TÌM HIỂU VỀ LOCATION SERVICES CHO DI ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM

NGUYỂN VÕ THANH PHÚ – 0512269
LÂM THỊ NGỌC NHÀN – 0512248
TÌM HIỂU VỀ LOCATION SERVICES CHO DI
ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNTT
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Th.S NGÔ HUY BIÊN
KHÓA 2005 - 2009
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
TpHCM, ngày ….. tháng …… năm ……
Giáo viên hướng dẫn
2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
TpHCM, ngày ….. tháng …… năm ……
Giáo viên phản biện

3
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin cảm ơn khoa công nghệ thông tin, trường Đại học Khoa học tự nhiên
thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn thầy Ngô Huy Biên đã hướng dẫn chúng em thực hiện luận văn này.
Xin cảm ơn các quý Thầy Cô trong Khoa đã tận tình giảng dạy, trang bị những kiến thức
quý báu cho chúng em trong những năm học vừa qua.
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Võ Thanh Phú – Lâm Thị Ngọc Nhàn
Tháng 07/2009
4
Trường đại học khoa học tự nhiên
Khoa công nghệ thông tin
Bộ môn công nghệ phần mềm
Đề cương chi tiết
Tên Đề Tài: Tìm hiểu về Location Services cho di động và xây dựng ứng dụng minh họa
Giáo viên hướng dẫn: Ngô Huy Biên
Thời gian thực hiện: 31/12/2008 – 04/07/2009
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Võ Thanh Phú – 0512269
Lâm Thị Ngọc Nhàn – 0512248
Loại đề tài: Tìm hiểu công nghệ và xây dựng ứng dụng minh họa
Nội Dung Đề Tài:
1. Nội dung và yêu cầu
- Tìm hiểu về công nghệ cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí (location based service)
- Xây dựng ứng dụng tìm kiếm dựa theo vị trí, với các chức năng sau
o Tìm thông tin dựa trên vị trí của người dùng
o Kết hợp dữ liệu từ một số nguồn khác nhau để phục vụ người dùng
o Hướng dẫn trực quan dưới dạng bản đồ
2. Phương pháp thực hiện

- Tìm hiểu về các dịch vụ dựa theo vị trí
o Tìm hiểu các công nghệ liên quan trên phần cứng và phần mềm
 Công nghệ phần cứng & xử lý
 Công nghệ định vị
o Ưu và khuyết của các công nghệ
o Lịch sử phát triển các công nghệ liên quan
- Các nghiên cứu trong cùng lĩnh vực
o Các chuẩn và tổ chức hiện có liên quan tới lĩnh vực này
o Những vấn đề mở và những khó khăn đang gặp phải
o Những công nghệ có triển vọng
o Để xuất hướng nghiên cứu và liên hệ đề tài
- Tìm hiểu các hệ thống cung cấp dịch vụ hiện có
5
o Hoàn cảnh ra đời
o Lình vực ứng dụng
o Ưu và khuyết điểm của các hệ thống ứng dụng này
o Bài học rút ra từ các hệ thống này
- Tìm hiểu việc xây dựng một dịch vụ dựa trên vị trí của người dùng
o Tìm hiểu mô hình web service và các ưu điểm của nó so với việc xây dựng một ứng
dụng truyền thống
o Xác định các nhu cầu của một ứng dụng theo hướng dịch vụ dựa trên vị trí
 Dữ liệu
 Xử lý
 Đồ họa
 Liên lạc
 Tốc độ
o Mô hình chung của một ứng dụng location service bao gồm cả server và client
 Phân tích
 Thiết kế
 Đánh giá

o Giới thiệu các công nghệ được sử dụng, lược sử (hiện trạng và hướng phát triển), ưu
khuyết điểm và lý do lựa chọn
 Dữ liệu: MySQL
 Nến tảng ứng dụng: J2EE và J2ME
 Liên lạc: XML
- Xây dựng ứng dụng cung cấp dịch vụ dựa trên vị trí người dùng, cụ thể là local search
o Các yêu cầu thực tiễn của ứng dụng
 Cung cấp kết quả tìm kiếm dựa trên địa điểm
 Tính tương tác và mở với người dùng (cho phép thêm thông tin như thông tin
địa điểm, thông tin hướng dẫn)
 Tích hợp với các hệ thống sẵn có (ví dụ như microblogging)
o Đề xuất cách xây dựng ứng dụng với các công nghệ đã chọn
 Mô hình hóa dữ liệu cho web service và tận dụng các kiểu dữ liệu thưa theo
chuẩn OpenGIS của MySQL 5
 Xây dựng một web service với J2EE
 Xây dựng một ứng dụng di động với J2ME
 Hỗ trợ xử lý XML trong Java
o Đánh giá mức độ hoàn tất (dựa vào các nhu cầu chung của một ứng dụng cung cấp dịch
vụ dựa theo vị trí)
o Các khó khăn gặp phải và đề xuất cải tiến cho
 Mô hình ứng dụng
 Công cụ phát triển
3. Kết quả
- Tổng hợp các thông tin về việc cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí gồm
o Các khái niệm và công nghệ
o Tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của các dịch vụ dựa theo vị trí
6
o Hiện trạng của công nghệ cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí
 Thuận lợi
 Khó khăn

o Xu hướng phát triển của các dịch vụ dựa theo vị trí
- Xây dựng được một ứng dụng cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí
o Đặt nền tảng cho các ứng dụng kế thừa, các hướng phát triển cho ứng dụng
o Giải quyết một số khuyết điểm đã gặp trong các ứng dụng khác
Kế Hoạch Thực Hiện:
Từ ngày Mô tả công việc
20/12/2008 Gặp gỡ giáo viên, xác định yêu cầu của đề tài
29/12/2009 Tìm hiểu khái niệm web service
15/01/2009 Chọn ứng dụng minh họa
26/01/2009 Tìm hiểu các công nghệ định vị
09/02/2009 Tìm hiểu và đánh gía các ứng dụng hiện có
16/02/2009 Đánh giá các platform server hiện có
22/02/2009 Chọn nguồn dữ liệu và nền tảng lập trình server, tìm hiểu nền tảng
đã chọn
01/03/2009 Đánh giá các platform client hiện có
09/03/2009 Chọn nguồn dữ liệu và nền tảng lập trình client, tìm hiểu nền tảng
đã chọn
15/03/2009 Xác định các yêu cầu cho server
23/03/2009 Xác định các yêu cầu cho client
31/03/2009 Thiết kế hệ thống
15/04/2009 Xác định phương thức liên lạc giữa client và server
23/04/2009 Mô hình hóa dữ liệu
01/05/2009 Code server với chức năng location search
10/05/2009 Code server với chức năng tìm đường
18/05/2009 Tìm hiểu phương thức liên lạc với các web service khác
26/05/2009 Chuẩn bị test cho server
01/06/2009 Code client
22/06/2009 Kiểm thử và báo cáo
29/06/2009 Bảo trì code
04/07/2009 Tổng kết báo cáo & Đóng gói phần mềm

7
Xác nhận của GVHD Ngày 04 tháng 07 năm 2009
SV Thực hiện

8
MỤC LỤC
9
MỤC LỤC BẢNG
10
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Thông tin chung về đề tài:
Tên đề tài: Tìm hiểu về Location Services cho di động và xây dựng ứng
dụng minh họa
GVHD: ThS. Ngô Huy Biên
Sinh viên thực hiện:
0512269 – Nguyễn Võ Thanh Phú
0512248 – Lâm Thị Ngọc Nhàn
Tóm tắt nội dung luận văn:
- Phân tích điểm mạnh và yếu của các công nghệ liên quan tới dịch vụ dựa trên vị trí
- Xu hướng ứng dụng dịch vụ dựa theo vị trí hiện nay
- Đề ra một hướng phát triển tương đối chung cho các dịch vụ dựa theo vị trí.
- Phát triển một ứng dụng cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí gồm các chức năng:
+ Tìm đường ở Việt Nam với cơ sở dữ liệu mở, có sẵn
+ Local search
Một số từ khóa chính liên quan đến nội dung đề tài:
Location, Service, Application, Mobile, Pathfinding, Local search
Lĩnh vực áp dụng:
Công nghệ di động
Các thuật tóan, phương pháp, quy trình chính được nghiên cứu trong đề tài
- Location service được cung cấp dưới dạng Web service

- Fuzzy text search
- GIS Function
Các công cụ, công nghệ chính được nghiên cứu trong đề tài
MySQL GIS, J2EE Webservice, J2ME
11
Chương 1 GIỚI THIỆU
Vài thập kỷ qua, công nghệ thông tin đã có những bước phát triển vượt bậc để đáp ứng
nhu cầu của của con người. Trong khi chỉ cách đây vài thập kỷ việc mang một chiếc máy
tính theo bên mình còn là chuyện không tưởng khi một chiếc máy có khả năng xử lý chỉ
vào ngàn phép tính một giây đã lớn bằng cả căn phòng
1
thì giờ đây bất kỳ ai cũng đã có
thể hoàn thành công việc của mình ngay trên đường đi chỉ với một chiếc điện thoại di
động.
Bên cạnh sự phát triển của công nghệ chế tạo thiết bị thì kỹ thuật sử dụng thiết bị, mà cụ
thể là các dịch vụ và sản phẩm phần mềm kèm theo cũng có sự tiến hóa tương ứng. Theo
trào lưu ấy, việc kết hợp giữa các thiết bị hiện đại (mang đến tính tiện dụng) và các dịch
vụ mới (mang đến tiện ích) để sinh ra lợi ích tối đa cho người dùng là tất yếu, mà thiết bị
di động đang là trung tâm của xu hướng này, thể hiện qua hàng loạt các sản phẩm gần
đây của các nhà cung cấp dịch vụ có tiếng trên toàn thế giới như Google với hệ điều
hành Android hay Apple với iPhone; giờ đây người sở hữu thiết bị di động không còn bị
gói gọn trong văn phòng nữa mà có thể thực hiện công việc hàng ngày từ bất cứ nơi đâu.
Khi hướng phát triển truyền thống cung cấp xử lý dựa trên thông tin của người dùng đã
phát triển gần đến mức giới hạn, một hướng mới đã được mở ra: cung cấp khả năng xử
lý dựa trên thông tin của môi trường chung quanh. Từ việc biết được người dùng đang ở
trong hoàn cảnh nào, thiết bị có thể đưa ra những phương án hỗ trợ người dùng tốt nhất
một cách tự động (không đòi hỏi dữ liệu hoặc thao tác từ phía người dùng). Các thông
tin “nền” về môi trường xung quanh đó bao gồm vị trí của người dùng.
Khả năng định vị đã được bắt đầu có trong một số thiết bị chuyên dụng từ cách đây vài
thập kỉ. Tuy nhiên mãi đến gần đây mới bắt đầu được tích hợp vào các thiết bị dành cho

1 Electronic Numerical Integrator And Computer, được xây dựng bởi phòng nghiên cứu tên lửa đạn đạo của quân
đội Mỹ, được công bố vào năm 1946
12
người dùng phổ thông, cung cấp nền tảng để các các dịch vụ dựa trên vị trí (location
based service -LBS) có thể hoạt động. Nói một cách ngắn gọn, dịch vụ dựa theo vị trí là
một dịch vụ cung cấp nội dung và khả năng tương tác với người dùng dựa trên vị trí hiện
tại của người dùng.
Loại dịch vụ này tuy ra đời sau nhưng các dịch vụ dựa theo vị trí đã được kèm theo hầu
hết các thiết bị di động có hỗ trợ; trong đó phổ biến nhất là dịch vụ bản đồ số và tìm
đường đi.
Giờ việc định vị một thiết bị đã trở nên khá dễ dàng vì từ chỗ phụ thuộc hoàn toàn vào
vệ tinh quân sự, giờ đã được cải tiến nhờ sự kết hợp của nhiều công nghệ khác nhau.
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều đề tài nghiên cứu và cả ứng dụng về việc kết hợp
công nghệ để cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí người dùng. Tuy nhiên sự phát triển của
công nghệ cũng có mặt trái của nó: tạo ra quá nhiều lựa chọn - các ứng dụng mới có thể
sẽ gặp khó khăn trong việc chọn lựa công nghệ cho mình.
Đề tài sẽ tập trung phân tích điểm mạnh và yếu của các công nghệ liên quan tới dịch vụ
dựa trên vị trí, xu hướng ứng dụng dịch vụ dựa theo vị trí hiện nay cũng như đề ra một
hướng phát triển tương đối chung cho các dịch vụ dựa theo vị trí.
Hiện nay ở Việt Nam các dịch vụ dựa theo vị trí vẫn còn phát triển khá nhỏ lẻ, vẫn chưa
có ứng dụng nào tích hợp tất cả các tính năng một người đi đường bình thường cần. Do
đó nhằm mục đích minh họa, đề tài cũng sẽ hướng đến việc phát triển một ứng dụng
cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí gồm các chức năng:
- Tìm đường ở Việt Nam với cơ sở dữ liệu mở, có sẵn.
- Local search.
Để tài sẽ gồm các phần chính sau:
- Chương 2 Công nghệ sẽ giới thiệu và chỉ ra tiềm năng của các công nghệ liên
quan tới định vị, cung cấp nội dung và thông tin địa lý. Tất cả những công nghệ
này hiện đã và đang được kết hợp với nhau để tạo ra các dịch vụ mới.
13

- Chương 3 Các nghiên cứu, chuẩn và ứng dụng hiện tại sẽ giới thiệu tình hình
phát triển của các dịch vụ dựa theo vị trí, các ứng dụng đã thành công và những
bài học có thể rút ra từ chúng.
- Chương 4 Xây dựng server phục vụ LBS sẽ giới thiệu các khái niệm liên quan
tới server và web serivce, một hướng phát triển ứng dụng web được ưa chuộng
gần đây và lợi thế khi phát triển ứng dụng cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí theo
mô hình này.
- Chương 5 Xây dựng client phục vụ LBS sẽ giới thiệu các môi trường phát
triển cho client phổ biến và ưu khuyết điểm của chúng. Đồng thời cũng chọn ra
môi trường phù hợp nhất để phát triển ứng dụng client cho LBS.
- Chương 6 Phát triển ứng dụng sẽ mô tả quy trình phát triển một ứng dụng cụ
thể cung cấp LBS
- Chương 7 Kết luận
14
Chương 2 CÔNG NGHỆ
Vì dựa vào thông tin trong môi trường bên ngoài thiết bị nên các dịch vụ dựa vào vị trí
được xếp vào loại dịch vụ khai thác thông tin từ môi trường xung quanh (ambience
intelligence). Tuy nhiên các dịch vụ loại này còn sử dụng nhiều công nghệ khác ngoài
định vị; chẳng hạn như các công nghệ trên nền web để cung cấp nội dung hay các công
nghệ di động để tạo ra ứng dụng. Do đó có thể nói các dịch vụ dựa theo vị trí là thành
quả nổi bật nhất của sự hội tụ công nghệ thông tin – truyền thông (telecommunication
convergence).
2.1 Công nghệ định vị
Việc định vị là cốt lõi của khả năng cung cấp các dịch vụ dựa theo vị trí (Location-based
service, từ đây gọi là LBS). Chỉ khi xác định được vị trí của người dùng hoặc thiết bị thì
hệ thống mới có thể đưa ra nội dung hoặc quyết định dựa theo thông tin vị trí ấy.
Để có thể định vị được thiết bị, cần có sự kết hợp giữa nhiều yếu tố như hệ thống phát
và thu. Cơ sở hạ tầng cho các hệ thống này rất đa dạng: từ vệ tinh, trạm thu phát cho đến
các thiết bị cầm tay.
Các hệ thống định vị thường bao gồm:

- Một hệ thống phát tín hiệu được phân tán trên diện rộng, chẳng hạn như vệ tinh
hoặc các trạm thu phát sóng. Các hệ thống này thường phát tín hiệu một cách tự
động và liên tục, bất kỳ thiết bị nào trong vùng phủ sóng đều có thể nhận được.
- Các đầu thu dựa vào tín hiệu nhận được có thể tính toán ra vị trí của mình một
cách chủ động.
Tuy nhiên vẫn có những hệ thống hoạt động theo cách khác (thiết bị chủ động gửi tín
hiệu đến các hệ thống lớn hơn) nhưng không phát triển mạnh vì chi phí cho thiết bị có
khả năng phát sóng thường khá lớn.
15
2.1.1 Các hệ thống vệ tinh định vị hiện có
Vệ tinh hiện là loại hệ thống được sử dụng rộng rãi nhất vì các ưu điểm của nó như tầm
bao phủ rộng và có độ chính xác tương đối, đáp ứng được hầu hết các nhu cầu thông
thường. Tuy nhiên phương pháp này không phải không có khuyết điểm:
Các hệ thống đang hoạt động đều được xây dựng cho mục đích quân sự, các tổ chức
kiểm soát các hệ thống này có quyền hạn chế truy cập của người dùng dân sự vào bất cứ
lúc nào.
Chất lượng tín hiệu phụ thuộc nhiều vào thời tiết. Các hoạt động thời tiết thông thường
như giông bão có thể gây nhiễu một cách đáng kể vì vệ tinh ở quá xa so người nhận so
với nơi hình thành nhiễu.
Phải có tầm nhìn tới vệ tinh: không nên có vật cản giữa thiết bị nhận và vệ tinh vì tín
hiệu có tính xuyên thấu kém.
Đồng hồ của thiết bị bị lệch dù ít cũng có thể gây ảnh hưởng lớn đến kết quả, có thể đòi
hỏi chi phí sản xuất lớn để tạo ra đồng hồ độ chính xác cao.
Tuy nhiên, vệ tinh vẫn có rất nhiều ứng dụng trong viễn thông như truyền dẫn, phát hay
khảo sát. Ở đây ta chỉ quan tâm tới các hệ thống vệ tinh đóng vai trò lớn trong công nghệ
định vị được đề cập ở phần 2.1.4.3.
2.1.1.1 NAVSTAR GPS:
NAVSTAR GPS là hệ thống vệ tinh phát tín hiệu định vị được sử dụng nhiều nhất hiện
nay. NAVSTAR GPS được triển khai bởi quân đội Mỹ, bắt đầu hoạt động hoàn chỉnh từ
năm 1993(Strom 2002). GPS hay Global Positioning System thật ra là tên gọi chung cho

tất cả các hệ thống có khả năng định vị trên toàn cầu. Tuy nhiên vì NAVSTAR GPS là hệ
thống được dùng rộng rãi nhất hiện nay nên nhiều người đánh đồng GPS với NAVSTAR
GPS. Trong đề tài này, “GPS” sẽ được dùng để chỉ các hệ thống định vị nói chung.
NAVSTAR GPS là sản phẩm kế thừa của hệ thống định vị bằng vệ tinh trước đó của Mỹ:
Transit. Ban đầu chỉ được dùng cho các ứng dụng quân sự, một vụ bắn nhầm máy bay
16
dân sự vào năm 1983 đã buộc tổng tống Mỹ lúc bấy giờ là Ronald Reagan ký sắc lệnh
cho phép sử dụng NAVSTAR GPS vào các ứng dụng dân sự. Tuy nhiên tín hiệu dân sự
chỉ có độ chính xác tương đối so với tín hiệu được dùng cho quân sự và quân đội Mỹ
vẫn giữ quyền kiểm soát. Quân đội Mỹ hoàn toàn có khả năng vô hiệu hóa tín hiệu
NAVSTAR GPS dân sự bằng cách gây nhiễu hoặc mã hóa. Tuy nhiên điều này khó xảy
ra vì đòi hỏi của các tổ chức dân sự có tiếng nói lớn như Hiệp hội hàng không Hoa Kỳ.
Về mặt ứng dụng, NAVSTAR GPS chính là hệ thống nền tảng cho hầu hết các thiết bị
hiện có trên thị trường, bao gồm cả các thiết bị được đề cập ở các phần sau của đề tài.
2.1.1.2 GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System)
Viết tắt của cụm từ tiếng Nga: ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система,
GLONASS được Liên bang Xô Viết cũ xây dựng từ 1976 và đạt độ phủ toàn cầu năm
1991. Từ sau sự sụp đổ của Liên bang Xô Viết, hệ thống này không còn được duy trì tốt.
Vì các vệ tinh chỉ có tuổi đời khoảng 5 năm(NASA 2007) nên nhều lỗ hổng trong vùng
phủ sóng bất đầu xuất hiện. Chỉ đến năm 2001, khi tổng thống Nga lúc bấy giờ là
Vladimir Putin kí sắc lệnh duy trì thì các lỗ hổng trong hệ thống mới được khắc phục và
hệ thống được nâng cấp để sử dụng thêm nhiều tần số và kéo dài tuổi đời vệ tinh.
Tương tự NAVSTAR GPS, GLONASS có 2 tín hiệu khác nhau dùng cho dân sự (độ
chính xác thấp) và quân sự (độ chính xác cao hơn).
2.1.1.3 Galilleo
Được đặt tên theo nhà thiên văn học nổi danh người Ý; Galilleo hiện vẫn ở giai đoạn lập
kế hoạch. Tuy nhiên Galilleo khác biệt với NAVSTAR GPS và GLONASS ở các điểm:
Có thể dùng để tăng cường độ chính xác cho việc định vị dựa vào NAVSTAR GPS và
GLONASS: từ vài chục mét xuống vài cm; đồng thời có khả năng hoạt động độc lập khi
hai hệ thống trên có vấn đề.

17
Là dự án có sự hợp tác của nhiều quốc gia trong Liên minh châu Âu và một số nước
khác.
Được xây dựng cho mục đích dân sự, mọi đối tượng đều có thể sử dụng miễn phí; quá
trình quản lý sẽ minh bạch hơn do có sự tham gia của nhiều quốc gia.
Galilleo được dự kiến sẽ đi vào hoạt động trong khoảng 2010 đến 2013.
2.1.2 Trạm thu phát (Base station)
Các trạm thu phát là nền tảng của truyền thông di động hiện đại, với ưu điểm cung cấp
tín hiệu tốt trong các vùng đô thị, chi phí thấp và dễ lắp đặt hơn so với vệ tinh, ta có thể
thấy các trạm thu phát ở hầu như mọi nơi.
Trạm thu phát là những điểm truyền / nhận sóng vô tuyến tới các thiết bị di động, thường
chỉ hoạt động trong một phạm vi nhất định. Thêm nữa, các dịch vụ di động chỉ có thể
dùng một số tần số đã được cấp phép (số lượng tần số này có hạn). Do đó, để có thể
cung cấp dịch vụ một cách xuyên suốt cho người dùng, các trạm thu phát thường có
vùng phủ sóng chồng lên nhau. Mật độ trạm thu phát cũng tùy vùng mà thay đổi:
Ở các vùng đô thị: Mật độ trạm phải cao vì
- Có nhiều kiến trúc kiên cố, sóng vô tuyến không dễ xuyên qua
- Lượng người dùng tập trung lớn trong khi số kênh thu phát lại phụ thuộc vào số
tần số được các tổ chức quản lý cho phép dùng nên cũng bị giới hạn, các trạm
buộc phải dùng lại cùng một kênh tại cùng một thời điểm mà không làm ảnh
hưởng lẫn nhau
Ở các vùng nông thôn thì mật độ trạm lại thấp vì lượng người dùng ít, các công trình xây
dựng thường không cao mà tầm phủ sóng của các trạm lại khá rộng.
Có một số ý kiến cho rằng sóng vô tuyến từ các thiết bị di động có thể ảnh hưởng tới sức
khỏe. Tuy nhiên phần lớn các nghiên cứu cho đến thời điểm hiện tại đều cho thấy cường
độ sóng trong các thiết bị di động khá thấp để có thể gây tác động vật lý lên những
18
người chung quanh. Dù vậy, để làm hài lòng công chúng các trạm điện thoại đã bắt đầu
được “ngụy trang”
2

Hình Trạm thu phát được ngụy trang
Vì các trạm thu phát là cố định, nên nếu biết được người dùng thiết bị di động đang ở
trạm thu phát nào gần nhất thì có thể suy ra được vị trí tương đối của người dùng. Tuy
nhiên sai số sẽ lớn ở các vùng nông thôn do mật độ trạm thưa và tầm phủ sóng của một
trạm có thể lên đến hàng kilômét.
Điện thoại di động có thể dựa vào mã số trạm, mã mạng và mã nước để truy vấn các cơ
sở dữ liệu vị trí trạm như OpenCellID, từ đó suy ra vị trí của mình.
2.1.3 Các loại thiết bị có tính năng định vị cho người dùng
Với công nghệ sản xuất ngày càng hiện đại, việc tích hợp khả năng định vị vào các thiết
bị khác nhau cũng trở nên dễ dàng hơn; trao cho người dùng quyền quyết định chọn sản
phẩm nào thích hợp với nhu cầu của mình nhất.
2 Hình ảnh từ treescape.com
19
Hình Thiết bị GPS
- Bộ định vị: Ban đầu được thiết kế cho các mục đích quân sự, các thiết bị này từ
chỗ chỉ hiển thị tọa độ để bổ sung cho các phương tiện định vị khác như bản đồ
và la bàn thì giờ đã bắt đầu thân thiện với người dùng hơn và bắt đầu giống các
thiết bị di động như điện thoại hoặc dashtop hơn. Các bộ định vị không có các
tính năng bổ sung hiện vẫn được bán trên thị trường với giá thấp cho những ai
không có điều kiện sử dụng các thiết bị hiện đại hơn hoặc đặt nặng độ chính xác
hơn tính tiện dụng.
Hình PDA có tính năng GPS
- PDA / Điện thoại cầm tay: Các thiết bị này ban đầu được phát triển cho mục đích
liên lạc dân sự (truyền âm thanh, số liệu), dần dần được tích hợp nhiều tính năng
hơn, trong đó có khả năng xử lý thông tin. Đây cũng là các thiết bị có nhiều người
sử dụng nhất (đồng thời có thị phần lớn) nên các dịch vụ được cung cấp khá đa
20
dạng và phong phú. Giờ đây các thiết bị này đang dần được tích hợp thêm khả
năng định vị để các dịch vụ dựa theo vị trí của người dùng có thể phát triển.
Hình Máy tính dashtop

- Dashtop: là một loại thiết bị khá mới, ra đời để bổ sung cho khiếm khuyết của các
thiết bị di động: thời gian hoạt động phụ thuộc vào nguồn điện. Các thiết bị
Dashtop thường được trang bị cho các xe hơi hạng sang với hai mục đích:
o Cho phép thiết bị di động có khả năng hoạt động lâu hơn do có nguồn điện
từ xe
o Cung cấp tiện ích lái xe cho người dùng (theo dõi hành trình, theo dõi mức
sữ dụng nhiên liệu, cấp cứu v.v…)
Có thể thấy điểm chung của các thiết bị định vị ngày nay là kích thước nhỏ gọn nhưng
vẫn có thể cung cấp nhiều chức năng.
2.1.4 Cách thức định vị
Tương ứng với số lượng khá lớn các hệ thống có thể phục vụ cho việc định vị hiện nay
là một loạt giải pháp định vị. Các giải pháp này có thể chia thành ba nhóm: định vị trên
thiết bị di động, định vị trên hệ thống mạng lưới và kết hợp cả hai. Các nhóm này có các
ưu / khuyết khác nhau trên nhiều mặt như độ chính xác hay tốc độ.
21
Ứng dụng tìm kiếm dựa theo vị trí có thể không cần thông tin vị trí chính xác tuyệt đối
của người dùng để có thể đưa ra các kết quả tương ứng ở chung quanh. Chẳng hạn như
tìm một nhà hàng thì chỉ cần biết người dùng đang ở quận nào.
Ngược lại, để xác định vị trí của một trường hợp khẩn cấp trong một thành phố lớn lại
cần độ chính xác cao vì có thể đối tượng ở trong một ngõ hẻm độc đạo, việc xác định
đường đi đến đối tượng cần phải chính xác để có thể lên kế hoạch điều phối một cách
nhanh nhất.
Hiểu biết về cách thức hoạt động của từng cách thức định vị sẽ giúp người phát triển đưa
ra lựa chọn thích hợp cho ứng dụng của mình.
2.1.4.1 Cell identification / Cell of origin
Thường dùng trên điện thoại di động và việc định vị không cần độ chính xác cao.
Phương pháp này chỉ đơn giản tìm trạm phát sóng gần người dùng nhất, từ đó biết được
người dùng đang ở trong tầm phát của trạm đó.
Vì được triển khai cùng với các trạm thu phát sóng nên phương pháp định vị này đang
được sử dụng khá rộng rãi, trong đó có cả việc định vị người gọi các cuộc gọi khẩn cấp

đến dịch vụ 911 ở Mỹ. Phương pháp định vị này được hỗ trợ trên hầu hết thiết bị sản
xuất bởi các công ty lớn như Nokia và Sony Ericsson.
Phương pháp này có ưu điểm là nhanh và khá chính xác ở những vùng đô thị (các trạm
được đặt dày hơn và phục vụ một khu vực nhỏ hơn). Tuy nhiên sai số có thể lên đến
32km ở vùng nông thôn, phụ thuộc vào tầm phủ sóng của trạm thu phát.
22
Hình Định vị theo phương pháp Cell identification
Hiện phương pháp này đã được cải tiến bằng cách kết hợp thêm thông tin về các vị trí
trước đó của người dùng, cũng như khoảng cách giữa các lần truyền dữ liệu để tăng độ
chính xác; sai số ở các vùng nông thôn chỉ còn 550m. Vì chỉ sử dụng tín hiệu từ một
trạm nên CellID được xếp vào nhóm định vì từ một phía (unilateration)
2.1.4.2 Định vị từ nhiều phía (multilateration)
Phương pháp này có thể xác định vị trí của một vật phát sóng bằng cách kết hợp thông
tin thu được hoặc phát đi từ các trạm thu phát (base station).
2.1.4.2.1 Time difference of arrival (TDOA)
TDOA hoạt trong ở các trạm, các trạm này tính toán sự khác biệt giữa các lần thu tín
hiệu của thiết bị, từ đó xác định được vị trí của thiết bị. Gọi (x,y,z) là tọa độ của vật cần
xác định. A, B, C, D là các trạm thu, T là khoảng thời gian di chuyển của tín hiệu từ thiết
bị tới trạm thu, ta có
T
A
=
1
c
√
(
x−x
A
)
2

+
(
y− y
A
)
2
+
(
z−z
A
)
2
23
T
B
=
1
c
√
(
x−x
B
)
2
+
(
y− y
B
)
2

+
(
z−z
B
)
2
T
C
=
1
c
√
(
x− x
C
)
2
+
(
y− y
C
)
2
+
(
z −z
C
)
2
T

D
=
1
c
√
(
x−x
D
)
2
+
(
y− y
D
)
2
+
(
z−z
D
)
2
Trong đó c là vận tốc truyền của tín hiệu, thường với tín hiệu điện từ vận tốc này bằng
với vận tốc ánh sáng.
Nếu lấy A làm gốc tọa độ, ta được
τ
B
=T
B
−T

A
=1/c(
√
(
x−x
B
'
)
2
+
(
y−y
B
'
)
2
+
(
z−z
B
'
)
2
−
√
x
2
+ y
2
+ z

2
)
τ
C
=T
C
−T
A
=1/c (
√
(
x−x
C
'
)
2
+
(
y−y
C
'
)
2
+
(
z−z
C
'
)
2

−
√
x
2
+ y
2
+ z
2
)
τ
D
=T
D
−T
A
=1/c(
√
(
x−x
D
'
)
2
+
(
y− y
D
'
)
2

+
(
z−z
D
'
)
2
−
√
x
2
+ y
2
+ z
2
)
Trong đó (x’B, y’B, z’B) là vector AB, tương tự với các điểm C và D. Chúng ta đã biết
vị trí của các trạm A, B, C và D nên có thể giải hệ phương trình trên để tính ra vị trí của
thiết bị.
Phương pháp này cần tối thiểu 4 trạm thu để xác định vị trí trong không gian 3 chiều.
Tuy nhiên khi một chiều đã được biết bằng phương pháp khác (chẳng hạn như cao độ
của máy bay với các thiết bị có sẵn trên máy bay) thì có thể chỉ cần 3 trạm.
24
Hình Định vị theo phương pháp TDOA
2.1.4.2.2 Time of arrival (TOA)
Phương pháp này tương tự như TDOA, tuy nhiên thay vì tính toán khoảng cách giữa 2
lần nhận thông tin ở 2 trạm khác nhau, TOA dùng thời gian nhận được thông tin giữa các
lần truyền tới cùng một trạm để khoanh vùng thiết bị. Khá giống với việc xác định
khoảng cách tới nơi bị sét đánh: biết được khoảng thời gian từ khi nhìn thấy tia chớp tới
khi nghe thấy tiếng sấm có thể tính ra khoảng cách tới nơi bị sét đánh vì đã biết vận tốc

truyền của âm thanh và ánh sáng.
25