CN107707648B - 一种可信定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可信定位方法，目的是解决现有定位方法获得的定位信息可信度低的问题。技术方案是先构建由服务器端和客户端组成的可信定位服务系统，客户端安装定位及IP数据获取模块、延迟获取模块和显示模块；服务器端安装定位响应模块、定位评估模块、IPURL位置数据库、位置延迟数据库和历史记录数据库；定位及IP数据获取模块获取客户端的定位信息和IP地址并发送定位请求，定位响应模块响应定位请求，延迟获取模块对请求响应进行延迟分析，获取客户端到IP地址或者URL的延迟，生成总延迟列表；定位评估模块根据总延迟列表对经纬度进行评估，显示模块接收显示请求并进行显示。本发明能够给出定位数据的可信度评估，提高定位信息的可信度。

Description

一种可信定位方法
技术领域
本发明涉及提高定位信息可信度的方法，尤指基于已有定位信息、三次握手机制、随机IP(即互联网协议地址Internet Protocol Address)或URL(即统一资源定位符Uniform Resource Location)延迟、时间限制和数据分析的可信定位方法。
背景技术
随着社会和经济的发展，基于位置的服务将越来越重要。(1)对于特定人员和设备等，需要对其进行空间定位，满足特定的功能要求。对设备定位和状态检测、人员定位以及故障实时处理与报警等功能。通过定位监控中心，可以让生产管理人员能及时了解人员位置、设备位置和状态、加工生产情况，并及时指导生产、作业和进行故障处理等操作。(2)农副产品的原产地或者溯源系统也需要进行空间定位，满足对产品质量管控的要求。(3)电商平台的“境外购”、“海外购”等需要对商品进行空间定位，证明其商品属于正品。(4)物流平台需要对物流件进行定位，满足其物流流程管理和可靠性的需求。(5)个人或者商家需要与位置相关的信息来辅助证明其在某地或者到达某地。
现有定位方法主要有两种方式。第一种方式是使用GPS/北斗等第三方功能部件进行定位，定位精度高，实时性好。第二种方式是使用IP地址进行定位，价格低，有网络就可以定位。这两种定位方法关注的重点是定位精度的问题，几乎没有关注定位的可信度(即定位信息的真实程度)。
与定位服务相关的事故和犯罪越来越多，下面以公开报道为例说明。(1)2016年6月，三一重工股份有限公司向警方报案，该公司售出的近千台设备失去联系，就与其定位信息和互连信息丢失相关。(2)2017年7月12日，新京报发表《海淘网站400元假货卖7000元无人管》，新京报记者实测“洋码头”代购平台流程，买手认证、货源核查、物流监管均存漏洞。例如为了获取更多的客户，商家每天都会更换不同账号出没于国内各大海淘购物论坛。他每次登录所留下的IP地址，无一例外都是定位为欧洲某个国家，这让论坛网友更加相信他的“旅欧背景”和代购资质。各大快递公司集体可能存在搞「异地上线」的事情，「异地上线」简单来说，就是物流拿到境外物流网点的运单号，然后利用这个单号，登陆扫描设备，扫取国内的东西。这都是因为定位信息不可靠所导致的问题。
现有定位方法难以解决定位可信度问题。采用GPS/北斗定位方法时可以用虚拟位置进行定位，采用IP地址定位方法时可以用虚拟IP地址、IP代理和网络服务器代理等进行虚假定位。采用现有定位方法获得的定位信息可信度低，从而迫切需要可信定位方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有定位方法获得的定位信息可信度低的问题，提供一种基于已有定位信息、随机IP延迟或URL延迟的可信定位方法，提高定位信息的可信度。
本发明具体技术方案为：
第一步，构建可信定位服务系统，可信定位服务系统由服务器端和多个客户端组成，服务器端是服务器，客户端是终端(如手机、移动电脑、PC机、可以上网的嵌入式设备等)。每个客户端具有唯一标识，记为ClientID。客户端与服务器端通过有线网络或无线网络相连，通过TCP/IP、UDP或者HTTP等协议进行连接。
客户端安装有定位及IP数据获取模块、延迟获取模块和显示模块。服务器端安装有定位响应模块、定位评估模块、IPURL位置数据库、位置延迟数据库和历史记录数据库。
IPURL位置数据库存放IPURL位置表，IPURL位置表包含4个域：IP地址、URL、经纬度和可信度。IP地址和URL其中之一可以为空，但是不能二者均为空。经纬度指拥有该IP地址或URL的客户端的经度和纬度，用二元组(纬度，经度)表示，一个客户端的经纬度用P表示，P＝(x,y)，一般经纬度(N28.5，E113.3)表示北纬28.5度，东经113.3度，N表示北纬，E表示东经，S是表示南纬，W表示西经，x表示客户端所在位置的纬度，y表示客户端所在位置的经度。可信度是一个实数，0.0≤可信度≤1.0，可信度越高表示所属表项(经纬度对应的IP地址或者URL)越真实可信。
位置延迟数据库存放位置延迟表，位置延迟表包含4个域：经纬度、IP地址、URL和延迟数据。经纬度、IP地址、URL的含义和IPURL位置表中相应域的含义相同，延迟数据指位于表项经纬度的客户端到该表项对应IP地址和URL的时间延迟，单位为毫秒。
历史记录数据库存放历史记录表，历史记录表包含6个域：经纬度、ClientID、IP地址、URL、延迟数据和时间。经纬度、IP地址、URL和延迟数据的含义和位置延迟表中相应域的含义相同，时间是指插入到该表项的时间。
定位及IP数据获取模块与定位响应模块相连，定位及IP数据获取模块向定位响应模块发送定位请求。定位响应模块与定位及IP数据获取模块、定位评估模块、IPURL位置数据库、延迟获取模块相连，定位响应模块从定位及IP数据获取模块接收定位请求，查询IPURL位置数据库得到IP地址列表或者URL列表，构建请求响应，并向延迟获取模块发送请求响应，向定位评估模块发送经纬度Q。延迟获取模块与定位响应模块和定位评估相连；延迟获取模块从定位响应模块接收请求响应，根据请求响应中的IP地址列表或者URL列表得到客户端到相应IP地址或者URL的延迟，构建总延迟列表，并向定位评估模块发送总延迟列表。定位评估模块与定位响应模块、位置迟延数据库、历史记录数据库和显示模块相连；定位评估模块从定位响应模块获得经纬度Q，从延迟获取模块接收总延迟列表，查询位置延迟数据库，获取满足条件延迟数据，定位评估模块设置一个可信度阀值B，B是一个小于等于1的实数，一般0.5≤B≤1，对延迟数据和B进行数据分析，给出定位评估结果，根据需要决定将定位评估结果是否发送给显示模块，最后将定位评估结果写入历史记录数据库。显示模块与定位评估模块相连，从定位评估模块接收定位评估结果，在客户端进行显示。
第二步，客户端定位及IP数据获取模块获取该客户端的定位信息和IP地址，方法是：
2.1定位及IP数据获取模块判断客户端是否拥有GPS或者北斗定位系统等定位功能部件，如果拥有，则通过定位功能部件获取客户端定位数据，即经纬度P，P＝(x,y)；如果客户端不拥有GPS或者北斗等定位功能部件，则置定位数据P＝(x,y)中的x和y为负数(此时不包含N、S、E、W)，表示无定位数据，如P＝(-1,-1)。
2.2定位及IP数据获取模块根据客户端能够使用的协议类型，确定数据类型。数据类型有两种，即TYPEIP和TYPEURL；若客户端能够使用ICMP协议(即互联网控制消息协议Internet Control Message Protocol)，则数据类型为TYPEIP；若客户端不能够使用ICMP，则数据类型为TYPEURL。
2.3定位及IP数据获取模块确定自身IP地址，若能够使用第三方插件或者系统命令获取自身IP，则获取自身IP；否则，置该客户端IP地址为0.0.0.0。
第三步：客户端定位及IP数据获取模块向服务器端发送定位请求，定位请求由交互类型、ClientID、数据类型、经纬度、IP地址5个域组成。交互类型指客户端和服务器端的交互类型，有3种，1表示定位请求，2表示定位请求响应，3表示总延迟列表发送请求；此时客户端向服务器端发送的定位请求中，交互类型为1；ClientID为该客户端的ClientID。数据类型为TYPEIP或者TYPEURL，由步骤2.2确定。经纬度为步骤2.1获得的P。IP地址为步骤2.3确定的IP地址。
第四步：服务器端定位响应模块响应客户端定位请求，方法是：
4.1定位响应模块确认收到的定位请求中交互类型是否为1，若是1，转步骤4.2，若不是1，转第八步；
4.2定位响应模块分析定位请求中的经纬度P，若P中的x,y均为负数，执行4.3：否则，执行4.5；
4.3判定定位请求中IP地址是否为0.0.0.0，若定位请求中IP地址不为0.0.0.0，转4.4。若定位请求中IP地址为0.0.0.0，定位响应模块通过调用开发环境功能函数，如Java中request.getRemoteAddr()函数、C/C++中gethostbyname()函数、Python中socket.gethostbyname()或者PHP$_SERVER[‘REMOTE_ADDR’]等，获取发送定位请求的客户端的IP地址，转4.4。
4.4以定位请求中的IP地址或者获取的IP地址为条件，查询IPURL位置数据库，若IP地址在IPURL位置表中存在，则获得该IP地址所属表项中的经纬度，令该经纬度为Q且Q＝(x1,y1)，x1表示Q中的经度，y1表示Q中的纬度，转4.5；若IP地址在IPURL位置表中不存在，则通过调用百度的IP定位API(方法是在网址为http://api.map.baidu.com/location/ip的网页上发送客户机IP地址，得到返回的经纬度)等第三方定位工具进行查询，得到该IP地址所属客户端的经纬度，令该经纬度为Q且Q＝(x1,y1)。转4.6；
4.5置经纬度Q＝P；
4.6根据Q的值，从IPURL位置数据库中随机抽取(如俄罗斯轮盘赌等方法)与Q的距离d<A且可信度大于B的n个表项，并读取相应表项的IP地址或者URL，得到IP地址列表或者URL列表，生成请求响应，A为经纬度阀值，A为正实数，单位为度，一般满足0度≤A<10度。
Figure GDA0002432348260000041
(x2,y2)为IPURL位置表中与Q相同IP地址所对应表项的经纬度。|x1-x2|,|y1-y2|表示纬度、经度之间的差值，当x1、x2均为N或均为S时，|x1-x2|表示x1、x2数值相减得到的绝对值；当x1、x2一个为N，另一个为S时，|x1-x2|表示x1、x2数值相加得到的绝对值；当y1、y2均为E或均为W时，|y1-y2|表示y1、y2数值相减得到的绝对值；当y1、y2一个为E，另一个为W时，|y1-y2|表示y1、y2数值相加得到的绝对值。请求响应由交互类型、数据类型、时间限制、数目、列表5个域组成。交互类型、数据类型与定位请求中相应域含义相同。时间限制表示客户端必须在多长时间内返回结果，一般范围在100-10000毫秒。数目指列表中IP地址或者URL的数量n，n为正整数；列表指从IPURL位置表中查询得到IP地址列表或者URL列表。此时生成的请求响应数据中交互类型的值为2，数据类型与第三步定位及IP数据获取模块向服务器端发送的定位请求中的数据类型相同，数目为n，列表指4.6步从IPURL位置表中查询得到IP地址列表或者URL列表。
4.7定位响应模块将Q发送给定位评估模块，将请求响应返回给客户端的延迟获取模块，并记录发送时间T1。
第五步：客户端延迟获取模块从定位响应模块接收请求响应并对请求响应进行延迟分析，获取客户端到对应列表中IP地址或者URL的延迟，生成总延迟列表并发送给服务器端定位评估模块，方法是：
5.1延迟获取模块确认请求响应数据中交互类型是否为2，若是，转5.2；否则转第八步。
5.2延迟获取模块根据请求响应中数据类型确认调用的命令，若数据类型为TYPEIP，转5.2.1；若数据类型为TYPEURL，转5.2.3。
5.2.1调用系统ping命令，使用ICMP协议，逐个或者并发对请求响应列表域中n个IP地址进行ping操作，并获取这n个IP地址相应的n个延迟。
5.2.2将n个IP地址相应的延迟汇总成IP延迟列表IPDELAY，IPDELAY包含n个数据，每个数据是形如(IP地址:延迟值)的二元组，转步骤5.3。
5.2.3逐个或者并发对n个URL分别发送HTTP请求，记录HTTP请求发送时间t1和收到回复时间t2，按延迟计算公式分别计算客户端到每个URL的延迟，得到n个URL延迟；延迟计算公式为t2-t1。
5.2.4将n个URL延迟汇总成URL延迟列表URLDELAY，URLDELAY包含n个数据，每个数据为形如(URL:延迟值)的二元组，转步骤5.3；
5.3根据IPDELAY或者URLDELAY生成总延迟列表。总延迟列表由交互类型、ClientID、数据类型、返回标记、数目、列表6个域组成。交互类型、ClientID、数据类型的含义与定位请求中相应域的含义相同。返回标记分别为True或者False，True表示需要服务器端返回定位评估结果，False表示不需要返回定位评估结果。数目指IPDELAY或者URLDELAY中数据的个数，与第四步的中n相同。列表为5.2步得到IPDELAY或者URLDELAY。此时生成的总延迟列表中，交互类型的值为3，ClientID为发送总延迟列表客户端的ClientID。数据类型与请求响应数据的数据类型一致。返回标记分别为True或者False。数目为n。列表为5.2步得到IPDELAY或者URLDELAY。
5.4延迟获取模块将总延迟列表发送给服务器端定位评估模块。
第六步：定位评估模块接收经纬度Q和总延迟列表，并对Q进行评估处理，发送显示请求，方法是：
6.1定位评估模块从定位响应模块接收经纬度Q。
6.2定位评估模块从延迟获取模块接收总延迟列表，判定总延迟列表中交互类型是否为3，若是，转步骤6.3，否则转第八步。
6.3定位评估模块根据Q、总延迟列表中的列表，查询位置延迟数据库，获取合适的表项数据，剔除异常数据，对Q进行评估，生成评估值a，方法如下：
6.3.1读取总延迟列表中的列表中n个(IP地址，延迟值)或者(URL，延迟值)的延迟值，组成延迟值序列D(d1,d2,…,dj,…，dn)，dj为列表中的第j个二元组的延迟值，1≤j≤n。
6.3.2在位置延迟数据库位置延迟表中找到离Q距离最近的经纬度R，距离计算公式与4.6步相同。
6.3.3对列表中n个(IP地址，延迟值)或者(URL，延迟值)，从位置延迟表中找到R到对应IP地址或者URL的延迟，从而得到n个延迟值，设为延迟值序列E(e1,e2,…，ej,…，en)，ej为延迟值序列E中的第j个延迟值。R为位置延迟表中的经纬度表项，IP地址和URL为位置延迟表中的IP地址表项和URL表项。
6.3.4对延迟值序列D和E，计算差异序列F(f1,f2,…，fj，…，fn)，fj为差异序列F中的第j个差异值。计算公式为fj＝|dj-ej|/ej。|dj-ej|表示对dj-ej取绝对值。
6.3.5对F中的值进行从大到小排序，删除最大的n1个数据，n1为小于n的正整数，并删除D中与这n1个数据对应的延迟值，得到包含m＝n-n1个延迟值的新延迟值序列G(g1,g2,…，gk,…，gm)，m＝n-n1，gk为G中的第k个延迟值，1≤k≤m。删除E中与这n1个数据对应的延迟值，得到包含m个延迟值的新延迟值序列H(h1,h2,…，hk,…，hm),hk为H中的第k个延迟值。
6.3.6计算可信度
Figure GDA0002432348260000071
6.4若a>B，则认为定位值Q是可信的，否则认为Q是不可信的。
6.5将Q、ClientID、与G对应的(IP地址，延迟值)或者(IP地址，URL)、可信度a和当前系统时间存入历史记录数据库。
6.6服务器端根据总延迟列表中的返回标记，若返回标记为True，转6.7；若返回标记为False，转第八步。
6.7将包含Q和可信度a的显示请求发送给客户端显示模块。
第七步：客户端显示模块从定位评估模块接收显示请求并进行显示。
第八步：结束。
与现有技术相比，采用本发明能够给出定位数据的可信度评估，可实现可信定位功能，从而可提高基于位置的服务的可信度。
附图说明
图1为本发明的总流程图；
图2是本发明第一步构建的可信定位服务系统逻辑结构图；
图3为IPURL位置表结构图。
图4为位置延迟表结构图。
图5为历史记录表结构图。
图6为客户端发出的定位请求的数据结构图。
图7为服务器端返回客户端的请求响应的数据结构图。
图8为总延迟列表结构图。
具体实施方式
图1为本发明的总流程图；本发明包括以下步骤：
第一步，构建可信定位服务系统，可信定位服务系统如图2所示，由服务器端和多个客户端组成，服务器端是服务器，客户端是终端。每个客户端具有唯一标识，记为ClientID。客户端与服务器端通过有线网络或无线网络相连，通过TCP/IP、UDP或者HTTP等协议进行连接。
客户端安装有定位及IP数据获取模块、延迟获取模块和显示模块。服务器端安装有定位响应模块、定位评估模块、IPURL位置数据库、位置延迟数据库和历史记录数据库。
IPURL位置数据库存放IPURL位置表，IPURL位置表结构图如图3所示，包含4个域：IP地址、URL、经纬度和可信度。IP地址和URL其中之一可以为空，但是不能二者均为空。经纬度指对应该IP地址或URL的经度和纬度，用二元组(经度，纬度)表示。一个客户端的经纬度用P表示，P＝(x,y)，x表示客户端所在位置的经度，y表示客户端所在位置的纬度。可信度是一个实数，0.0≤可信度≤1.0，可信度越高表示所属表项(经纬度对应的IP地址或者URL)越真实可信。图3中，第一个表项表示IP地址为210.220.1.1，URL为空，经纬度为(N28.5，E113.3)，可信度为0.3；第二个表项表示IP地址为空，URL为www.baidu.com，经纬度为(N28.5，E113.3)，可信度为0.8。
位置延迟数据库存放位置延迟表，位置延迟表结构如图4所示，包含4个域：经纬度、IP地址、URL和延迟数据。经纬度、IP地址、URL的含义和IPURL位置表中相应域的含义相同，延迟数据指位于表项经纬度的客户端到IP地址和URL的时间延迟，单位为毫秒。图4中，第一个表项表示经纬度为(N28.5，E113.3)，IP地址为210.220.1.1，URL为空，延迟数据为60毫秒，表示位于(N28.5，E113.3)的客户端到210.220.1.1的延迟为60毫秒；第二个表项表示经纬度为(N28.5，E113.3)，IP地址为空，URL为www.baidu.com，延迟数据为57，表示位于(N28.5，E113.3)的客户端到www.baidu.com的延迟为57毫秒。
历史记录数据库存放历史记录表，历史记录表结构如图5所示，包含6个域：经纬度、ClientID、IP地址、URL、延迟数据和时间。经纬度、IP地址、URL和延迟数据的含义和位置延迟表中相应域的含义相同，时间是指插入到该表项的时间。图5中，第一个表项表示经纬度为(N28.5，E113.3)，ClientID为123，IP地址为210.220.1.1，URL为空，延迟数据为60毫秒，时间为2017年8月17日的20点35分。第一个表项表示ClientID为123的客户端在2017年8月17日的20点35分位于(N28.5，E113.3)处，到210.220.1.1的延迟为60毫秒。第二个表项表示经纬度为(N28.5，E113.3)，ClientID为101，IP地址为空，URL为www.baidu.com，延迟数据为57毫秒，时间为2017年8月17日的20点35分。第二个表项表示ClientID为101的客户端在2017年2017年8月17日的20点35分位于(N28.5，E113.3)处，到www.baidu.com的延迟为57毫秒。
如图2所示，定位及IP数据获取模块与定位响应模块相连，定位及IP数据获取模块向定位响应模块发送定位请求。定位响应模块与定位及IP数据获取模块、定位评估模块、IPURL位置数据库、延迟获取模块相连，定位响应模块从定位及IP数据获取模块接收定位请求，查询IPURL位置数据库得到IP地址列表或者URL列表，构建请求响应，并向延迟获取模块发送请求响应，向定位评估模块发送经纬度Q。延迟获取模块与定位响应模块和定位评估相连；延迟获取模块从定位响应模块接收请求响应，根据请求响应中的IP地址列表或者URL列表得到客户端到相应IP地址或者URL的延迟，构建总延迟列表，并向定位评估模块发送总延迟列表。定位评估模块与延迟获取模块、定位响应模块、位置迟延数据库、历史记录数据库和显示模块相连；定位评估模块从定位响应模块获得经纬度Q，从延迟获取模块接收总延迟列表，查询位置延迟数据库，获取满足条件延迟数据，定位评估模块设置一个可信度阀值B，如B＝0.6，对延迟数据和B进行数据分析，给出定位评估结果，根据需要决定将定位评估结果是否发送给显示模块，最后将定位评估结果写入历史记录数据库。显示模块与定位评估模块相连，从定位评估模块接收定位评估结果，在客户端进行显示。
第二步，客户端定位及IP数据获取模块获取该客户端的定位信息和IP地址，方法是：
2.1定位及IP数据获取模块判断客户端是否拥有定位功能部件，如果拥有，则通过定位功能部件获取客户端定位数据，即经纬度P，P＝(x,y)；如果客户端不拥有GPS或者北斗等定位功能部件，则置定位数据P＝(x,y)中的x和y为负数，表示无定位数据，如P＝(-1,-1)。如图3－图8所示的实施例中，客户端拥有GPS定位功能部件，通过GPS定位功能部件获得客户端的P＝(N28.5，E113.3)。
2.2定位及IP数据获取模块根据客户端能够使用的协议类型，确定数据类型。数据类型有两种，即TYPEIP和TYPEURL；若客户端能够使用ICMP协议(即互联网控制消息协议Internet Control Message Protocol)，则数据类型为TYPEIP；若客户端不能够使用ICMP，则数据类型为TYPEURL。如图3－图8所示的实施例——中，客户端可以使用ICMP协议，数据类型为TYPEIP。
2.3定位及IP数据获取模块确定自身IP地址，若能够使用第三方插件或者系统命令获取自身IP，则获取自身IP；否则，置该客户端IP地址为0.0.0.0。实施例中客户端获得自身IP地址为110.53.253.19。
第三步：客户端定位及IP数据获取模块向服务器端发送定位请求，定位请求如图6所示，由交互类型、ClientID、数据类型、经纬度、IP地址5个域组成。交互类型指客户端和服务器端的交互类型，有3种，1表示定位请求，2表示定位请求响应，3表示总延迟列表发送请求；此时客户端向服务器端发送的定位请求中，交互类型为1；ClientID为该客户端的ClientID。数据类型为TYPEIP或者TYPEURL，由步骤2.2确定。经纬度为步骤2.1获得的P。IP地址为步骤2.3确定的IP地址。如图6中，此时交互类型为1；ClientID为101，数据类型为TYPEIP，经纬度为(N28.5，E113.3)，IP地址为110.53.253.19。
第四步：服务器端定位响应模块响应客户端定位请求，方法是：
4.1定位响应模块确认收到的定位请求中交互类型是否为1，若是1，转步骤4.2，若不是1，转第八步；实施例中，如图6所示，定位响应模块确认收到的定位请求中交互类型是为1，转步骤4.2。
4.2定位响应模块分析定位请求中的经纬度P，若P中的x,y均为负数，执行4.3：否则，执行4.5；实施例中，如图6所示，经纬度(N28.5，E113.3)，执行4.5。
4.3判定定位请求中IP地址是否为0.0.0.0，若定位请求中IP地址不为0.0.0.0，转4.4。若定位请求中IP地址为0.0.0.0，定位响应模块通过调用开发环境功能函数获取发送定位请求的客户端的IP地址，转4.4。
4.4以定位请求中的IP地址或者获取的IP地址为条件，查询IPURL位置数据库，若IP地址在IPURL位置表中存在，则获得该IP地址所属表项中的经纬度，令该经纬度为Q且Q＝(x1,y1)，x1表示Q中的纬度，y1表示Q中的经度，转4.5；若IP地址在IPURL位置表中不存在，则通过百度的IP定位API进行查询，得到该IP地址所属客户端的经纬度，令该经纬度为Q且Q＝(x1,y1)。转4.6；
4.5置经纬度Q＝P；
4.6根据Q的值，从IPURL位置数据库中随机抽取与Q的距离d<A(令A＝5)且可信度大于B的n(如图7所示，n＝8)个表项，并读取相应表项的IP地址，得到IP地址列表，生成请求响应。IP地址列表如图7所示，为：42.48.62.23，58.20.0.48，61.187.19.30，110.53.193.110，113.240.12.126，118.255.21.162，119.39.73.235，175.6.229.99。请求响应如图7所示，由交互类型、数据类型、时间限制、数目、列表5个域组成。交互类型、数据类型与定位请求中相应域含义相同。时间限制表示客户端必须在多长时间内返回结果，一般范围在100-10000毫秒。数目指列表中IP地址或者URL的数量n，n为正整数；列表指从IPURL位置表中查询得到IP地址列表或者URL列表。此时生成的请求响应数据中交互类型的值为2，数据类型与第三步定位及IP数据获取模块向服务器端发送的定位请求中的数据类型相同，数目为n，列表指4.6步从IPURL位置表中查询得到IP地址列表或者URL列表。时间限制设置为100-10000毫秒。图7中，交互类型为2，数据类型为TYPEIP，数目为n＝8，列表指4.6步从A＝5度时从IPURL位置表中查询得到IP地址列表。时间限制设置T为2500毫秒。
4.7定位响应模块将Q发送给定位评估模块，将请求响应返回给客户端的延迟获取模块，并记录发送时间T1。
第五步：客户端延迟获取模块从定位响应模块接收请求响应并对请求响应进行延迟分析，获取对应列表中IP地址或者URL的延迟，生成总延迟列表并发送给服务器端定位评估模块，方法是：
5.1延迟获取模块确认请求响应数据中交互类型是否为2，若是，转5.2；否则转第八步。实施例中，确认交互类型为2，转5.2。
5.2延迟获取模块根据请求响应中数据类型确认调用的命令，若数据类型为TYPEIP，转5.2.1；若数据类型为TYPEURL，转5.2.3。实施例中，确认数据类型为TYPEIP，转5.2.1。
5.2.1调用系统ping命令，使用ICMP协议，逐个或者并发对请求响应列表域中8个IP地址进行ping操作，并获取这8个IP地址相应的,8个延迟，分别为20、56、57、98、160、80、25和45。
5.2.2将n个IP地址相应的延迟汇总成IP延迟列表IPDELAY，IPDELAY包含n个数据，每个数据是形如(IP地址:延迟值)的二元组，如42.48.62.23:20，58.20.0.48:56，61.187.19.30:57，110.53.193.110:98，113.240.12.126:160，118.255.21.162:80，119.39.73.235:25，175.6.229.99:45，转步骤5.3。
5.2.3逐个或者并发对n个URL分别发送HTTP请求，记录HTTP请求发送时间t1和收到回复时间t2，按延迟计算公式分别计算客户端到每个URL的延迟，得到n个URL延迟；延迟计算公式为t2-t1。
5.2.4将n个URL延迟汇总成URL延迟列表URLDELAY，URLDELAY包含n个数据，每个数据为形如(URL:延迟值)的二元组，转步骤5.3；
5.3根据IPDELAY或者URLDELAY生成总延迟列表。总延迟列表如图8所示，由交互类型、ClientID、数据类型、返回标记、数目、列表6个域组成。交互类型、数据类型、ClientID的含义与定位请求中相应域的含义相同。返回标记分别为True或者False，True表示需要服务器端返回定位评估结果，False表示不需要返回定位评估结果。数目指IPDELAY或者URLDELAY中数据的个数，与第四步的中n相同。列表为5.2步得到IPDELAY或者URLDELAY。此时生成的总延迟列表中，交互类型的值为3，ClientID为发送总延迟列表客户端的ClientID。数据类型与请求响应数据的数据类型一致。返回标记分别为True或者False。数目为n。列表为5.2步得到IPDELAY或者URLDELAY。图8中，交互类型为3，ClientID为101，数据类型为TYPEDELAY，返回标记为True，数目n为8，列表为8个IP地址及对应的延迟，即42.48.62.23:20，58.20.0.48:56，61.187.19.30:57，110.53.193.110:98，113.240.12.126:160，118.255.21.162:80，119.39.73.235:25，175.6.229.99:45。
5.4延迟获取模块将总延迟列表发送给服务器端定位评估模块。
第六步：定位评估模块接收经纬度Q＝(N28.5，E113.3)和总延迟列表，并对Q进行评估处理，发送显示请求，方法是：
6.1定位评估模块从定位响应模块接收经纬度Q＝(N28.5，E113.3)。
6.2定位评估模块从延迟获取模块接收总延迟列表，判定总延迟列表中交互类型是否为3，若是，转步骤6.3，否则转第八步。实施例中，总延迟列表中交互类型为3，转步骤6.3。
6.3定位评估模块根据Q、总延迟列表中的列表，查询位置延迟数据库，获取合适的表项数据，剔除异常数据，对Q进行评估，生成评估值a，方法如下：
6.3.1读取总延迟列表中的列表中8个(IP地址:延迟值)或者(URL:延迟值)的延迟值，组成延迟值序列D(d1,d2,…,dj,…，d8)为(20，56，57，98，160，80，25，45)，dj为列表中的第j个二元组的延迟值，1≤j≤8。
6.3.2在位置延迟数据库位置延迟表中找到离Q＝(N28.5，E113.3)距离最近的经纬度R＝(N28.5，E113.3)，距离计算公式与4.6步相同。
6.3.3对总延迟列表中的列表中8个(IP地址：延迟值)得到8个IP地址，从位置延迟表中找到R(N28.5，E113.3)到这8个IP地址的延迟数据，从而得到8个延迟值，延迟值序列E(e1,e2,…，ej,…，e8)为(20，26，37，48，60，80，29，55)，ej为延迟值序列E中的第j个延迟值。R为位置延迟表中的经纬度表项，IP地址和URL为位置延迟表中的IP地址表项和URL表项。
6.3.4对延迟值序列D和E，计算差异序列F(f1,f2,…，fj，…，fn)，fj为差异序列F中的第j个差异值。计算公式为fj＝|dj-ej|/ej。|dj-ej|表示对dj-ej取绝对值。实施例中，F为(0.00，1.15，0.54，1.04，1.67，0.00，0.14，0.18)。
6.3.5对F中的值进行从大到小排序，删除最大的n1个数据，n1为小于n的正整数(实施例中令n1＝2)，并删除D中与这n1个数据对应的延迟值，得到包含m＝n-n1(实施例中m＝8－2＝6)个延迟值的新延迟值序列G(g1,g2,…，gk,…，gm)，gk为G中的第k个延迟值，1≤k≤m。删除E中与这n1个数据对应的延迟值，得到包含m个延迟值的新延迟值序列H(h1,h2,…，hk,…，hm),hk为H中的第k个延迟值。实施例中，对F中的值进行从大到小排序，删除最大的2个数据，分别为第2个和第4个数据。删除D中与这2个数据对应的延迟值，得到包含6个延迟值的新延迟值序列G(g1,g2,…，gk,…，g6)为(20，57，98，80，25，45)。删除E中与这2个数据对应的延迟值，得到包含6个延迟值的新延迟值序列H(h1,h2,…，hk,…，h6)为(20，37，48，80，29，55)
6.3.6计算可信度
Figure GDA0002432348260000131
6.4因为a>B(B＝0.6)，则认为定位值Q是可信的。
6.5将Q、ClientID、与G对应的(IP地址，延迟值)或者(IP地址，URL)、可信度a和当前系统时间存入历史记录数据库。
6.6服务器端根据总延迟列表中的返回标记，因为返回标记为True，转6.7。
6.7将包含Q和可信度a的显示请求发送给客户端显示模块。
第七步：客户端显示模块从定位评估模块接收显示请求并进行显示。
第八步：结束。

Claims (8)

1.一种可信定位方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，构建可信定位服务系统，可信定位服务系统由服务器端和多个客户端组成，服务器端是服务器，客户端是终端，每个客户端具有唯一标识，记为ClientID；客户端与服务器端通过网络相连；
客户端安装有定位及IP数据获取模块、延迟获取模块和显示模块；服务器端安装有定位响应模块、定位评估模块、IPURL位置数据库、位置延迟数据库和历史记录数据库；
IPURL位置数据库存放IPURL位置表，IPURL位置表包含4个域：IP地址、URL、经纬度和可信度；IP地址和URL不能均为空，经纬度指拥有该IP地址或URL的客户端的经度和纬度，用二元组(纬度，经度)表示，一个客户端的经纬度用P表示，P＝(x,y)，x表示客户端所在位置的纬度，y表示客户端所在位置的经度；可信度是一个实数，0.0≤可信度≤1.0，可信度越高表示所属表项越真实可信；
位置延迟数据库存放位置延迟表，位置延迟表包含4个域：经纬度、IP地址、URL和延迟数据，经纬度、IP地址、URL的含义和IPURL位置表中相应域的含义相同，延迟数据指位于表项经纬度的客户端到该表项对应IP地址和URL的时间延迟，单位为毫秒；
历史记录数据库存放历史记录表，历史记录表包含6个域：经纬度、ClientID、IP地址、URL、延迟数据和时间，经纬度、IP地址、URL和延迟数据的含义和位置延迟表中相应域的含义相同，时间是指插入到该表项的时间；
定位及IP数据获取模块与定位响应模块相连，定位及IP数据获取模块向定位响应模块发送定位请求；定位响应模块与定位及IP数据获取模块、定位评估模块、IPURL位置数据库、延迟获取模块相连，定位响应模块从定位及IP数据获取模块接收定位请求，查询IPURL位置数据库得到IP地址列表或者URL列表，构建请求响应，并向延迟获取模块发送请求响应，向定位评估模块发送经纬度Q；延迟获取模块与定位响应模块和定位评估相连，延迟获取模块从定位响应模块接收请求响应，根据请求响应中的IP地址列表或者URL列表得到客户端到相应IP地址或者URL的延迟，构建总延迟列表，并向定位评估模块发送总延迟列表；定位评估模块与定位响应模块、位置迟延数据库、历史记录数据库和显示模块相连，定位评估模块从定位响应模块获得经纬度Q，从延迟获取模块接收总延迟列表，查询位置延迟数据库，获取满足条件延迟数据，定位评估模块设置一个可信度阀值B，B是一个小于等于1的实数，对延迟数据和B进行数据分析，给出定位评估结果，根据需要决定将定位评估结果是否发送给显示模块，最后将定位评估结果写入历史记录数据库；显示模块与定位评估模块相连，从定位评估模块接收定位评估结果，在客户端进行显示；
第二步，客户端定位及IP数据获取模块获取该客户端的定位信息和IP地址，方法是：
2.1定位及IP数据获取模块判断客户端是否拥有定位功能部件，如果拥有，则通过定位功能部件获取客户端定位数据，即经纬度P，P＝(x,y)；如果客户端不拥有定位功能部件，则置定位数据P＝(x,y)中的x和y为负数，表示无定位数据；
2.2定位及IP数据获取模块根据客户端能够使用的协议类型，确定数据类型；若客户端能够使用ICMP协议即互联网控制消息协议，则数据类型为TYPEIP；若客户端不能够使用ICMP，则数据类型为TYPEURL；
2.3定位及IP数据获取模块确定自身IP地址，若能够使用第三方插件或者系统命令获取自身IP，则获取自身IP；否则，置该客户端IP地址为0.0.0.0；
第三步：客户端定位及IP数据获取模块向服务器端发送定位请求，定位请求由交互类型、ClientID、数据类型、经纬度、IP地址5个域组成，交互类型指客户端和服务器端的交互类型，有3种，1表示定位请求，2表示定位请求响应，3表示总延迟列表发送请求；此时客户端向服务器端发送的定位请求中，交互类型为1；ClientID为该客户端的ClientID；数据类型为TYPEIP或者TYPEURL，由步骤2.2确定；经纬度为步骤2.1获得的P，IP地址为步骤2.3确定的IP地址；
第四步：服务器端定位响应模块响应客户端定位请求，方法是：
4.1定位响应模块确认收到的定位请求中交互类型是否为1，若是1，转步骤4.2，若不是1，转第八步；
4.2定位响应模块分析定位请求中的经纬度P，若P中的x,y均为负数，执行4.3：否则，执行4.5；
4.3判定定位请求中IP地址是否为0.0.0.0，若定位请求中IP地址不为0.0.0.0，转4.4；若定位请求中IP地址为0.0.0.0，定位响应模块通过调用开发环境功能函数获取发送定位请求的客户端的IP地址，转4.4；
4.4以定位请求中的IP地址或者获取的IP地址为条件，查询IPURL位置数据库，若IP地址在IPURL位置表中存在，则获得该IP地址所属表项中的经纬度，令该经纬度为Q且Q＝(x1,y1)，x1表示Q中的经度，y1表示Q中的纬度，转4.5；若IP地址在IPURL位置表中不存在，则通过第三方定位工具查询得到该IP地址所属客户端的经纬度，令该经纬度为Q且Q＝(x1,y1)，转4.6；
4.5置经纬度Q＝P；
4.6根据Q的值，从IPURL位置数据库中随机抽取与Q的距离d<A且可信度大于B的n个表项，并读取相应表项的IP地址或者URL，得到IP地址列表或者URL列表，生成请求响应，A为经纬度阀值，A为正实数，单位为度；
Figure FDA0002432348250000031
(x2,y2)为IPURL位置表中与Q相同IP地址所对应表项的经纬度，|x1-x2|,|y1-y2|表示纬度、经度之间的差值，当x1、x2均为N或均为S时，|x1-x2|表示x1、x2数值相减得到的绝对值；当x1、x2一个为N，另一个为S时，|x1-x2|表示x1、x2数值相加得到的绝对值；当y1、y2均为E或均为W时，|y1-y2|表示y1、y2数值相减得到的绝对值；当y1、y2一个为E，另一个为W时，|y1-y2|表示y1、y2数值相加得到的绝对值；请求响应由交互类型、数据类型、时间限制、数目、列表5个域组成，交互类型、数据类型与定位请求中相应域含义相同，时间限制表示客户端必须在多长时间内返回结果，数目指列表中IP地址或者URL的数量n，n为正整数；列表指从IPURL位置表中查询得到IP地址列表或者URL列表；此时生成的请求响应数据中交互类型的值为2，数据类型与第三步定位及IP数据获取模块向服务器端发送的定位请求中的数据类型相同，数目为n，列表指4.6步从IPURL位置表中查询得到IP地址列表或者URL列表；时间限制以毫秒为单位；
4.7定位响应模块将Q发送给定位评估模块，将请求响应返回给客户端的延迟获取模块，并记录发送时间T1；
第五步：客户端延迟获取模块从定位响应模块接收请求响应并对请求响应进行延迟分析，获取客户端到对应列表中IP地址或者URL的延迟，生成总延迟列表并发送给服务器端定位评估模块，方法是：
5.1延迟获取模块确认请求响应数据中交互类型是否为2，若是，转5.2；否则转第八步；
5.2延迟获取模块根据请求响应中数据类型确认调用的命令，若数据类型为TYPEIP，转5.2.1；若数据类型为TYPEURL，转5.2.3；
5.2.1调用系统ping命令，使用ICMP协议，逐个或者并发对请求响应列表域中n个IP地址进行ping操作，并获取这n个IP地址相应的n个延迟；
5.2.2将n个IP地址相应的延迟汇总成IP延迟列表IPDELAY，IPDELAY包含n个数据，每个数据是形如(IP地址，延迟值)的二元组，转步骤5.3；
5.2.3逐个或者并发对n个URL分别发送HTTP请求，记录HTTP请求发送时间t1和收到回复时间t2，按延迟计算公式分别计算客户端到每个URL的延迟，得到n个URL延迟；延迟计算公式为t2-t1；
5.2.4将n个URL延迟汇总成URL延迟列表URLDELAY，URLDELAY包含n个数据，每个数据为形如(URL，延迟值)的二元组，转步骤5.3；
5.3根据IPDELAY或者URLDELAY生成总延迟列表；总延迟列表由交互类型、ClientID、数据类型、返回标记、数目、列表6个域组成；交互类型、数据类型、ClientID的含义与定位请求中相应域的含义相同；返回标记分别为True或者False，True表示需要服务器端返回定位评估结果，False表示不需要返回定位评估结果；数目指IPDELAY或者URLDELAY中数据的个数，与第四步的中n相同；列表为5.2步得到IPDELAY或者URLDELAY；此时生成的总延迟列表中，交互类型的值为3，ClientID为发送总延迟列表客户端的ClientID；数据类型与请求响应数据的数据类型一致；返回标记分别为True或者False；数目为n；列表为5.2步得到IPDELAY或者URLDELAY；
5.4延迟获取模块将总延迟列表发送给服务器端定位评估模块；
第六步：定位评估模块接收经纬度Q和总延迟列表，并对Q进行评估处理，方法是：
6.1定位评估模块从定位响应模块接收经纬度Q；
6.2定位评估模块从延迟获取模块接收总延迟列表，判定总延迟列表中交互类型是否为3，若是，转步骤6.3，否则转第八步；
6.3定位评估模块根据Q、总延迟列表中的列表，查询位置延迟数据库，获取合适的表项数据，剔除异常数据，对Q进行评估，生成评估值a，方法如下：
6.3.1读取总延迟列表中的列表中n个(IP地址，延迟值)或者(URL，延迟值)的延迟值，组成延迟值序列D(d1,d2,…,dj,…，dn)，dj为列表中的第j个二元组的延迟值，1≤j≤n；
6.3.2在位置延迟数据库位置延迟表中找到离Q距离最近的经纬度R；
6.3.3对列表中n个(IP地址，延迟值)或者(URL，延迟值)，从位置延迟表中找到R到对应IP地址或者URL的延迟，从而得到n个延迟值，设为延迟值序列E(e1,e2,…，ej,…，en)，ej为延迟值序列E中的第j个延迟值；R为位置延迟表中的经纬度表项，IP地址和URL为位置延迟表中的IP地址表项和URL表项；
6.3.4对延迟值序列D和E，计算差异序列F(f1,f2,…，fj，…，fn)，fj为差异序列F中的第j个差异值，计算公式为fj＝|dj-ej|/ej，|dj-ej|表示对dj-ej取绝对值；
6.3.5对F中的值进行从大到小排序，删除最大的n1个数据，n1为小于n的正整数，并删除D中与这n1个数据对应的延迟值，得到包含m＝n-n1个延迟值的新延迟值序列G(g1,g2,…，gk,…，gm)，m＝n-n1，gk为G中的第k个延迟值，1≤k≤m；删除E中与这n1个数据对应的延迟值，得到包含m个延迟值的新延迟值序列H(h1,h2,…，hk,…，hm),hk为H中的第k个延迟值；
6.3.6计算可信度
Figure FDA0002432348250000051
6.4若a>B，则认为定位值Q是可信的，否则认为Q是不可信的；6.5将Q、ClientID、与G对应的(IP地址，延迟值)或者(IP地址，URL)、可信度a和当前系统时间存入历史记录数据库；
6.6服务器端根据总延迟列表中的返回标记，若返回标记为True，转6.7；若返回标记为False，转第八步；
6.7将包含Q和可信度a的显示请求发送给客户端显示模块；
第七步：客户端显示模块从定位评估模块接收显示请求并进行显示；
第八步：结束。
2.如权利要求1所述的一种可信定位方法，其特征在于所述终端指手机或移动电脑或PC机或可以上网的嵌入式设备。
3.如权利要求1所述的一种可信定位方法，其特征在于所述可信度阀值B满足0.5≤B≤1；所述经纬度阀值A满足0度≤A<10度。
4.如权利要求1所述的一种可信定位方法，其特征在于所述定位功能部件指GPS或者北斗定位系统。
5.如权利要求1所述的一种可信定位方法，其特征在于4.3步所述开发环境功能函数包括Java中request.getRemoteAddr()函数、C/C++中gethostbyname()函数、Python中socket.gethostbyname()和PHP$_SERVER[‘REMOTE_ADDR’]。
6.如权利要求1所述的一种可信定位方法，其特征在于4.4步所述第三方定位工具指百度的IP定位API。
7.如权利要求1所述的一种可信定位方法，其特征在于所述请求响应中时间限制设置为100-10000毫秒。
8.如权利要求1所述的一种可信定位方法，其特征在于所述4.6步中所述从IPURL位置数据库中随机抽取n个表项的方法是俄罗斯轮盘赌方法。
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