En la era de Internet móvil, los teléfonos móviles se han convertido en el equipo estándar de la vida de todos. En estos teléfonos móviles se instalan diversas aplicaciones, que brindan diversos servicios y cambian por completo nuestra vida. Todo el mundo debería haber utilizado los servicios de posicionamiento. Por ejemplo, muchas personas instalan software de posicionamiento de teléfonos móviles para niños o ancianos para evitar que los ancianos y los niños se pierdan. Esto se aplicará a la tecnología de posicionamiento. Esta tecnología proporciona soporte auxiliar para muchos servicios de aplicaciones.
Algunas personas contratarán a piratas informáticos para que utilicen la tecnología de "ubicación" para rastrear y ubicar a personas relevantes, ¡violando la privacidad de otras personas! Entonces, ¿cuál es el principio de esta tecnología? ¿Cómo utilizar esta tecnología para localizar rápidamente la ubicación de otras personas? ¡Hoy usaremos el contenido de este artículo para brindarle una explicación detallada de "el principio y la implementación del posicionamiento del teléfono móvil"!
1. Tecnología de posicionamiento común
Hay 6 tipos de tecnologías de posicionamiento a gran escala actualmente en uso, que se dividen en dos categorías
Posicionamiento por satélite: incluyendo GPS, AGPS, Glonass, Beidou.
Posicionamiento asistido por tierra: incluido el posicionamiento de la estación base y el posicionamiento asistido por WiFi.
2. Principios comunes de la tecnología de posicionamiento
Los sistemas de posicionamiento satelital comunes incluyen GPS, Beidou, Galileo y Glonass. Aunque los servicios proporcionados por estos sistemas son algo diferentes, los principios de posicionamiento detrás de ellos son los mismos. Ahora tome el GPS más utilizado como ejemplo para introducir el posicionamiento satelital.
GPS (Sistema de Posicionamiento Global) es un sistema de posicionamiento global, que es un sistema de navegación y posicionamiento por satélite establecido por los EE. UU. Con este sistema, los usuarios pueden lograr navegación y posicionamiento y velocidad tridimensionales en tiempo real, continuos y en todo clima. medición en todo el mundo; además, con este sistema, los usuarios también pueden realizar transferencias de tiempo de alta precisión y posicionamiento de precisión de alta precisión.
1.1 Composición del sistema GPS
El sistema GPS incluye tres partes: parte espacial - constelación de satélites GPS; parte de control terrestre - parte de monitoreo terrestre; parte del equipo del usuario - receptor de señal GPS.
1.1.1 Satélites de trabajo GPS y sus constelaciones
21 satélites en funcionamiento y 3 satélites de repuesto en órbita forman la constelación de satélites GPS. Los 24 satélites se encuentran a una altura de 20200km del suelo, su período de operación es de 11 horas y 58 minutos (el tiempo sideral es de 12 horas), están distribuidos uniformemente en 6 planos orbitales, con una inclinación orbital de 55 grados y una distancia de 60 grados entre cada plano orbital La diferencia entre los satélites en el plano es de 90 grados. Cuando el satélite pasa por el cenit, el tiempo visible del satélite es de 5 horas. En cualquier lugar de la superficie terrestre en cualquier momento, en un ángulo de altitud de más de 15 grados, se puede observar un promedio de 6 satélites al mismo tiempo. tiempo, y se pueden observar hasta 9 satélites al mismo tiempo. Para comprender las coordenadas tridimensionales de la estación de cálculo, se deben observar cuatro satélites GPS, que se denominan constelaciones de posicionamiento.
1.1.2 Sistema de vigilancia terrestre
Para navegación y posicionamiento, el satélite GPS es un punto conocido dinámicamente. La posición de la estrella se calcula en base a las efemérides del lanzamiento del satélite, los parámetros que describen el movimiento del satélite y su órbita. Las efemérides emitidas por cada satélite GPS son proporcionadas por el sistema de monitoreo en tierra. El equipo de tierra debe monitorear y controlar si los diversos equipos del satélite funcionan normalmente y si el satélite ha estado funcionando a lo largo de la órbita predeterminada. Otra función importante del sistema de monitoreo terrestre es mantener la hora de cada satélite, averiguar la diferencia de reloj y luego enviarla al satélite desde la estación de inyección terrestre y luego enviar el satélite al equipo del usuario a través del mensaje de navegación.
El sistema de monitoreo en tierra del satélite de trabajo GPS incluye una estación de control principal, tres estaciones de inyección y cinco estaciones de monitoreo. El papel de la estación maestra de control es calcular las efemérides del satélite y los parámetros de corrección del reloj del satélite en base a los datos de observación del GPS por parte de cada estación de monitoreo, e inyectar estos datos al satélite a través de la estación de inyección; Control, dar instrucciones al satélite, cuando el satélite en funcionamiento falla, envíe un satélite de repuesto para reemplazar el satélite en funcionamiento fallido; además, la estación de control principal también tiene la función de una estación de monitoreo; la tarea principal de la estación de monitoreo es proporcionar observación satelital para la estación de control principal Data; la tarea de la estación de inyección es inyectar el mensaje de navegación enviado por la estación de control maestra en la memoria del satélite correspondiente.
1.1.3 Receptor de señal GPS
Puede capturar las señales de los satélites a medir seleccionados de acuerdo con un cierto ángulo de corte de altitud del satélite, rastrear el funcionamiento de estos satélites, transformar, amplificar y procesar las señales GPS recibidas, para medir la señal GPS del satélite. a la antena del receptor Puede interpretar el mensaje de navegación enviado por el satélite GPS y calcular la posición tridimensional de la estación en tiempo real, e incluso la velocidad y el tiempo tridimensionales.
1.2 Principio de posicionamiento GPS
El principio básico del sistema de navegación GPS es medir la distancia entre el satélite conocido y el receptor del usuario, y luego integrar los datos de múltiples satélites para conocer la posición específica del receptor. Para lograr este propósito, la posición del satélite se puede encontrar en las efemérides del satélite según la hora registrada por el reloj de a bordo. La distancia del usuario al satélite se obtiene registrando el tiempo que tarda la señal del satélite en propagarse al usuario y luego multiplicándolo por la velocidad de la luz (debido a la interferencia de la ionosfera atmosférica, esta distancia no es la real). distancia entre el usuario y el satélite, pero Pseudorange).
Cuando el satélite GPS funciona normalmente, transmitirá continuamente mensajes de navegación con códigos pseudoaleatorios (denominados pseudocódigos) compuestos por 1 y 0 símbolos binarios. El mensaje de navegación incluye efemérides del satélite, estado de funcionamiento, corrección del reloj, corrección del retraso ionosférico, corrección de la refracción atmosférica y otra información. El papel de la parte satelital del sistema de navegación GPS es transmitir continuamente mensajes de navegación. Sin embargo, dado que el reloj utilizado por el receptor del usuario y el reloj a bordo del satélite no siempre se pueden sincronizar, además de las coordenadas tridimensionales del usuario x, y, z, una variable t, que es la diferencia horaria entre el satélite y el receptor, debe introducirse como una incógnita, y luego usar 4 ecuaciones para resolver estas 4 incógnitas. Entonces, si desea conocer la ubicación del receptor, debe poder recibir señales de al menos 4 satélites.
La resolución de x, y, z y t de las cuatro ecuaciones anteriores se puede utilizar para la sincronización y el posicionamiento. El método de posicionamiento GPS no requiere una tarjeta SIM y no necesita estar conectado a la red. Siempre que esté al aire libre, básicamente puede ubicar con precisión en cualquier momento y en cualquier lugar. Otros tipos de métodos de posicionamiento por satélite son similares al GPS y no se describirán aquí.
Posicionamiento de la estación base, también conocido como LBS, Location Based Service (servicio basado en la ubicación).
2.1 Conceptos relacionados
Debido a que las señales en el mismo rango de frecuencia se interferirán entre sí, para evitar que las estaciones base adyacentes interfieran entre sí, las estaciones base adyacentes seleccionarán diferentes canales (señales en diferentes rangos de frecuencia) para comunicarse con los dispositivos móviles. La figura anterior es un diagrama esquemático de una estación base móvil celular, y dos estaciones base adyacentes tienen diferentes bandas de frecuencia de comunicación. Las estaciones base no existen de forma aislada y sus áreas de cobertura se transfieren entre sí para formar una enorme red de comunicaciones móviles.
Después de encender el dispositivo móvil con la tarjeta SIM insertada, buscará activamente la información de la estación base circundante y establecerá contacto con la estación base, y en el área donde se puede buscar la señal, el teléfono móvil puede buscar más de una estación base, pero la distancia es diferente. La estación base con la distancia más cercana y la señal más fuerte se seleccionará como la estación base de comunicación. El resto de las estaciones base no son inútiles. Cuando su ubicación se mueva, la intensidad de la señal de las diferentes estaciones base cambiará. Si la señal de la estación base A no es tan buena como la de la estación base B, el teléfono móvil primero se comunicará con Estación base B para evitar que la conexión se interrumpa repentinamente Comunicación, después de coordinar el método de comunicación, cambiará de A a B. Esta es la razón por la que consumes más energía en el tren que en casa cuando estás en modo de espera para el mismo día.El teléfono móvil necesita buscar y conectarse constantemente a la estación base. Cada vez que tomo el tren, pongo mi teléfono móvil en modo avión, veo películas y escucho canciones, y aún puede durar mucho tiempo.
En esta enorme red móvil, según la celda en la que te encuentres, la estación base a la que perteneces puede conocer aproximadamente la información de tu ubicación, y si agregas algunos algoritmos de estimación, puedes averiguar tu ubicación con mayor precisión.
2.2 Principio de posicionamiento de la estación base
El teléfono móvil mide las señales piloto de enlace descendente de diferentes estaciones base y obtiene el TOA (tiempo de llegada) o TDOA (diferencia de tiempo de llegada) de las señales piloto de enlace descendente de diferentes estaciones base.De acuerdo con los resultados de la medición y las coordenadas de la estaciones base, el algoritmo de estimación de fórmula triangular se usa generalmente para calcular la ubicación del teléfono móvil. El algoritmo de estimación de ubicación real necesita considerar el posicionamiento de múltiples estaciones base (3 o más), por lo que el algoritmo es mucho más complicado. En términos generales, cuanto mayor sea el número de estaciones base medidas por la estación móvil, mayor será la precisión de la medición y más evidente será la mejora del rendimiento de posicionamiento.
La introducción anterior es algo oficial y no muy fácil de entender. Para decirlo sin rodeos, cuanto más lejos de la estación base, peor es la señal. De acuerdo con la intensidad de la señal recibida por el teléfono móvil, la distancia desde la estación base se puede estimar aproximadamente. Cuando el teléfono móvil busca al menos tres bases Señales de estación al mismo tiempo (la cobertura de red actual es muy fácil) Una cosa), puede estimar aproximadamente la distancia desde la estación base; la estación base está determinada de forma única en la red móvil, y su ubicación geográfica también es única, por lo que puede obtener la distancia entre las tres estaciones base (tres puntos) y el teléfono móvil, de acuerdo con El principio de posicionamiento de tres puntos requiere solo dibujar círculos con la estación base como el centro y la distancia como el radio, y la intersección de estos círculos es la ubicación del teléfono móvil. Lo mismo ocurre con el principio de posicionamiento de tres puntos de WeChat en Internet.
Cuando se coloca la estación base, la señal se interfiere fácilmente, por lo que la inexactitud de su posicionamiento está determinada de forma inherente. La precisión es de unos 150 metros, y es básicamente imposible conducir y navegar. La condición de posicionamiento es que debe estar en una ubicación con señales de la estación base, el teléfono móvil está en el estado de registro de la tarjeta SIM (no funcionará abrir wifi y sacar la tarjeta SIM en modo avión) y debe recibir señales de 3 bases estaciones, sin importar si es en el interior o no. Sin embargo, la velocidad de posicionamiento es súper rápida y se puede posicionar una vez que hay una señal. En la actualidad, el objetivo principal es comprender rápida y aproximadamente su posición sin GPS ni wifi. Además, si no tiene un paquete de datos de ubicación de la estación base en su teléfono móvil, aún necesita estar conectado a Internet.
Cuando un dispositivo está en una red de este tipo, los datos recopilados que pueden identificar los AP se pueden enviar al servidor de ubicación, y el servidor recupera la ubicación geográfica de cada AP y combina la fuerza de cada señal para calcular la ubicación del dispositivo. La ubicación geográfica se devuelve al equipo del usuario, y su método de cálculo es similar al de la posición de posicionamiento de la estación base, que también utiliza tecnología de posicionamiento de tres puntos o posicionamiento de múltiples puntos.
El proveedor de servicios de localización debe actualizar y complementar constantemente su propia base de datos para garantizar la precisión de los datos. Entonces, la pregunta es, ¿cómo se recopilan estos datos de mapeo de ubicación AP? Se puede dividir aproximadamente en dos tipos: recopilación activa y presentación del usuario.
Colección activa:
El coche de tiro de Street View de Google, ¿no te lo esperabas? Es un dispositivo de recolección. Recoge señales inalámbricas a lo largo del camino y marca las coordenadas localizadas por GPS y las envía de vuelta al servidor.
Envío del usuario:
Cuando un usuario de teléfono móvil Android activa "Usar posicionamiento de red inalámbrica", se le preguntará si permite el uso del servicio de ubicación de Google. Si se permite, Google recopilará la información de ubicación del usuario. El iPhone recopilará automáticamente la dirección MAC de Wi-Fi, la información de ubicación del GPS, el código de la estación base del operador, etc., y lo enviará al servidor de Apple.
Al igual que el posicionamiento de la estación base, el posicionamiento Wi-Fi tiene un buen efecto en lugares con puntos de acceso densos. Si hay pocos AP, es difícil ubicarlos con precisión. En términos generales, la implementación del método de posicionamiento Wi-Fi es relativamente difícil y la facilidad de uso y la precisión no son altas. Por lo tanto, es principalmente un método de posicionamiento auxiliar.
Cuando se trata de asistencia, vamos a hablar de A-GPS.
A-GPS, GPS asistido, sistema de posicionamiento global por satélite asistido. Como puede ver por el nombre, esta es una característica mejorada del GPS.
AGPS (AssistedGPS: Sistema de posicionamiento satelital global asistido) es una combinación de GSM/GPRS y posicionamiento satelital tradicional, que utiliza la estación base para enviar información satelital auxiliar para reducir el tiempo de demora para que el chip GPS obtenga señales satelitales y la señal de la estación base. también se puede tomar prestado en interiores bajo techo Compensar y reducir la dependencia de los chips GPS de los satélites. AGPS utiliza la señal de la estación base del teléfono móvil, complementada con la conexión al servidor de posicionamiento remoto para descargar datos satelitales, y luego coopera con el receptor satelital GPS tradicional para acelerar la velocidad de posicionamiento. Es una tecnología que combina la información de la estación base de la red y la información del GPS para ubicar las estaciones móviles. Utiliza tanto el sistema de posicionamiento satelital global GPS como las estaciones base móviles para resolver el problema de la cobertura del GPS. Puede usarse en redes G, C de segunda generación. y redes 3G utilizadas en.
El sistema GPS ordinario está compuesto por satélites GPS y receptores GPS. A diferencia del GPS ordinario, AGPS también tiene un servidor de posicionamiento auxiliar en el sistema. En una red AGPS, un receptor puede obtener asistencia de posicionamiento a través de la comunicación con un servidor de asistencia. Dado que las tareas entre el receptor AGPS y el servidor auxiliar se dividen mutuamente, AGPS a menudo tiene capacidades de posicionamiento más rápidas y mayor eficiencia que los sistemas GPS ordinarios, y puede capturar señales GPS rápidamente. El tiempo se reducirá considerablemente, generalmente solo unos segundos (el el tiempo de primera captura de un receptor GPS simple puede demorar de 2 a 3 minutos), y la precisión es de solo unos pocos metros, que es mayor que la precisión del GPS. El uso de receptores AGPS ya no tiene que descargar y decodificar los datos de navegación de los satélites GPS, por lo que hay más tiempo y potencia de procesamiento para rastrear las señales GPS, lo que reduce el tiempo para la primera corrección, aumenta la sensibilidad y maximiza la disponibilidad.
Pasos básicos del posicionamiento AGPS
La ventaja de AGPS radica principalmente en su precisión de posicionamiento. En áreas abiertas, como al aire libre, su precisión puede alcanzar unos 10 metros en un entorno de trabajo GPS normal, lo que puede denominarse una tecnología de posicionamiento con la precisión de posicionamiento más alta en la actualidad. Otra ventaja es: el tiempo de captura de señales GPS por primera vez generalmente solo toma unos pocos segundos, a diferencia del tiempo de captura de GPS por primera vez que puede tomar de 2 a 3 minutos. Aunque la precisión de posicionamiento de la tecnología AGPS es muy alta y el tiempo para capturar señales GPS por primera vez es corto, esta tecnología también tiene algunas deficiencias. En primer lugar, el problema del posicionamiento en interiores sigue sin resolverse satisfactoriamente. Además, el posicionamiento de AGPS debe transmitirse a través de la red varias veces (hasta seis transmisiones unidireccionales), lo que se considera que ocupa una gran cantidad de recursos aéreos para los operadores y generará mucho tráfico para el costo de los consumidores. Además, los teléfonos móviles AGPS tienen una cierta carga adicional en el consumo de energía en comparación con los teléfonos móviles normales, lo que reduce indirectamente el tiempo de espera de los teléfonos móviles. Además, en ocasiones no es posible obtener señales de múltiples satélites, normalmente por la limitación del entorno donde se encuentra la antena receptora de tu teléfono AGPS. En este caso, la función AGPS no funcionará bien.
Conociendo el "método de implementación del desarrollador" de estos métodos de posicionamiento, el desarrollador puede estar sudando por todas partes. ¿La aplicación "mantiene la estación base y la base de datos WIFI por sí misma" como se mencionó anteriormente?
Respuesta: Por supuesto que no. En la práctica real de la ingeniería, existen dos enfoques principales:
Uno de los medios: llamar a la capacidad de posicionamiento a nivel del sistema
No importa qué sistema (IOS, Android, WP) proporcione un conjunto de capacidades de posicionamiento a nivel de sistema, dichas capacidades de posicionamiento corresponden a un conjunto de API a nivel de sistema. En términos generales, esta API siempre tiene las siguientes opciones de precisión:
Alta precisión: si se pueden encontrar satélites GPS, use GPS para posicionamiento, de lo contrario, use WIFI para posicionamiento.Si tanto WIFI como GPS no logran ubicar con éxito, solo puede dar el resultado de posicionamiento basado en la estación base.
Equilibre el consumo de energía: desactive el GPS (porque consume mucha energía), use WIFI primero y use la estación base para el posicionamiento si WIFI no está disponible.
Bajo consumo de energía (posicionamiento pasivo): De acuerdo con las regulaciones de diferentes sistemas, los métodos de implementación también son diferentes, pero generalmente comparten los resultados de posicionamiento de otras aplicaciones, es decir, otras aplicaciones obtienen posiciones con alta precisión y consumo de energía equilibrado, entonces esta posición también se empuja a la aplicación que actualmente usa "posicionamiento de baja potencia", es decir, la aplicación no consume consumo de energía adicional y el posicionamiento se completa.
Sin embargo, debemos admitir que en los sistemas IOS y WP, debido a que el sistema operativo no abre la interfaz para leer estaciones base y WIFI, de hecho, la capacidad de posicionamiento del sistema operativo ha formado un monopolio y los desarrolladores no pueden realizar capacidades de posicionamiento independientes.. Esto también conducirá al mismo error de posicionamiento de todas las aplicaciones al mismo tiempo en los teléfonos Apple y WP.
Método 2: Llame al SDK de posicionamiento de terceros
Para los sistemas de teléfonos móviles Android que pueden leer públicamente la información de la estación base y WIFI, los fabricantes de mapas han implementado su propio SDK de posicionamiento. La función de este SDK de posicionamiento es leer la información de posicionamiento original a través de la interfaz del sistema y luego consultar a la base escaneada actualmente. estaciones y ubicaciones WIFI, finalmente se calcula un resultado de posicionamiento más preciso y se devuelve al desarrollador a través de la interfaz SDK. La ventaja de hacer esto es que puede hacer que la capacidad de posicionamiento de la aplicación sea independiente del sistema del teléfono móvil.
Localizar la ubicación de los teléfonos móviles de otras personas implicará problemas de privacidad, por lo que el método de estudio solo se recomienda para localizar el paradero de ancianos y niños para garantizar la seguridad de ancianos y niños, ¡y no se puede utilizar para actividades ilegales!
1. Método convencional
Actualmente, el sistema de personalización de la mayoría de las marcas de teléfonos móviles tendrá una función de búsqueda de teléfonos móviles.Si otras marcas no tienen una función de búsqueda de teléfonos móviles pero quieren localizar el teléfono móvil, solo pueden hacerlo instalando una aplicación de terceros.. A través de la función de posicionamiento del teléfono móvil que viene con la aplicación de terceros, puede ubicar fácilmente la ubicación de los teléfonos móviles de otras personas.
2. Método especial
Obtener permisos de telefonía móvil a través de la implantación del programa caballo de Troya para realizar el posicionamiento
Este método tiene muchos permisos para obtener el teléfono móvil de la otra parte, no solo puede obtener la ubicación, sino también llamadas, mensajes de texto y registros de chat.
