Na era da Internet móvel, os telefones celulares se tornaram o equipamento padrão da vida de todos. Nestes telemóveis são instaladas várias aplicações, que fornecem vários serviços e mudam completamente as nossas vidas. Todos deveriam ter usado serviços de posicionamento. Por exemplo, muitas pessoas instalam software de posicionamento de celular para crianças ou idosos para evitar que idosos e crianças se percam. Isso será aplicado à tecnologia de posicionamento. Essa tecnologia fornece suporte auxiliar para muitos serviços de aplicativos.
Algumas pessoas contratam hackers para usar a tecnologia de "localização" para rastrear e localizar pessoas relevantes, violando a privacidade de outras pessoas! Então, qual é o princípio desta tecnologia? Como usar essa tecnologia para localizar rapidamente a localização de outras pessoas? Hoje, usaremos o conteúdo deste artigo para fornecer uma explicação detalhada sobre "o princípio e a implementação do posicionamento do celular"!
1. Tecnologia de posicionamento comum
Existem 6 tipos de tecnologias de posicionamento em larga escala atualmente em uso, que são divididas em duas categorias
Posicionamento por satélite: incluindo GPS, AGPS, Glonass, Beidou.
Posicionamento assistido no solo: incluindo posicionamento da estação base e posicionamento assistido por WiFi.
2. Princípios comuns de tecnologia de posicionamento
Os sistemas comuns de posicionamento por satélite incluem GPS, Beidou, Galileo e Glonass. Embora os serviços fornecidos por esses sistemas sejam um pouco diferentes, os princípios de posicionamento por trás deles são os mesmos. Agora, pegue o GPS mais usado como exemplo para introduzir o posicionamento por satélite.
GPS (Sistema de Posicionamento Global) é um sistema de posicionamento global, que é um sistema de navegação e posicionamento por satélite estabelecido pelos Estados Unidos. Com este sistema, os usuários podem obter navegação tridimensional contínua, em tempo real, em qualquer clima, posicionamento e velocidade medição em todo o mundo; além disso, usando este sistema, os usuários também podem realizar transferência de tempo de alta precisão e posicionamento de precisão de alta precisão.
1.1 Composição do sistema GPS
O sistema GPS inclui três partes: parte espacial - constelação de satélites GPS; parte de controle terrestre - parte de monitoramento terrestre; parte do equipamento do usuário - receptor de sinal GPS.
1.1.1 Satélites GPS de trabalho e suas constelações
21 satélites em funcionamento e 3 satélites sobressalentes em órbita formam a constelação de satélites GPS. Os 24 satélites estão a uma altura de 20200 km do solo, e seu período de operação é de 11 horas e 58 minutos (o tempo sideral é de 12 horas), distribuídos uniformemente em 6 planos orbitais, com inclinação orbital de 55 graus e distância de 60 graus entre cada plano orbital.A diferença entre os satélites no plano é de 90 graus. Quando o satélite passa pelo zênite, o tempo visível do satélite é de 5 horas. Em qualquer lugar da superfície da Terra, a qualquer momento, em um ângulo de altitude superior a 15 graus, uma média de 6 satélites pode ser observada ao mesmo tempo tempo, e até 9 satélites podem ser observados ao mesmo tempo. Para entender as coordenadas tridimensionais da estação de cálculo, quatro satélites GPS devem ser observados, chamados de constelações de posicionamento.
1.1.2 Sistema de monitoramento de solo
Para navegação e posicionamento, o satélite GPS é um ponto conhecido dinamicamente. A posição da estrela é calculada com base nas efemérides do lançamento do satélite - os parâmetros que descrevem o movimento do satélite e sua órbita. As efemérides transmitidas por cada satélite GPS são fornecidas pelo sistema de monitoramento terrestre. Se os vários equipamentos do satélite estão funcionando normalmente e se o satélite está operando ao longo da órbita predeterminada, isso deve ser monitorado e controlado pelo equipamento de solo. Outra função importante do sistema de monitoramento terrestre é manter a hora de cada satélite, descobrir a diferença do relógio e enviá-lo ao satélite da estação de injeção terrestre e, em seguida, enviar o satélite ao equipamento do usuário por meio da mensagem de navegação.
O sistema de monitoramento terrestre do satélite de trabalho GPS inclui uma estação de controle principal, três estações de injeção e cinco estações de monitoramento. O papel da estação de controle mestre é calcular as efemérides do satélite e os parâmetros de correção do relógio do satélite com base nos dados de observação do GPS de cada estação de monitoramento e injetar esses dados no satélite através da estação de injeção; Controle, emitir instruções para o satélite, quando o satélite em funcionamento falhar, envie um satélite sobressalente para substituir o satélite em funcionamento com falha; além disso, a estação de controle principal também tem a função de uma estação de monitoramento; a principal tarefa da estação de monitoramento é fornecer observação por satélite para a estação de controle principal Dados; a tarefa da estação de injeção é injetar a mensagem de navegação enviada pela estação de controle mestre na memória do satélite correspondente.
1.1.3 Receptor de sinal GPS
Ele pode capturar os sinais dos satélites a serem medidos selecionados de acordo com um determinado ângulo de corte de altitude do satélite, rastrear a operação desses satélites, transformar, amplificar e processar os sinais GPS recebidos, de modo a medir o sinal GPS do satélite para a antena do receptor Ele pode interpretar a mensagem de navegação enviada pelo satélite GPS e calcular a posição tridimensional da estação em tempo real e até mesmo a velocidade e o tempo tridimensionais.
1.2 Princípio de posicionamento GPS
O princípio básico do sistema de navegação GPS é medir a distância entre o satélite conhecido e o receptor do usuário e, em seguida, integrar os dados de vários satélites para saber a posição específica do receptor. Para atingir esse objetivo, a posição do satélite pode ser encontrada nas efemérides do satélite de acordo com o horário registrado pelo relógio de bordo. A distância do usuário ao satélite é obtida registrando-se o tempo que o sinal do satélite leva para se propagar até o usuário e multiplicando-o pela velocidade da luz (devido à interferência da ionosfera atmosférica, essa distância não é a real distância entre o usuário e o satélite, mas Pseudorange).
Quando o satélite GPS estiver funcionando normalmente, ele transmitirá continuamente mensagens de navegação com códigos pseudo-aleatórios (referidos como pseudo-códigos) compostos de símbolos binários 1 e 0. A mensagem de navegação inclui efemérides de satélite, status de trabalho, correção de relógio, correção de atraso ionosférico, correção de refração atmosférica e outras informações. O papel da parte do satélite do sistema de navegação GPS é transmitir continuamente as mensagens de navegação. Porém, como o relógio utilizado pelo receptor do usuário e o relógio de bordo do satélite nem sempre podem estar sincronizados, além das coordenadas tridimensionais x, y, z do usuário, uma variável t, que é a diferença de tempo entre o satélite e o o receptor, deve ser introduzido como uma incógnita e, em seguida, usar 4 equações para resolver essas 4 incógnitas. Portanto, se você deseja saber a localização do receptor, deve ser capaz de receber sinais de pelo menos 4 satélites.
Resolver x, y, z e t das quatro equações acima pode ser usado para temporização e posicionamento. O método de posicionamento GPS não requer um cartão SIM e não precisa estar conectado à rede.Desde que você esteja ao ar livre, você pode basicamente localizar com precisão a qualquer hora, em qualquer lugar. Outros tipos de métodos de posicionamento por satélite são semelhantes ao GPS e não serão descritos aqui.
Posicionamento da estação base, também conhecido como LBS, Location Based Service (serviço baseado em localização).
2.1 Conceitos relacionados
Como os sinais na mesma faixa de frequência interferem entre si, a fim de evitar que as estações base adjacentes interfiram umas nas outras, as estações base adjacentes selecionarão diferentes canais (sinais em diferentes faixas de frequência) para se comunicar com dispositivos móveis. A figura acima é um diagrama esquemático de uma estação base móvel celular, e quaisquer duas estações base adjacentes têm diferentes bandas de frequência de comunicação. As estações base não existem isoladamente e suas áreas de cobertura são entregues umas às outras para formar uma enorme rede de comunicação móvel.
Depois que o dispositivo móvel é ligado com o cartão SIM inserido, ele buscará ativamente as informações da estação base ao redor e estabelecerá contato com a estação base, e na área onde o sinal pode ser pesquisado, o celular pode procurar mais de uma estação base, mas a distância é diferente. A estação base com a distância mais próxima e o sinal mais forte será selecionada como a estação base de comunicação. O resto das estações base não são inúteis. Quando sua localização mudar, a intensidade do sinal de diferentes estações base mudará. Se o sinal da estação base A não for tão bom quanto o da estação base B, o celular se comunicará primeiro com estação base B para evitar que a conexão seja interrompida repentinamente. Comunicação, após o método de comunicação ser coordenado, ele mudará de A para B. É por isso que você consome mais energia no trem do que em casa quando está em espera no mesmo dia.O celular precisa procurar constantemente e se conectar à estação base. Toda vez que pego o trem, coloco meu celular no modo avião, assisto filmes e ouço músicas, e ainda pode durar muito tempo.
Nesta enorme rede móvel, de acordo com a célula em que você está, a estação base à qual você pertence pode saber aproximadamente suas informações de localização e, se você adicionar alguns algoritmos de estimativa, poderá descobrir sua localização com mais precisão.
2.2 Princípio de posicionamento da estação base
O telefone celular mede os sinais piloto de downlink de diferentes estações base e obtém o TOA (tempo de chegada) ou TDOA (diferença de tempo de chegada) dos sinais piloto downlink de diferentes estações base. De acordo com os resultados da medição e as coordenadas do estações base, o algoritmo de estimativa de fórmula triangular é geralmente usado para calcular a localização do telefone móvel. O algoritmo de estimativa de localização real precisa considerar o posicionamento de várias estações base (3 ou mais), portanto, o algoritmo é muito mais complicado. De um modo geral, quanto maior o número de estações base medidas pela estação móvel, maior a precisão da medição e mais óbvia a melhoria do desempenho do posicionamento.
A introdução acima é um tanto oficial e não muito fácil de entender. Para ser franco, quanto mais longe da estação base, pior o sinal. De acordo com a intensidade do sinal recebido pelo celular, a distância da estação base pode ser aproximadamente estimada. Quando o celular procura pelo menos três bases sinais da estação ao mesmo tempo (a cobertura de rede atual é muito fácil) Uma coisa), você pode estimar aproximadamente a distância da estação base; a estação base é determinada exclusivamente na rede móvel e sua localização geográfica também é única, então você pode obter a distância entre as três estações base (três pontos) e o telefone celular, de acordo com O princípio do posicionamento de três pontos requer apenas desenhar círculos com a estação base como centro e a distância como o raio e a interseção desses círculos é a localização do celular. O mesmo vale para o princípio de posicionamento de três pontos do WeChat na Internet.
Quando a estação base é posicionada, o sinal é facilmente interferido, portanto, a imprecisão de seu posicionamento é inerentemente determinada. A precisão é de cerca de 150 metros e é basicamente impossível dirigir e navegar. A condição de posicionamento é que ele deve estar em um local com sinais da estação base, o celular está no estado de registro do cartão SIM (abrir wi-fi e retirar o cartão SIM no modo de vôo não funcionará) e deve receber sinais de 3 bases estações, não importa se é dentro de casa ou não. No entanto, a velocidade de posicionamento é super rápida e pode ser posicionada assim que houver um sinal. No momento, o objetivo principal é entender sua posição de forma rápida e aproximada sem GPS e wi-fi. Além disso, se você não tiver um pacote de dados de localização da estação base em seu celular, ainda precisará estar conectado à Internet.
Quando um dispositivo está em tal rede, os dados coletados que podem identificar APs podem ser enviados para o servidor de localização, e o servidor recupera a localização geográfica de cada AP e combina a força de cada sinal para calcular a localização do dispositivo. A localização geográfica é devolvida ao equipamento do usuário e seu método de cálculo é semelhante ao da posição de posicionamento da estação base, que também usa tecnologia de posicionamento de três pontos ou posicionamento multiponto.
O provedor de serviços de localização deve atualizar e complementar constantemente seu próprio banco de dados para garantir a precisão dos dados. Portanto, a questão é: como esses dados de mapeamento de localização AP são coletados? Pode ser dividido em dois tipos - coleta ativa e envio do usuário.
Coleção ativa:
O carro de tiro ao street view do Google, não esperava? É um dispositivo de coleta. Ele coleta sinais sem fio ao longo do caminho e marca as coordenadas localizadas pelo GPS e as envia de volta ao servidor.
Envio do usuário:
Quando um usuário de celular Android ativa "Usar posicionamento de rede sem fio", ele pergunta se deseja permitir o uso do serviço de localização do Google. Se permitido, as informações de localização do usuário serão coletadas pelo Google. O iPhone irá coletar automaticamente o endereço Wi-Fi MAC, informações de localização GPS, código da estação base da operadora, etc., e enviá-lo para o servidor da Apple.
Assim como o posicionamento da estação base, o posicionamento Wi-Fi tem um bom efeito em locais com APs densos. Se houver poucos APs, é difícil localizar com precisão. De um modo geral, a implementação do método de posicionamento Wi-Fi é relativamente difícil e a usabilidade e a precisão não são altas. Portanto, é principalmente um método de posicionamento auxiliar.
Quando se trata de assistência, vamos falar sobre A-GPS.
A-GPS, GPS assistido, sistema de posicionamento global por satélite assistido. Como você pode ver pelo nome, esse é um recurso aprimorado do GPS.
AGPS (AssistedGPS: Assisted Global Satellite Positioning System) é uma combinação de GSM/GPRS e posicionamento por satélite tradicional, usando a estação base para enviar informações de satélite auxiliares para reduzir o tempo de atraso para o chip GPS obter sinais de satélite e o sinal da estação base também pode ser emprestado dentro de casa sob cobertura Compensar e reduzir a dependência de chips GPS em satélites. O AGPS usa o sinal da estação base do telefone celular, complementado pela conexão com o servidor de posicionamento remoto para baixar dados de satélite e, em seguida, coopera com o receptor de satélite GPS tradicional para tornar a velocidade de posicionamento mais rápida. É uma tecnologia que combina informações de estação base de rede e informações de GPS para localizar estações móveis. Ela usa o sistema de posicionamento global por satélite GPS e estações base móveis para resolver o problema de cobertura GPS. Pode ser usado em redes G, C de 2ª geração e redes 3G usadas em.
O sistema GPS comum é composto por satélites GPS e receptores GPS.Diferente do GPS comum, o AGPS também possui um servidor de posicionamento auxiliar no sistema. Em uma rede AGPS, um receptor pode obter assistência de posicionamento por meio da comunicação com um servidor de assistência. Uma vez que as tarefas entre o receptor AGPS e o servidor auxiliar são mutuamente divididas, o AGPS geralmente tem recursos de posicionamento mais rápido e maior eficiência do que os sistemas GPS comuns, e pode capturar sinais GPS rapidamente. O tempo será bastante reduzido, geralmente apenas alguns segundos (o o primeiro tempo de captura de um receptor GPS simples pode levar de 2 a 3 minutos), e a precisão é de apenas alguns metros, o que é maior que a precisão do GPS. A utilização de receptores AGPS não precisa mais baixar e decodificar dados de navegação de satélites GPS, portanto, há mais tempo e poder de processamento para rastrear sinais de GPS, o que reduz o tempo para a primeira correção, aumenta a sensibilidade e maximiza a disponibilidade.
Etapas básicas do posicionamento AGPS
A vantagem do AGPS está principalmente em sua precisão de posicionamento. Em áreas abertas, como ao ar livre, sua precisão pode chegar a cerca de 10 metros em um ambiente de trabalho GPS normal, o que pode ser chamado de tecnologia de posicionamento com a maior precisão de posicionamento atualmente. Outra vantagem é: o tempo de captura dos sinais GPS pela primeira vez geralmente leva apenas alguns segundos, ao contrário do tempo de primeira captura do GPS que pode levar de 2 a 3 minutos. Embora a precisão de posicionamento da tecnologia AGPS seja muito alta e o tempo para capturar sinais de GPS pela primeira vez seja curto, essa tecnologia também apresenta algumas deficiências. Em primeiro lugar, o problema do posicionamento interno ainda não foi resolvido satisfatoriamente. Além disso, o posicionamento do AGPS deve ser transmitido pela rede várias vezes (até seis transmissões unidirecionais), o que é considerado uma grande quantidade de recursos aéreos para as operadoras e gerará muito tráfego para o custo dos consumidores. Além disso, os telefones celulares AGPS têm uma certa carga extra no consumo de energia em comparação com os telefones celulares comuns, o que reduz indiretamente o tempo de espera dos telefones celulares. Além disso, às vezes não é possível obter sinais de vários satélites, geralmente devido à limitação do ambiente onde o receptor da antena do seu telefone AGPS está localizado. Nesse caso, a função AGPS não funcionará bem.
Conhecendo o "método de implementação do desenvolvedor" desses métodos de posicionamento, o desenvolvedor pode estar suando. O aplicativo está "mantendo a estação base e o banco de dados WIFI sozinho" como mencionado acima?
Resposta: Claro que não. Na prática de engenharia real, existem duas abordagens principais:
Um dos meios: chamar a capacidade de posicionamento no nível do sistema
Não importa qual sistema (IOS, Android, WP) forneça um conjunto de recursos de posicionamento no nível do sistema, tais recursos de posicionamento correspondem a um conjunto de APIs no nível do sistema. De um modo geral, essa API sempre tem as seguintes opções de precisão:
Alta precisão: Se os satélites GPS puderem ser encontrados, use o GPS para posicionamento, caso contrário, use o WIFI para o posicionamento. Se o WIFI e o GPS não conseguirem localizar com sucesso, você só poderá fornecer o resultado do posicionamento com base na estação base.
Equilibre o consumo de energia: desative o GPS (porque consome muita energia), use o WIFI primeiro e use a estação base para posicionamento se o WIFI não estiver disponível.
Baixo consumo de energia (posicionamento passivo): De acordo com os regulamentos de diferentes sistemas, os métodos de implementação também são diferentes, mas geralmente compartilham os resultados de posicionamento de outros aplicativos, ou seja, outros aplicativos obtêm posições com alta precisão e consumo de energia equilibrado, então esta posição também é empurrada para o aplicativo atualmente usando "posicionamento de baixa potência", ou seja, o aplicativo não consome consumo de energia adicional e o posicionamento é concluído.
No entanto, temos que admitir que nos sistemas IOS e WP, porque o sistema operacional não abre a interface para leitura de estações base e WIFI, na verdade, a capacidade de posicionamento do sistema operacional formou um monopólio e os desenvolvedores não podem realizar recursos de posicionamento independentes. Isso também levará ao mesmo erro de posicionamento de todos os aplicativos ao mesmo tempo nos telefones Apple e WP.
Método 2: chame o SDK de posicionamento de terceiros
Para sistemas de telefonia móvel Android que podem ler publicamente informações de estação base e WIFI, os fabricantes de mapas implementaram seu próprio SDK de posicionamento. A função deste SDK de posicionamento é ler as informações de posicionamento originais por meio da interface do sistema e, em seguida, consultar a base atualmente digitalizada localização da estação e WIFI, um resultado de posicionamento mais preciso é finalmente calculado e retornado ao desenvolvedor por meio da interface do SDK. A vantagem de fazer isso é que pode tornar a capacidade de posicionamento do aplicativo independente do sistema de telefonia móvel.
Localizar a localização de celulares de outras pessoas envolverá questões de privacidade, portanto, o método de estudo é recomendado apenas para localizar o paradeiro de idosos e crianças para garantir a segurança de idosos e crianças, e não pode ser usado para atividades ilegais!
1. Método convencional
Atualmente, o sistema de personalização da maioria das marcas de celulares terá uma função de busca de celular. Se outras marcas não tiverem uma função de busca de celular, mas quiserem localizar o celular, só poderão fazê-lo instalando um aplicativo de terceiros. Por meio da função de posicionamento do celular que vem com o APP de terceiros, você pode localizar facilmente a localização dos celulares de outras pessoas.
2. Método especial
Obtenha permissões de telefone celular por meio da implantação do programa Cavalo de Tróia para realizar o posicionamento
Este método tem muitas permissões para obter o celular da outra parte, não apenas pode obter a localização, mas também chamadas, mensagens de texto e registros de bate-papo.
