基站定位原理差不多, iOS裝置（或者Mac電腦）通過無線網絡卡手機周圍所有的WIFI熱點（不需要連線上，只需要有訊號就行），獲得它們的MAC地址，然後到蘋果雲端伺服器查詢這個熱點是否已經登記，登記的話它的位置是多少，最後通過計算（多個熱點折中）得到當前位置並返回給使用者。只要收到手機訊號的地方都可以基站定位，所以室內室外一樣。
特點：WIFI定位速度、耗電和精度都介於基站和GPS之間，精度大概在幾十米。（注意，WIFI定位的支援範圍沒有基站定位廣，但是蘋果的雲端伺服器一直在不斷增加新的熱點資訊，使得熱點定位支援的地區越來越多）
下圖是iOS 4所有支援WIFI定位的地區：
iOS優化:
無網WIFI定位：
傳統的WIFI定位需要網路，但是iOS對其進行了優化，可以實現無網WIFI定位。原理時iOS裝置在您有網路連線時，會大致定位出您的位置，並自動下載您所在地區周圍（幾個街區寬度或者更多）所有的WIFI熱點的資訊到本地。之後，當您在周圍行走並WIFI定位的時候，即使沒有網路，iOS照樣可以利用之前下載的WIFI熱點資訊定位出您的位置。
這也是為什麼有人號稱WIFI無網可定位的原因，但注意：無網WIFI定位的前提是您在這個區域附近曾經成功上過網，如果初次到一個陌生的地方，是無法定位的哦。
關於自動下載的熱點個數和範圍，這個是蘋果根據當地熱點的密度動態決定的，當地熱點很多時（如市中心），可能只下載幾條街道範圍的所有熱點，當地熱點密度很小時（例如海濱城市），可能會下載整個城市的所有熱點。
下圖是iOS自動在高密度地區下載周圍熱點資訊的一個大概範圍說明：
GPS定位:
（GLONASS原理與此類似，不做額外介紹）
原理
這個是美國軍方搞的, 軍民兩用, 但仍然完全受軍方控制(比如可以隨時隨地設定某個地區收到的訊號與否及其精度), 其原理就是:利用天上的衛星(共24顆)不斷地廣播訊號, 地面的GPS接收裝置收到訊號後, 通過分析多個衛星訊號，就可以計算出地球座標, GPS保證全球任何一個地方(98%)都可以同時收到至少4個衛星的訊號, 從而可以準確確定您的經緯度以及海拔位置. GPS定位精度可達10米以內, 不過這是美國軍方控制的, 戰爭時期可能變的不穩定或者誤報. (不過我國也有自己的系統, 北斗系統, 目前已經亞洲的覆蓋, 還在推廣中)
衛星定位必須要能收到衛星訊號，因為衛星訊號都是很微弱的，雖然iPhone 4開始提升了GPS硬體的靈敏度，但仍然需要在窗戶旁，或者戶外使用，才能確保衛星訊號的強度和穩定性。
與基站定位和WIFI定位相比，GPS耗電最大，速度最慢，但是精度最高。
而iPhone的GPS與純粹的GPS定位不同, 稱為A-GPS, 即輔助GPS.(比GPS更優，不過GPS也分晶片和效能的，不是說所有的AGPS比所有的GPS都好)
因為GPS定位中最耗時、最耗電的就是獲取當前天上的衛星資訊，哪些衛星可見、在什麼位置、時鐘是多少等等，這個過程可能花費數十秒甚至幾分鐘，而AGPS就是利用網路，首先將基站定位或者WIFI定位獲得的大概位置發到遠端伺服器，有伺服器進行查詢和計算，得出這個位置下當前衛星資訊，反饋給iOS裝置，iOS裝置就可以直接用這些資訊來接受衛星訊號，不用自己去掃描分析了。這樣可以極大提高定位速度，將初次定位時間縮短到1~2秒完成。
A-GPS優點是定位快，缺點是需要網路，但也只是在初次定位時需要網路，因為一旦衛星資訊返回，在有限時間和範圍內，這些資訊無須改變，之後的GPS定位就不再需要聯網，都是直接用這些衛星引數接受資訊了。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
在iOS裝置上，上述定位方式會綜合應用，一般地，可能先按照最快的“無網基站定位”返回一個位置，當有網路連線時，在用有網基站定位更新位置，然後，利用AGPS上網查詢衛星星圖，最後，在能收到GPS訊號的情況下，轉為使用GPS定位。
根據當前訊號情況和網路環境，iOS可能在上述方式之間反覆迭代，不一定一致特定步驟或者方式，而且隨著iOS升級，定位順序和規則可能改變。
----------------------------------------------------------------------------------------------------
常見問題：
1. 為什麼我iPhone當前定位誤差有幾百或者上千米?
iPhone初始定位都是用基站或者無網基站定位，誤差幾百或幾公里。之後，如果無法搜尋到WIFI訊號，或者無法搜尋到衛星訊號，就會一直是這個精度。
您可以開啟WIFI功能（不用連上，只需要開啟即可），或者到窗戶邊，或者戶外以便收到衛星訊號;
解決方法: 多等一會兒，開啟資料流量（定位之後即可關閉），或者到戶外去。
2. 為什麼我的位置總是變來變去?
iOS根據當前網路環境，會不斷調整和修正定位方式，可能您所處地區基站和WIFI訊號太複雜或者太微弱，比如一會兒連上這個基站，一會兒連上另一個基站，導致iOS計算位置的時候不穩定。
解決方法: 開啟WIFI功能，開啟資料流量（定位之後即可關閉），或者到戶外去。
3. 無手機訊號可以定位嗎？無資料流量可以定位嗎?
對於iPhone或者3G/4G版iPad
情況1：【沒有手機訊號，沒有WIFI訊號，沒有上網】則定位只能在戶外利用GPS進行，初次定位時間可能很長，可能需要數分鐘，之後定位正常。
情況2：【沒有手機訊號， 有WIFI訊號，沒有上網】如果之前在周圍上過網，下載了附近的熱點，則利用無網WIFI定位可以找到位置，否則，和情況1一樣。
情況3：【沒有手機訊號， 有WIFI訊號，可以上網】利用WIFI定位找到位置，並且在定位時還會下載大量的周圍很大一個區域的所有WIFI熱點資訊，用於今後無網WIFI定位。
情況4：【有手機訊號， 沒有WIFI訊號，沒有上網】如果能收到iOS內建的“重要基站”的訊號，則使用這些基站進行無望基站定位，否則，無法定位。
情況5：【有手機訊號， 沒有WIFI訊號，可以上網】使用基站定位聯網查詢進行定位，同時可能會更新本地“重要基站”資訊。
.......
對於iPad WIFI版：
情況1：【沒有WIFI訊號，沒有上網】無法定位
情況2：【有WIFI訊號，沒有上網】如果之前在周圍上過網，則利用無網WIFI定位可以找到位置，否則，無法定位
情況3：【有WIFI訊號，可以上網】利用WIFI定位，並且在定位時還會下載周圍很大一個區域的所有WIFI熱點資訊，用於今後無網WIFI定位
介紹之前，先宣告一下關於地圖加加的“偏移修正”功能，地圖加加可以對齊中國地區（地點、線路和照片的）座標和中國地圖之間的偏移，這個是我國測繪法規要求的一個數學意義的偏移，每個地方的偏移是固定的，法定的，和當前定位的方式、定位的精度與準確度沒有任何關係。即地圖加加只對齊偏移，並不能提升、降低或者改變iOS定位的速度、精度和規則，也沒有任何App可以做到或者說允許去做。
下文所有的定位誤差、定位偏移、定位精度等描述都是針對iOS定位硬體而言，和地圖加加或者任何一個app無關， 也適合iOS上所有的地圖App的定位邏輯，包括蘋果自帶的地圖app。
內容很長, 但是鑑於打字比看貼更辛苦, 大家就體諒一下, 鼓起勇氣, 慢慢看噢. (轉載請註明出處及秒酷-地圖加加 官方論壇和網址.)
---------------------------------------------------------------------------------------
iOS裝置都可以使用哪些方式進行定位?
最早期的iPhone只支援 手機基站定位, 之後通過iOS軟體升級引入了 WIFI定位, 而從iPhone 3G開始, iPhone手機就通過內建GPS處理晶片, 支援 GPS衛星定位 (準確地說, 應該是AGPS, 即：輔助GPS). 從iPhone 4開始，GPS換用了精確度更高，耗電更少的，靈敏度更高的晶片，而從iPhone4s和new iPad 3G版開始，增加了支援俄羅斯
下面詳細列舉了所有的裝置和支援定位的情況：
定位模式有3種：
1、衛星定位
（1）GPS衛星定位：iPhone 3G/3GS/4/5，3G/4G版的iPad 支援
（2）GLONASS衛星定位：iPhone 4/5，3G/4G版的iPad 3/4/Mini 支援
2、手機基站定位
同1.1GPS衛星定位，即iPhone 3G/3GS/4/5，3G/4G版的iPad 支援
3、WIFI定位
所有iOS裝置，包括Mac電腦也支援。
下面分別介紹下三種定位方式以及蘋果在iOS系統中對其的優化:
手機基站定位:
原理:
每個手機基站都有一個識別符號，iPhone或3G iPad可以蒐集周圍所有收到訊號的基站和它們的識別符號，通過聯網傳送到蘋果雲端伺服器，再由伺服器根據這些基站的的位置資訊查詢並計算出當前位置，然後返回給手機。因為基站訊號輻射範圍大，所以誤差也大，在500米 ~ 幾公里.
特點：定位速度最快, 耗電最少，誤差幾百上千米.
iOS優化:
無網基站定位：
傳統的基站定位需要連線雲端伺服器，產生網路流量，iOS 4對其進行了優化，可以在沒有網路連線時支援無網定位，因為蘋果預先已經將一些重要基站（幾十公里選一個）提前儲存在iOS系統中，在無網情況下，不用上網也能通過這些本地基站資訊定位到使用者位置，但這個誤差範圍更大，在10公里到50公里。
無網基站定位的前提是：您的手機能接受到內建在手機中的那些“重要基站”的訊號，不一定是您手機所屬運營商，只要能收到訊號就可以了。
下圖為iOS 4支援的全球無網路連線基站定位的基站：
WIFI定位:
原理
和基站定位原理差不多, iOS裝置（或者Mac電腦）通過無線網絡卡手機周圍所有的WIFI熱點（不需要連線上，只需要有訊號就行），獲得它們的MAC地址，然後到蘋果雲端伺服器查詢這個熱點是否已經登記，登記的話它的位置是多少，最後通過計算（多個熱點折中）得到當前位置並返回給使用者。只要收到手機訊號的地方都可以基站定位，所以室內室外一樣。
特點：WIFI定位速度、耗電和精度都介於基站和GPS之間，精度大概在幾十米。（注意，WIFI定位的支援範圍沒有基站定位廣，但是蘋果的雲端伺服器一直在不斷增加新的熱點資訊，使得熱點定位支援的地區越來越多）
下圖是iOS 4所有支援WIFI定位的地區：
iOS優化:
無網WIFI定位：
傳統的WIFI定位需要網路，但是iOS對其進行了優化，可以實現無網WIFI定位。原理時iOS裝置在您有網路連線時，會大致定位出您的位置，並自動下載您所在地區周圍（幾個街區寬度或者更多）所有的WIFI熱點的資訊到本地。之後，當您在周圍行走並WIFI定位的時候，即使沒有網路，iOS照樣可以利用之前下載的WIFI熱點資訊定位出您的位置。
這也是為什麼有人號稱WIFI無網可定位的原因，但注意：無網WIFI定位的前提是您在這個區域附近曾經成功上過網，如果初次到一個陌生的地方，是無法定位的哦。
關於自動下載的熱點個數和範圍，這個是蘋果根據當地熱點的密度動態決定的，當地熱點很多時（如市中心），可能只下載幾條街道範圍的所有熱點，當地熱點密度很小時（例如海濱城市），可能會下載整個城市的所有熱點。
下圖是iOS自動在高密度地區下載周圍熱點資訊的一個大概範圍說明：
GPS定位:
（GLONASS原理與此類似，不做額外介紹）
原理
這個是美國軍方搞的, 軍民兩用, 但仍然完全受軍方控制(比如可以隨時隨地設定某個地區收到的訊號與否及其精度), 其原理就是:利用天上的衛星(共24顆)不斷地廣播訊號, 地面的GPS接收裝置收到訊號後, 通過分析多個衛星訊號，就可以計算出地球座標, GPS保證全球任何一個地方(98%)都可以同時收到至少4個衛星的訊號, 從而可以準確確定您的經緯度以及海拔位置. GPS定位精度可達10米以內, 不過這是美國軍方控制的, 戰爭時期可能變的不穩定或者誤報. (不過我國也有自己的系統, 北斗系統, 目前已經亞洲的覆蓋, 還在推廣中)
衛星定位必須要能收到衛星訊號，因為衛星訊號都是很微弱的，雖然iPhone 4開始提升了GPS硬體的靈敏度，但仍然需要在窗戶旁，或者戶外使用，才能確保衛星訊號的強度和穩定性。
與基站定位和WIFI定位相比，GPS耗電最大，速度最慢，但是精度最高。
而iPhone的GPS與純粹的GPS定位不同, 稱為A-GPS, 即輔助GPS.(比GPS更優，不過GPS也分晶片和效能的，不是說所有的AGPS比所有的GPS都好)
因為GPS定位中最耗時、最耗電的就是獲取當前天上的衛星資訊，哪些衛星可見、在什麼位置、時鐘是多少等等，這個過程可能花費數十秒甚至幾分鐘，而AGPS就是利用網路，首先將基站定位或者WIFI定位獲得的大概位置發到遠端伺服器，有伺服器進行查詢和計算，得出這個位置下當前衛星資訊，反饋給iOS裝置，iOS裝置就可以直接用這些資訊來接受衛星訊號，不用自己去掃描分析了。這樣可以極大提高定位速度，將初次定位時間縮短到1~2秒完成。
A-GPS優點是定位快，缺點是需要網路，但也只是在初次定位時需要網路，因為一旦衛星資訊返回，在有限時間和範圍內，這些資訊無須改變，之後的GPS定位就不再需要聯網，都是直接用這些衛星引數接受資訊了。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
在iOS裝置上，上述定位方式會綜合應用，一般地，可能先按照最快的“無網基站定位”返回一個位置，當有網路連線時，在用有網基站定位更新位置，然後，利用AGPS上網查詢衛星星圖，最後，在能收到GPS訊號的情況下，轉為使用GPS定位。
根據當前訊號情況和網路環境，iOS可能在上述方式之間反覆迭代，不一定一致特定步驟或者方式，而且隨著iOS升級，定位順序和規則可能改變。
----------------------------------------------------------------------------------------------------
常見問題：
1. 為什麼我iPhone當前定位誤差有幾百或者上千米?
iPhone初始定位都是用基站或者無網基站定位，誤差幾百或幾公里。之後，如果無法搜尋到WIFI訊號，或者無法搜尋到衛星訊號，就會一直是這個精度。
您可以開啟WIFI功能（不用連上，只需要開啟即可），或者到窗戶邊，或者戶外以便收到衛星訊號;
解決方法: 多等一會兒，開啟資料流量（定位之後即可關閉），或者到戶外去。
2. 為什麼我的位置總是變來變去?
iOS根據當前網路環境，會不斷調整和修正定位方式，可能您所處地區基站和WIFI訊號太複雜或者太微弱，比如一會兒連上這個基站，一會兒連上另一個基站，導致iOS計算位置的時候不穩定。
解決方法: 開啟WIFI功能，開啟資料流量（定位之後即可關閉），或者到戶外去。
3. 無手機訊號可以定位嗎？無資料流量可以定位嗎?
對於iPhone或者3G/4G版iPad
情況1：【沒有手機訊號，沒有WIFI訊號，沒有上網】則定位只能在戶外利用GPS進行，初次定位時間可能很長，可能需要數分鐘，之後定位正常。
情況2：【沒有手機訊號， 有WIFI訊號，沒有上網】如果之前在周圍上過網，下載了附近的熱點，則利用無網WIFI定位可以找到位置，否則，和情況1一樣。
情況3：【沒有手機訊號， 有WIFI訊號，可以上網】利用WIFI定位找到位置，並且在定位時還會下載大量的周圍很大一個區域的所有WIFI熱點資訊，用於今後無網WIFI定位。
情況4：【有手機訊號， 沒有WIFI訊號，沒有上網】如果能收到iOS內建的“重要基站”的訊號，則使用這些基站進行無望基站定位，否則，無法定位。
情況5：【有手機訊號， 沒有WIFI訊號，可以上網】使用基站定位聯網查詢進行定位，同時可能會更新本地“重要基站”資訊。
.......
對於iPad WIFI版：
情況1：【沒有WIFI訊號，沒有上網】無法定位
情況2：【有WIFI訊號，沒有上網】如果之前在周圍上過網，則利用無網WIFI定位可以找到位置，否則，無法定位
情況3：【有WIFI訊號，可以上網】利用WIFI定位，並且在定位時還會下載周圍很大一個區域的所有WIFI熱點資訊，用於今後無網WIFI定位