W dobie mobilnego Internetu telefony komórkowe stały się standardowym wyposażeniem życia każdego człowieka. W tych telefonach instalowane są różne aplikacje, które zapewniają różne usługi i całkowicie zmieniają nasze życie. Każdy powinien był korzystać z usług pozycjonowania. Na przykład wiele osób instaluje oprogramowanie do pozycjonowania telefonów komórkowych dla dzieci lub osób starszych, aby zapobiec zgubieniu się osób starszych i dzieci. Zostanie to zastosowane w technologii pozycjonowania. Ta technologia zapewnia pomocniczą obsługę wielu usług aplikacyjnych.
Niektóre osoby zatrudniają hakerów, aby używali technologii „lokalizacji" do śledzenia i lokalizowania odpowiednich osób, naruszając prywatność innych osób! Jaka jest więc zasada tej technologii? Jak wykorzystać tę technologię do szybkiego zlokalizowania lokalizacji innych osób? Dziś wykorzystamy treść tego artykułu, aby szczegółowo wyjaśnić „zasadę i realizację pozycjonowania telefonu komórkowego"!
1. Wspólna technologia pozycjonowania
Obecnie w użyciu jest 6 rodzajów technologii pozycjonowania na dużą skalę, które są podzielone na dwie kategorie
Pozycjonowanie satelitarne: w tym GPS, AGPS, Glonass, Beidou.
Pozycjonowanie wspomagane naziemnie: w tym pozycjonowanie stacji bazowej i pozycjonowanie wspomagane przez Wi-Fi.
2. Wspólne zasady technologii pozycjonowania
Popularne systemy pozycjonowania satelitarnego obejmują GPS, Beidou, Galileo i Glonass. Chociaż usługi świadczone przez te systemy są nieco inne, zasady pozycjonowania za nimi stoją takie same. Weźmy teraz za przykład najczęściej używany GPS, aby wprowadzić pozycjonowanie satelitarne.
GPS (Global Positioning System) to globalny system pozycjonowania, który jest satelitarnym systemem nawigacji i pozycjonowania ustanowionym przez Stany Zjednoczone. Dzięki temu systemowi użytkownicy mogą uzyskać stałą, trójwymiarową nawigację i pozycjonowanie w czasie rzeczywistym w każdych warunkach pogodowych oraz prędkość pomiary na całym świecie; ponadto, korzystając z tego systemu, użytkownicy mogą również wykonywać bardzo precyzyjne przenoszenie czasu i bardzo precyzyjne precyzyjne pozycjonowanie.
1.1 Skład systemu GPS
System GPS składa się z trzech części: część kosmiczna - konstelacja satelitów GPS; część kontroli naziemnej - część monitorowania naziemnego; część sprzętu użytkownika - odbiornik sygnału GPS.
1.1.1 Satelity robocze GPS i ich konstelacje
21 działających satelitów i 3 zapasowe satelity na orbicie tworzą konstelację satelitów GPS. 24 satelity znajdują się na wysokości 20200 km nad ziemią, a ich czas działania wynosi 11 godzin i 58 minut (czas gwiazdowy to 12 godzin) Są one rozmieszczone równomiernie na 6 płaszczyznach orbity o nachyleniu orbity 55 stopni i odległości 60 stopni między każdą płaszczyzną orbity.Różnica między satelitami w płaszczyźnie wynosi 90 stopni. Kiedy satelita przechodzi przez zenit, czas widzialności satelity wynosi 5 h. W dowolnym miejscu na powierzchni ziemi w dowolnym czasie, pod kątem wysokości większym niż 15 stopni, można obserwować średnio 6 satelitów w tym samym czasie czasu i jednocześnie można obserwować do 9 satelitów. Aby zrozumieć trójwymiarowe współrzędne stacji obliczeniowej, należy obserwować cztery satelity GPS, które nazywane są konstelacjami pozycjonującymi.
1.1.2 System monitorowania naziemnego
Do celów nawigacji i pozycjonowania satelita GPS jest dynamicznie znanym punktem. Pozycja gwiazdy jest obliczana na podstawie efemeryd wystrzelenia satelity - parametrów opisujących ruch satelity i jego orbitę. Efemerydy nadawane przez każdego satelitę GPS są dostarczane przez naziemny system monitorowania. To, czy różne urządzenia na satelicie działają normalnie i czy satelita porusza się po określonej orbicie, musi być monitorowane i kontrolowane przez sprzęt naziemny. Inną ważną funkcją systemu monitorowania naziemnego jest utrzymywanie czasu każdego satelity, znajdowanie różnicy zegarów, a następnie wysyłanie go do satelity z naziemnej stacji wtrysku, a następnie wysyłanie satelity do sprzętu użytkownika za pośrednictwem komunikatu nawigacyjnego.
System monitorowania naziemnego satelity roboczego GPS obejmuje główną stację kontrolną, trzy stacje wtryskowe i pięć stacji monitorujących. Rolą nadrzędnej stacji kontrolnej jest obliczanie efemeryd satelity i parametrów korekcyjnych zegara satelitarnego na podstawie danych obserwacyjnych GPS przez każdą stację monitorującą i wprowadzanie tych danych do satelity za pośrednictwem stacji wtryskowej; Kontrola, wydawanie instrukcji do satelity w przypadku awarii satelity sprawnego wysłać satelitę zapasowego w miejsce niesprawnego satelity sprawnego; ponadto główna stacja kontrolna pełni również funkcję stacji monitorującej; głównym zadaniem stacji monitorującej jest obserwacja satelitarna dla główna stacja kontrolna Data; zadaniem stacji wtryskowej jest wstrzyknięcie komunikatu nawigacyjnego wysłanego przez główną stację kontrolną do pamięci odpowiedniego satelity.
1.1.3 Odbiornik sygnału GPS
Może przechwytywać sygnały satelitów, które mają być zmierzone, zgodnie z określonym kątem odcięcia wysokości satelity, śledzić działanie tych satelitów, przekształcać, wzmacniać i przetwarzać odbierane sygnały GPS, aby zmierzyć sygnał GPS z satelity do anteny odbiornika Potrafi zinterpretować komunikat nawigacyjny wysłany przez satelitę GPS, obliczyć trójwymiarową pozycję stacji w czasie rzeczywistym, a nawet trójwymiarową prędkość i czas.
1.2 Zasada pozycjonowania GPS
Podstawową zasadą działania systemu nawigacji GPS jest pomiar odległości między znanym satelitą a odbiornikiem użytkownika, a następnie integracja danych z wielu satelitów w celu poznania konkretnej pozycji odbiornika. W tym celu pozycję satelity można znaleźć w efemerydach satelity zgodnie z czasem zarejestrowanym przez zegar pokładowy. Odległość od użytkownika do satelity jest uzyskiwana poprzez rejestrację czasu potrzebnego do rozejścia się sygnału satelitarnego do użytkownika, a następnie pomnożenie go przez prędkość światła (ze względu na interferencję jonosfery atmosferycznej odległość ta nie jest rzeczywistą odległości między użytkownikiem a satelitą, ale pseudoodległości).
Podczas normalnej pracy satelita GPS będzie w sposób ciągły przesyłać komunikaty nawigacyjne z kodami pseudolosowymi (zwanymi pseudokodami) składającymi się z symboli binarnych 1 i 0. Wiadomość nawigacyjna zawiera efemerydy satelitarne, stan pracy, korektę zegara, korektę opóźnienia jonosferycznego, korektę refrakcji atmosferycznej i inne informacje. Rolą części satelitarnej systemu nawigacji GPS jest ciągłe przesyłanie komunikatów nawigacyjnych. Ponieważ jednak zegar używany przez odbiornik użytkownika i zegar pokładowy satelity nie zawsze mogą być zsynchronizowane, oprócz trójwymiarowych współrzędnych użytkownika x, y, z, zmienna t, która jest różnicą czasu między satelitą a odbiorcę, należy wprowadzić jako niewiadomą, a następnie użyć 4 równań, aby rozwiązać te 4 niewiadome. Jeśli więc chcesz znać lokalizację odbiornika, musisz mieć możliwość odbierania sygnałów z co najmniej 4 satelitów.
Rozwiązanie x, y, z i t z powyższych czterech równań można wykorzystać do pomiaru czasu i pozycjonowania. Metoda pozycjonowania GPS nie wymaga karty SIM i nie musi być podłączony do sieci.Tak długo, jak jesteś na zewnątrz, możesz w zasadzie dokładnie zlokalizować zawsze i wszędzie. Inne rodzaje metod pozycjonowania satelitarnego są podobne do GPS i nie będą tutaj opisywane.
Pozycjonowanie stacji bazowej, znane również jako LBS, Location Based Service (usługa oparta na lokalizacji).
2.1 Pojęcia pokrewne
Ponieważ sygnały w tym samym zakresie częstotliwości będą się wzajemnie zakłócać, aby zapobiec wzajemnemu zakłócaniu się sąsiednich stacji bazowych, sąsiednie stacje bazowe będą wybierać różne kanały (sygnały w różnych zakresach częstotliwości) do komunikacji z urządzeniami mobilnymi. Powyższy rysunek jest schematycznym diagramem komórkowej mobilnej stacji bazowej, a dowolne dwie sąsiednie stacje bazowe mają różne pasma częstotliwości komunikacji. Stacje bazowe nie istnieją w odosobnieniu, a ich obszary zasięgu są przekazywane sobie nawzajem, tworząc ogromną mobilną sieć komunikacyjną.
Po włączeniu urządzenie mobilne z włożoną kartą SIM będzie aktywnie wyszukiwać informacje o otaczającej stacji bazowej i nawiązywać kontakt ze stacją bazową, a w obszarze, w którym można przeszukiwać sygnał, telefon komórkowy może wyszukać więcej niż jedną stację bazową, ale odległość jest inna. Stacja bazowa o najbliższej odległości i najsilniejszym sygnale zostanie wybrana jako komunikacyjna stacja bazowa. Pozostałe stacje bazowe nie są bezużyteczne. Gdy Twoja lokalizacja się zmieni, siła sygnału różnych stacji bazowych ulegnie zmianie. Jeśli sygnał stacji bazowej A nie jest tak dobry jak stacji bazowej B, telefon komórkowy najpierw skomunikuje się z stacji bazowej B, aby zapobiec nagłemu przerwaniu połączenia.Komunikacja, po skoordynowaniu metody komunikacji, nastąpi przełączenie z A na B. Dlatego w pociągu zużywasz więcej energii niż w domu, gdy tego samego dnia jesteś w stanie gotowości.Telefon komórkowy musi nieustannie wyszukiwać i łączyć się ze stacją bazową. Za każdym razem, gdy jadę pociągiem, przełączam telefon komórkowy w tryb samolotowy, oglądam filmy i słucham piosenek, a to może trwać jeszcze długo.
W tej ogromnej sieci komórkowej, w zależności od komórki, w której się znajdujesz, stacja bazowa, do której należysz, może z grubsza znać informacje o Twojej lokalizacji, a jeśli dodasz kilka algorytmów szacowania, możesz dokładniej określić swoją lokalizację.
2.2 Zasada pozycjonowania stacji bazowej
Telefon komórkowy mierzy sygnały pilota łącza w dół różnych stacji bazowych i uzyskuje TOA (czas przybycia) lub TDOA (różnica czasu przybycia) sygnałów pilota łącza w dół różnych stacji bazowych.Zgodnie z wynikami pomiarów i współrzędnymi stacji bazowych algorytm szacowania według formuły trójkątnej jest zwykle używany do obliczania lokalizacji telefonu komórkowego. Rzeczywisty algorytm szacowania lokalizacji musi uwzględniać pozycjonowanie wielu stacji bazowych (3 lub więcej), więc algorytm jest znacznie bardziej skomplikowany. Ogólnie rzecz biorąc, im większa liczba stacji bazowych zmierzonych przez stację mobilną, tym wyższa dokładność pomiaru i tym bardziej oczywista poprawa wydajności pozycjonowania.
Powyższe wprowadzenie jest nieco oficjalne i niezbyt łatwe do zrozumienia. Mówiąc wprost, im dalej od stacji bazowej, tym gorszy sygnał. Na podstawie siły sygnału odbieranego przez telefon komórkowy można z grubsza oszacować odległość od stacji bazowej. Gdy telefon komórkowy wyszukuje co najmniej trzy bazy sygnały stacji w tym samym czasie (obecny zasięg sieci jest bardzo łatwy) Jedno), możesz z grubsza oszacować odległość od stacji bazowej; stacja bazowa jest jednoznacznie określona w sieci komórkowej, a jej położenie geograficzne jest również unikalne, więc możesz uzyskać odległość między trzema stacjami bazowymi (trzy punkty) a telefonem komórkowym, zgodnie z Zasada pozycjonowania trzypunktowego wymaga jedynie narysowania okręgów ze stacją bazową jako środkiem i odległością jako promieniem oraz przecięciem z tych kręgów jest lokalizacja telefonu komórkowego. To samo dotyczy trzypunktowej zasady pozycjonowania WeChat w Internecie.
Gdy stacja bazowa jest pozycjonowana, sygnał łatwo ulega zakłóceniom, więc niedokładność jej pozycjonowania jest z natury określona.Dokładność wynosi około 150 metrów, a jazda i nawigacja są w zasadzie niemożliwe. Warunkiem pozycjonowania jest to, że musi znajdować się w miejscu z sygnałami stacji bazowej, telefon komórkowy jest w stanie rejestracji karty SIM (otwarcie Wi-Fi i wyciągnięcie karty SIM w trybie samolotowym nie będzie działać) i musi odbierać sygnały z 3 stacji bazowych stacji, bez względu na to, czy znajduje się w pomieszczeniu, czy nie. Jednak prędkość pozycjonowania jest bardzo duża i można ją ustawić, gdy pojawi się sygnał.Obecnie głównym celem jest szybkie i przybliżone zrozumienie swojej pozycji bez GPS i Wi-Fi. Ponadto, jeśli nie masz w telefonie pakietu danych o lokalizacji stacji bazowej, nadal musisz mieć połączenie z Internetem.
Gdy urządzenie znajduje się w takiej sieci, zebrane dane, które mogą identyfikować punkty dostępowe, mogą być wysyłane do serwera lokalizacji, a serwer pobiera położenie geograficzne każdego punktu dostępowego i łączy siłę każdego sygnału w celu obliczenia lokalizacji urządzenia. Lokalizacja geograficzna jest zwracana do sprzętu użytkownika, a jej metoda obliczania jest podobna do metody pozycjonowania stacji bazowej, która również wykorzystuje technologię pozycjonowania trzypunktowego lub wielopunktowego.
Dostawca usługi lokalizacyjnej powinien na bieżąco aktualizować i uzupełniać własną bazę danych w celu zapewnienia dokładności danych. Pytanie brzmi: w jaki sposób zbierane są dane mapowania lokalizacji AP? Można go z grubsza podzielić na dwa typy - aktywne zbieranie i przesyłanie przez użytkownika.
Aktywna kolekcja:
Samochód Google do strzelania z widoku ulicy, nie spodziewałeś się tego? Jest to urządzenie do zbierania. Po drodze zbiera sygnały bezprzewodowe, oznacza współrzędne zlokalizowane przez GPS i przesyła je z powrotem do serwera.
Zgłoszenie użytkownika:
Gdy użytkownik telefonu komórkowego z systemem Android włączy opcję „Użyj pozycjonowania w sieci bezprzewodowej", pojawi się monit, czy zezwolić na korzystanie z usługi lokalizacyjnej Google. Jeśli jest to dozwolone, informacje o lokalizacji użytkownika będą gromadzone przez Google. iPhone automatycznie zbierze adres MAC Wi-Fi, informacje o lokalizacji GPS, kod stacji bazowej operatora itp. i wyśle je na serwer Apple.
Podobnie jak pozycjonowanie stacji bazowych, pozycjonowanie Wi-Fi ma dobry efekt w miejscach z gęstymi punktami dostępowymi. Jeśli punktów dostępowych jest niewiele, trudno jest je dokładnie zlokalizować. Ogólnie rzecz biorąc, wdrożenie metody pozycjonowania Wi-Fi jest stosunkowo trudne, a użyteczność i dokładność nie są wysokie. Dlatego jest to głównie pomocnicza metoda pozycjonowania.
Jeśli chodzi o pomoc, porozmawiamy o A-GPS.
A-GPS, Assisted GPS, wspomagany globalny system pozycjonowania satelitarnego. Jak można wywnioskować z nazwy, jest to ulepszona funkcja GPS.
AGPS (AssistedGPS: Assisted Global Satellite Positioning System) to połączenie GSM/GPRS i tradycyjnego pozycjonowania satelitarnego, wykorzystujące stację bazową do wysyłania pomocniczych informacji satelitarnych w celu skrócenia czasu opóźnienia odbierania sygnałów satelitarnych przez układ GPS oraz sygnału stacji bazowej można również wypożyczyć w pomieszczeniu pod zadaszeniem Uzupełnij i zmniejsz zależność chipów GPS od satelitów. AGPS wykorzystuje sygnał stacji bazowej telefonu komórkowego, uzupełniony o połączenie z serwerem zdalnego pozycjonowania w celu pobrania danych satelitarnych, a następnie współpracuje z tradycyjnym odbiornikiem satelitarnym GPS, aby przyspieszyć pozycjonowanie. Jest to technologia, która łączy informacje o stacjach bazowych sieci i informacje GPS w celu lokalizacji stacji mobilnych. Wykorzystuje zarówno globalny system pozycjonowania satelitarnego GPS, jak i mobilne stacje bazowe do rozwiązania problemu zasięgu GPS. Może być stosowana w sieciach G, C drugiej generacji i sieci 3G używane w.
Zwykły system GPS składa się z satelitów GPS i odbiorników GPS.W odróżnieniu od zwykłego GPS, AGPS posiada również pomocniczy serwer pozycjonowania w systemie. W sieci AGPS odbiornik może uzyskać pomoc w pozycjonowaniu poprzez komunikację z serwerem pomocniczym. Ponieważ zadania między odbiornikiem AGPS a serwerem pomocniczym są wzajemnie rozdzielone, AGPS często ma szybsze możliwości pozycjonowania i wyższą wydajność niż zwykłe systemy GPS i może szybko przechwytywać sygnały GPS.Czas zostanie znacznie skrócony, na ogół tylko kilka sekund ( czas pierwszego przechwycenia przez prosty odbiornik GPS może zająć od 2 do 3 minut), a dokładność wynosi zaledwie kilka metrów, czyli jest wyższa niż dokładność GPS. Korzystanie z odbiorników AGPS nie wymaga już pobierania i dekodowania danych nawigacyjnych z satelitów GPS, dzięki czemu jest więcej czasu i mocy obliczeniowej na śledzenie sygnałów GPS, co skraca czas do pierwszego ustalenia, zwiększa czułość i maksymalizuje dostępność.
Podstawowe kroki pozycjonowania AGPS
Zaletą AGPS jest głównie dokładność pozycjonowania. Na otwartych przestrzeniach, takich jak na zewnątrz, jego dokładność może sięgać około 10 metrów w normalnym środowisku pracy GPS, co można nazwać technologią pozycjonowania o najwyższej obecnie dokładności pozycjonowania. Kolejną zaletą jest to, że czas na przechwycenie sygnału GPS po raz pierwszy trwa zazwyczaj tylko kilka sekund, w przeciwieństwie do pierwszego przechwytywania sygnału GPS, które może trwać od 2 do 3 minut. Chociaż dokładność pozycjonowania technologii AGPS jest bardzo wysoka, a czas pierwszego przechwycenia sygnału GPS krótki, technologia ta ma również pewne wady. Przede wszystkim problem pozycjonowania w pomieszczeniach wciąż nie jest zadowalająco rozwiązany. Ponadto pozycjonowanie AGPS musi być transmitowane przez sieć wiele razy (do sześciu jednokierunkowych transmisji), co uważa się za zajmowanie dużej ilości zasobów lotniczych dla operatorów i generowanie dużego ruchu dla konsumentów. Ponadto telefony komórkowe AGPS mają pewne dodatkowe obciążenie w zakresie zużycia energii w porównaniu ze zwykłymi telefonami komórkowymi, co pośrednio skraca czas czuwania telefonów komórkowych. Ponadto czasami nie jest możliwe uzyskanie sygnałów z wielu satelitów, zwykle z powodu ograniczeń środowiska, w którym znajduje się odbiornik antenowy telefonu AGPS. W takim przypadku funkcja AGPS nie będzie działać dobrze.
Znając „metodę implementacji" tych metod pozycjonowania przez programistę, programista może się pocić. Czy aplikacja „samodzielnie utrzymuje stację bazową i bazę danych WIFI", jak wspomniano powyżej?
Odpowiedź: Oczywiście, że nie. W rzeczywistej praktyce inżynierskiej istnieją dwa główne podejścia:
Jeden ze sposobów: wywołanie możliwości pozycjonowania na poziomie systemu
Bez względu na to, który system (IOS, Android, WP) zapewnia zestaw funkcji pozycjonowania na poziomie systemu, takie możliwości pozycjonowania odpowiadają zestawowi interfejsów API na poziomie systemu. Ogólnie rzecz biorąc, ten interfejs API zawsze ma następujące opcje precyzji:
Wysoka precyzja: jeśli można znaleźć satelity GPS, użyj GPS do pozycjonowania, w przeciwnym razie użyj WIFI do pozycjonowania. Jeśli zarówno WIFI, jak i GPS nie uda się zlokalizować, możesz podać wynik pozycjonowania tylko na podstawie stacji bazowej.
Zrównoważ zużycie energii: wyłącz GPS (ponieważ jest bardzo energochłonny), najpierw użyj Wi-Fi i użyj stacji bazowej do pozycjonowania, jeśli Wi-Fi nie jest dostępne.
Niskie zużycie energii (pasywne pozycjonowanie): Zgodnie z przepisami różnych systemów, metody implementacji są również różne, ale generalnie dzielą one wyniki pozycjonowania z innymi aplikacjami, to znaczy inne aplikacje uzyskują pozycje z dużą precyzją i zrównoważonym zużyciem energii, a następnie ta pozycja jest również przekazywana do aplikacji, która aktualnie korzysta z „pozycjonowania przy niskim zużyciu energii", co oznacza, że aplikacja nie zużywa dodatkowego zużycia energii, a pozycjonowanie jest zakończone.
Musimy jednak przyznać, że w systemach IOS i WP, ponieważ system operacyjny nie otwiera interfejsu do odczytu stacji bazowych i WIFI, w rzeczywistości zdolność pozycjonowania systemu operacyjnego utworzyła monopol, a programiści nie mogą realizować niezależnych możliwości pozycjonowania. Doprowadzi to również do tego samego błędu pozycjonowania wszystkich aplikacji jednocześnie na telefonach Apple i WP.
Metoda 2: Wywołaj pakiet SDK pozycjonowania innej firmy
W przypadku systemów telefonii komórkowej z systemem Android, które mogą publicznie odczytywać informacje o stacji bazowej i sieci WIFI, producenci map wdrożyli własne zestawy SDK do pozycjonowania. Funkcją tego zestawu SDK do pozycjonowania jest odczytywanie oryginalnych informacji o pozycjonowaniu za pośrednictwem interfejsu systemu, a następnie wysłanie zapytania do aktualnie zeskanowanej bazy lokalizacji stacji i WIFI, w końcu obliczany jest dokładniejszy wynik pozycjonowania i zwracany do programisty za pośrednictwem interfejsu SDK. Zaletą takiego postępowania jest to, że może uniezależnić zdolność pozycjonowania aplikacji od systemu telefonu komórkowego.
Lokalizowanie lokalizacji telefonów komórkowych innych osób będzie wiązało się z kwestiami prywatności, dlatego metoda badania jest zalecana tylko do lokalizowania miejsca pobytu osób starszych i dzieci w celu zapewnienia bezpieczeństwa osób starszych i dzieci i nie może być wykorzystywana do działań niezgodnych z prawem!
1. Metoda konwencjonalna
Obecnie system dostosowywania większości marek telefonów komórkowych będzie miał funkcję wyszukiwania telefonu komórkowego. Jeśli inne marki nie mają funkcji wyszukiwania telefonu komórkowego, ale chcą zlokalizować telefon komórkowy, mogą to zrobić tylko poprzez zainstalowanie aplikacji innej firmy. Dzięki funkcji pozycjonowania telefonu komórkowego, która jest dostarczana z aplikacją innej firmy, możesz łatwo zlokalizować lokalizację telefonów komórkowych innych osób.
2. Specjalna metoda
Uzyskaj uprawnienia telefonu komórkowego poprzez implantację programu konia trojańskiego w celu realizacji pozycjonowania
Ta metoda ma wiele uprawnień do uzyskania telefonu komórkowego drugiej strony, nie tylko może uzyskać lokalizację, ale także połączenia, wiadomości tekstowe i zapisy rozmów.
