Mobil İnternet çağında, cep telefonları herkesin hayatının standart ekipmanı haline geldi. Çeşitli hizmetler sunan ve hayatımızı tamamen değiştiren bu cep telefonlarına çeşitli uygulamalar yükleniyor. Herkes konumlandırma servislerini kullanmalıydı.Örneğin bir çok kişi yaşlıların ve çocukların kaybolmaması için cep telefonuna konumlandırma yazılımını çocuklar veya yaşlılar için yükler.Bu konumlandırma teknolojisine uygulanacaktır. Bu teknoloji, birçok uygulama hizmeti için yardımcı destek sağlar.
Bazı kişiler, diğer kişilerin gizliliğini ihlal ederek ilgili kişileri izlemek ve bulmak için "konum" teknolojisini kullanmaları için bilgisayar korsanları tutar! Peki bu teknolojinin prensibi nedir? Diğer kişilerin yerini hızlı bir şekilde bulmak için bu teknoloji nasıl kullanılır? Bugün size "cep telefonu konumlandırma ilkesi ve uygulaması" hakkında ayrıntılı bir açıklama yapmak için bu makalenin içeriğini kullanacağız!
1. Ortak konumlandırma teknolojisi
Şu anda kullanımda olan ve iki kategoriye ayrılan 6 tip büyük ölçekli konumlandırma teknolojisi vardır.
Uydu konumlandırma: GPS, AGPS, Glonass, Beidou dahil.
Yer destekli konumlandırma: baz istasyonu konumlandırma ve WiFi destekli konumlandırma dahil.
2. Ortak konumlandırma teknolojisi ilkeleri
Yaygın uydu konumlandırma sistemleri arasında GPS, Beidou, Galileo ve Glonass bulunur. Bu sistemler tarafından sağlanan hizmetler biraz farklı olsa da, bunların arkasındaki konumlandırma ilkeleri aynıdır. Şimdi, uydu konumlandırmayı tanıtmak için en yaygın kullanılan GPS'i örnek olarak alalım.
GPS (Global Positioning System), Amerika Birleşik Devletleri tarafından kurulmuş bir uydu navigasyon ve konumlandırma sistemi olan küresel bir konumlandırma sistemidir.Bu sistem ile kullanıcılar, tüm hava koşullarında, sürekli, gerçek zamanlı üç boyutlu navigasyon ve konumlandırma ve hız elde edebilirler. Ayrıca kullanıcılar bu sistemi kullanarak yüksek hassasiyette zaman transferi ve yüksek hassasiyette konumlama gerçekleştirebilirler.
1.1 GPS sistemi bileşimi
GPS sistemi üç bölümden oluşur: uzay bölümü - GPS uydu takımyıldızı; yer kontrol bölümü - yer izleme bölümü; kullanıcı ekipmanı bölümü - GPS sinyal alıcısı.
1.1.1 GPS çalışan uydular ve takımyıldızları
21 çalışan uydu ve 3 yörüngedeki yedek uydu, GPS uydu takımyıldızını oluşturur. Yerden 20200km yükseklikte, 11 saat 58 dakika (yıldız süresi 12 saat) olan 24 uydu, yörünge eğimi 55 derece ve mesafe olarak 6 yörünge düzlemine eşit olarak dağılmıştır. Her yörünge düzlemi arasında 60 derece.Düzlemdeki uydular arasındaki fark 90 derecedir. Uydu zenitten geçtiğinde uydunun görülme süresi 5 saattir.Dünya yüzeyinin herhangi bir yerinde herhangi bir zamanda 15 dereceden fazla bir yükseklik açısında aynı anda ortalama 6 uydu gözlemlenebilir. Aynı anda 9 uyduya kadar gözlemlenebilir. Hesaplama istasyonunun üç boyutlu koordinatlarını anlamak için, konumlandırma takımyıldızları olarak adlandırılan dört GPS uydusunun gözlemlenmesi gerekir.
1.1.2 Zemin izleme sistemi
Navigasyon ve konumlandırma için, GPS uydusu dinamik olarak bilinen bir noktadır. Yıldızın konumu, uydu lansmanının efemerisine - uydunun hareketini ve yörüngesini tanımlayan parametrelere göre hesaplanır. Her bir GPS uydusu tarafından yayınlanan efemeris, yer izleme sistemi tarafından sağlanır. Uydu üzerindeki çeşitli ekipmanların normal çalışıp çalışmadığı ve uydunun önceden belirlenmiş yörüngede çalışıp çalışmadığı, yer ekipmanı tarafından izlenmeli ve kontrol edilmelidir. Yer izleme sisteminin bir diğer önemli fonksiyonu da her uydunun saatini tutup saat farkını bulup yer enjeksiyon istasyonundan uyduya göndermesi ve ardından navigasyon mesajı ile uyduyu kullanıcı ekipmanına göndermesidir.
GPS çalışan uydunun yer izleme sistemi, bir ana kontrol istasyonu, üç enjeksiyon istasyonu ve beş izleme istasyonu içerir. Ana kontrol istasyonunun rolü, her bir izleme istasyonu tarafından GPS'in gözlem verilerine dayalı olarak uydu saatinin düzeltme parametrelerini ve uydu efemeris'ini hesaplamak ve bu verileri enjeksiyon istasyonu aracılığıyla uyduya enjekte etmektir; Kontrol, talimatları yayınla uyduya, çalışan uydu arızalandığında, arızalı çalışan uydunun yerine yedek bir uydu gönderin; ayrıca, ana kontrol istasyonu da bir izleme istasyonu işlevine sahiptir; izleme istasyonunun ana görevi, uydu gözlemi sağlamaktır. ana kontrol istasyonu Verileri; enjeksiyon istasyonunun görevi, ana kontrol istasyonu tarafından gönderilen navigasyon mesajını ilgili uydunun hafızasına enjekte etmektir.
1.1.3 GPS sinyali alıcısı
Belirli bir uydu irtifa kesme açısına göre seçilen ölçülecek uyduların sinyallerini yakalayabilir, bu uyduların çalışmasını izleyebilir, alınan GPS sinyallerini dönüştürebilir, yükseltebilir ve uydudan GPS sinyalini ölçecek şekilde işleyebilir. alıcı antene GPS uydusu tarafından gönderilen navigasyon mesajını yorumlayabilir ve istasyonun üç boyutlu konumunu gerçek zamanlı olarak ve hatta üç boyutlu hız ve zamanı hesaplayabilir.
1.2 GPS konumlandırma ilkesi
GPS navigasyon sisteminin temel prensibi, bilinen uydu ile kullanıcının alıcısı arasındaki mesafeyi ölçmek ve ardından alıcının belirli konumunu bilmek için birden çok uydunun verilerini entegre etmektir. Bu amaca ulaşmak için, yerleşik saat tarafından kaydedilen zamana göre uydunun konumu uydu efemerisinde bulunabilir. Kullanıcıdan uyduya olan mesafe, uydu sinyalinin kullanıcıya yayılması için geçen sürenin kaydedilmesi ve ardından ışık hızıyla çarpılmasıyla elde edilir (atmosferik iyonosferin girişimi nedeniyle bu mesafe gerçek değildir). kullanıcı ve uydu arasındaki mesafe, ancak Pseudorange).
GPS uydusu normal çalışırken, 1 ve 0 ikili sembollerden oluşan sözde rastgele kodlarla (sözde kodlar olarak anılır) navigasyon mesajlarını sürekli olarak iletir. Navigasyon mesajı, uydu efemerisini, çalışma durumunu, saat düzeltmesini, iyonosferik gecikme düzeltmesini, atmosferik kırılma düzeltmesini ve diğer bilgileri içerir. GPS navigasyon sisteminin uydu kısmının rolü, navigasyon mesajlarını sürekli olarak iletmektir. Ancak, kullanıcının alıcısının kullandığı saat ile uydunun yerleşik saati her zaman senkronize edilemeyeceğinden, kullanıcının üç boyutlu x, y, z koordinatlarına ek olarak, uydu ile uydu arasındaki zaman farkı olan bir t değişkeni eklenir. alıcı, bir bilinmeyen olarak tanıtılmalı ve ardından bu 4 bilinmeyeni çözmek için 4 denklem kullanılmalıdır. Yani alıcının yerini öğrenmek istiyorsanız en az 4 uydudan sinyal alabilmelisiniz.
Yukarıdaki dört denklemden x, y, z ve t'yi çözmek, zamanlama ve konumlandırma için kullanılabilir. GPS konumlandırma yöntemi bir sim kart gerektirmez ve ağa bağlı olmanıza gerek yoktur.Dışarıda olduğunuz sürece, temel olarak her zaman, her yerde doğru bir şekilde konumlama yapabilirsiniz. Diğer uydu konumlandırma yöntemleri GPS'e benzer ve burada açıklanmayacaktır.
LBS olarak da bilinen baz istasyonu konumlandırma, Konum Tabanlı Hizmet (konum tabanlı hizmet).
2.1 İlgili kavramlar
Aynı frekans aralığındaki sinyaller birbirine müdahale edeceğinden, bitişik baz istasyonlarının birbiriyle karışmasını önlemek için, bitişik baz istasyonları mobil cihazlarla iletişim kurmak için farklı kanallar (farklı frekans aralıklarındaki sinyaller) seçecektir. Yukarıdaki şekil, bir hücresel mobil baz istasyonunun şematik bir diyagramıdır ve herhangi iki bitişik baz istasyonu, farklı iletişim frekans bantlarına sahiptir. Baz istasyonları birbirinden bağımsız değildir ve kapsama alanları birbirine devredilerek devasa bir mobil iletişim ağı oluşturulur.
SIM kart takılı olarak mobil cihaz açıldıktan sonra çevredeki baz istasyonu bilgilerini aktif olarak arayacak ve baz istasyonu ile iletişim kuracak ve sinyalin aranabileceği alanda cep telefonu birden fazla arama yapabilecektir. bir baz istasyonu, ancak mesafe farklı.En yakın mesafeye ve en güçlü sinyale sahip baz istasyonu, iletişim baz istasyonu olarak seçilecektir. Baz istasyonlarının geri kalanı işe yaramaz.Konumunuz hareket ettiğinde, farklı baz istasyonlarının sinyal gücü değişecektir.A baz istasyonunun sinyali, baz istasyonu B'ninki kadar iyi değilse, cep telefonu önce bağlantının aniden kesilmesini önlemek için B baz istasyonu.İletişim, iletişim yöntemi koordine edildikten sonra A'dan B'ye geçecektir. Bu nedenle aynı gün beklemede olduğunuzda evde olduğundan daha fazla elektrik tüketirsiniz.Cep telefonunun sürekli olarak baz istasyonunu araması ve bağlanması gerekir. Ne zaman trene binsem cep telefonumu uçak moduna alıp film izleyip şarkı dinleyeceğim ve yine de uzun süre dayanabiliyor.
Bu devasa mobil ağda bulunduğunuz hücreye göre, ait olduğunuz baz istasyonu konum bilginizi kabaca bilebilir ve bazı tahmin algoritmaları eklerseniz konumunuzu daha doğru bir şekilde öğrenebilirsiniz.
2.2 Baz istasyonu konumlandırma prensibi
Cep telefonu, farklı baz istasyonlarının aşağı bağlantı pilot sinyallerini ölçer ve farklı baz istasyonlarının aşağı bağlantı pilot sinyallerinin TOA'sını (varış zamanı) veya TDOA'yı (varış zamanı farkı) alır.Ölçüm sonuçlarına ve koordinatlarına göre baz istasyonlarında, cep telefonunun konumunu hesaplamak için genellikle üçgen formül tahmin algoritması kullanılır. Gerçek konum tahmin algoritmasının birden çok baz istasyonunun (3 veya daha fazla) konumunu dikkate alması gerekir, bu nedenle algoritma çok daha karmaşıktır. Genel olarak konuşursak, mobil istasyon tarafından ölçülen baz istasyonlarının sayısı ne kadar fazlaysa, ölçüm doğruluğu o kadar yüksek ve konumlandırma performansındaki iyileşme o kadar belirgindir.
Yukarıdaki giriş biraz resmi ve anlaşılması çok kolay değil. Açıkça söylemek gerekirse baz istasyonundan uzaklaştıkça sinyal kötüleşir.Cep telefonunun aldığı sinyal gücüne göre baz istasyonuna olan mesafe kabaca tahmin edilebilir.Cep telefonu en az üç baz istasyonu aradığında istasyon sinyalleri aynı anda (mevcut ağ kapsama alanı çok kolaydır) Bir şey), baz istasyonundan olan mesafeyi kabaca tahmin edebilirsiniz; baz istasyonu, mobil ağda benzersiz bir şekilde belirlenir ve coğrafi konumu da benzersizdir, yani Üç nokta konumlandırma ilkesine göre, üç baz istasyonu (üç nokta) ile cep telefonu arasındaki mesafeyi elde edebilirsiniz. Bu çevrelerden biri cep telefonunun yeridir. Aynısı, WeChat'in İnternetteki üç noktalı konumlandırma ilkesi için de geçerlidir.
Baz istasyonu konumlandırıldığında, sinyale kolayca müdahale edilir, bu nedenle konumlandırmasının yanlışlığı doğal olarak belirlenir.Doğruluk yaklaşık 150 metredir ve temel olarak sürmek ve gezinmek imkansızdır. Konumlandırma koşulu, baz istasyonu sinyallerinin bulunduğu bir konumda olması, cep telefonunun sim kart kayıt durumunda olması (uçuş modunda wifi açıp sim kartını çıkarması çalışmayacaktır) ve 3 baz istasyonundan sinyal almasıdır. İstasyonlar, içeride olsun ya da olmasın. Bununla birlikte, konumlandırma hızı süper hızlıdır ve bir sinyal olduğunda konumlandırılabilir.Şu anda asıl amaç, GPS ve wifi olmadan konumunuzu hızlı ve kabaca anlamaktır. Ayrıca, cep telefonunuzda bir baz istasyonu konum veri paketi yoksa, yine de internete bağlı olmanız gerekir.
Bir cihaz böyle bir ağda olduğunda, AP'leri tanımlayabilen toplanan veriler konum sunucusuna gönderilebilir ve sunucu her AP'nin coğrafi konumunu alır ve cihazın konumunu hesaplamak için her sinyalin gücünü birleştirir. Coğrafi konum, kullanıcı ekipmanına döndürülür ve hesaplama yöntemi, aynı zamanda üç noktalı konumlandırma veya çok noktalı konumlandırma teknolojisi kullanan baz istasyonu konumlandırma konumuna benzer.
Konum hizmeti sağlayıcısı, verilerin doğruluğunu sağlamak için kendi veritabanını sürekli olarak güncellemeli ve tamamlamalıdır. Öyleyse soru şu ki, bu AP konum haritalama verileri nasıl toplanıyor? Kabaca iki türe ayrılabilir - aktif toplama ve kullanıcı sunumu.
Aktif koleksiyon:
Google'ın sokak görünümü çeken arabası, beklemiyor muydunuz? Toplama cihazıdır. Yol boyunca kablosuz sinyalleri toplar ve GPS tarafından bulunan koordinatları işaretler ve sunucuya geri gönderir.
Kullanıcı Gönderimi:
Bir Android cep telefonu kullanıcısı "Kablosuz ağ konumlandırmayı kullan"ı açtığında, Google'ın konum hizmetinin kullanımına izin verilip verilmeyeceği sorulur. İzin verilirse, kullanıcının konum bilgisi Google tarafından toplanır. iPhone, Wi-Fi MAC adresini, GPS konum bilgisini, operatör baz istasyonu kodunu vb. otomatik olarak toplayacak ve Apple sunucusuna gönderecektir.
Baz istasyonu konumlandırması gibi, Wi-Fi konumlandırması da yoğun AP'lerin olduğu yerlerde iyi bir etkiye sahiptir. Birkaç AP varsa, doğru bir şekilde konumlandırmak zordur. Genel olarak konuşursak, Wi-Fi konumlandırma yönteminin uygulanması nispeten zordur ve kullanılabilirlik ve doğruluk yüksek değildir. Bu nedenle, esas olarak bir yardımcı konumlandırma yöntemidir.
Yardım söz konusu olduğunda, A-GPS hakkında konuşacağız.
A-GPS, Yardımlı GPS, yardımlı küresel uydu konumlandırma sistemi. Adından da anlaşılacağı gibi, bu gelişmiş bir GPS özelliğidir.
AGPS (AssistedGPS: Assisted Global Satellite Positioning System), GPS çipinin uydu sinyallerini ve baz istasyonu sinyalini alması için gecikme süresini azaltmak üzere yardımcı uydu bilgilerini göndermek için baz istasyonunu kullanan, GSM/GPRS ve geleneksel uydu konumlandırmanın bir kombinasyonudur. GPS çiplerinin uydulara bağımlılığını telafi edin ve azaltın. AGPS, uydu verilerini indirmek için uzak konumlandırma sunucusuna bağlanarak desteklenen cep telefonu baz istasyonunun sinyalini kullanır ve ardından konumlandırma hızını daha hızlı hale getirmek için geleneksel GPS uydu alıcısı ile işbirliği yapar. Mobil istasyonları bulmak için ağ baz istasyonu bilgileri ile GPS bilgilerini birleştiren bir teknolojidir.GPS kapsama sorununu çözmek için hem küresel uydu konumlandırma sistemi GPS'i hem de mobil baz istasyonlarını kullanır.2.nesil G,C ağlarında kullanılabilir. ve 3G ağlarında kullanılan.
Sıradan GPS sistemi, GPS uyduları ve GPS alıcılarından oluşur.Sıradan GPS'den farklı olarak, AGPS'de ayrıca sistemde bir yardımcı konumlandırma sunucusu bulunur. Bir AGPS ağında, bir alıcı, bir yardım sunucusuyla iletişim yoluyla konumlandırma yardımı alabilir. AGPS alıcısı ve yardımcı sunucu arasındaki görevler karşılıklı olarak bölündüğünden, AGPS genellikle sıradan GPS sistemlerinden daha hızlı konumlandırma yeteneklerine ve daha yüksek verimliliğe sahiptir ve GPS sinyallerini hızlı bir şekilde yakalayabilir. basit bir GPS alıcısının ilk yakalama süresi 2 ila 3 dakika sürebilir) ve doğruluk yalnızca birkaç metredir, bu da GPS'in doğruluğundan daha yüksektir. AGPS alıcılarını kullanmak artık GPS uydularından navigasyon verilerini indirmek ve kodunu çözmek zorunda değildir, bu nedenle GPS sinyallerini izlemek için daha fazla zaman ve işlem gücü vardır, bu da ilk düzeltme süresini azaltır, hassasiyeti artırır ve kullanılabilirliği en üst düzeye çıkarır.
AGPS konumlandırmanın temel adımları
AGPS'nin avantajı esas olarak konumlandırma doğruluğundadır. Dış mekan gibi açık alanlarda, normal bir GPS çalışma ortamında doğruluğu yaklaşık 10 metreye ulaşabiliyor ki bu, şu anda en yüksek konumlandırma doğruluğuna sahip bir konumlandırma teknolojisi olarak adlandırılabilir. Diğer bir avantaj da şudur: GPS sinyallerinin ilk kez yakalanması, 2 ila 3 dakika sürebilen ilk GPS yakalama süresinin aksine, genellikle sadece birkaç saniye sürer. AGPS teknolojisinin konumlandırma doğruluğu çok yüksek olmasına ve GPS sinyallerini ilk kez yakalama süresinin kısa olmasına rağmen, bu teknolojinin de bazı eksiklikleri vardır. Her şeyden önce, iç mekan konumlandırma sorunu hala tatmin edici bir şekilde çözülmemiştir. Ek olarak, operatörler için büyük miktarda hava kaynağı kullandığı düşünülen ve tüketiciler için çok fazla trafik oluşturacağı düşünülen AGPS'nin konumlandırılması ağ üzerinden birden çok kez (altı tek yönlü aktarıma kadar) iletilmelidir. Ayrıca, AGPS cep telefonlarının, sıradan cep telefonlarıyla karşılaştırıldığında, cep telefonlarının bekleme süresini dolaylı olarak azaltan belirli bir ekstra güç tüketimi yükü vardır. Ayrıca, genellikle AGPS telefonunuzun anten alıcısının bulunduğu ortamın kısıtlılığından dolayı bazen birden fazla uydudan sinyal almanız mümkün olmayabilir. Bu durumda, AGPS işlevi iyi çalışmayacaktır.
Bu konumlandırma yöntemlerinin "geliştiricinin uygulama yöntemini" bilen geliştirici, baştan sona terliyor olabilir.Uygulama, yukarıda belirtildiği gibi "baz istasyonunu ve WIFI veritabanını kendi başına mı koruyor"?
Yanıt: Elbette hayır Gerçek mühendislik uygulamalarında iki ana akım yaklaşım vardır:
Araçlardan biri: sistem düzeyinde konumlandırma yeteneğinin çağrılması
Hangi sistem (IOS, Android, WP) bir dizi sistem düzeyinde konumlandırma yeteneği sağlarsa sunsun, bu tür konumlandırma yetenekleri bir dizi sistem düzeyinde API'ye karşılık gelir.Genel olarak konuşursak, bu API her zaman aşağıdaki kesinlik seçeneklerine sahiptir :
Yüksek hassasiyet: GPS uyduları bulunursa konumlandırma için GPS kullanın, aksi takdirde konumlandırma için WIFI kullanın.Hem WIFI hem de GPS başarılı bir şekilde bulamazsa, konumlandırma sonucunu yalnızca baz istasyonuna göre verebilirsiniz.
Güç tüketimini dengeleyin: GPS'i devre dışı bırakın (çünkü çok fazla güce ihtiyaç duyar), önce WIFI'ı kullanın ve WIFI yoksa konumlandırma için baz istasyonunu kullanın.
Düşük güç tüketimi (pasif konumlandırma): Farklı sistemlerin düzenlemelerine göre, uygulama yöntemleri de farklıdır, ancak genellikle diğer uygulamaların konumlandırma sonuçlarını paylaşırlar, yani diğer uygulamalar, yüksek hassasiyet ve dengeli güç tüketimi ile konumlar elde eder, ardından bu konum aynı zamanda "düşük güçlü konumlandırma" kullanan uygulamaya da aktarılır, yani uygulama ek enerji tüketimi yapmaz ve konumlandırma tamamlanır.
Bununla birlikte, IOS ve WP sistemlerinde, işletim sistemi baz istasyonlarını ve WIFI'ı okumak için arayüzü açmadığından, aslında işletim sisteminin konumlandırma yeteneğinin bir tekel oluşturduğunu ve geliştiricilerin bağımsız konumlandırma yeteneklerini gerçekleştiremediklerini kabul etmeliyiz.. Bu da Apple ve WP telefonlarda aynı anda tüm uygulamaların aynı konumlandırma hatasına yol açacaktır.
Yöntem 2: Üçüncü taraf konumlandırma SDK'sını çağırın
Baz istasyonu ve WIFI bilgilerini herkese açık olarak okuyabilen Android cep telefonu sistemleri için, harita üreticileri kendi konumlandırma SDK'sını uygulamışlardır. istasyon ve WIFI konumları, daha doğru bir konumlandırma sonucu nihayet hesaplanır ve SDK arayüzü aracılığıyla geliştiriciye geri gönderilir. Bunu yapmanın avantajı, uygulamanın konumlandırma yeteneğini cep telefonu sisteminden bağımsız hale getirebilmesidir.
Diğer kişilerin cep telefonlarının yerinin belirlenmesi mahremiyet konularını içerecektir, bu nedenle çalışma yöntemi yalnızca yaşlıların ve çocukların güvenliğini sağlamak için yaşlıların ve çocukların bulunduğu yerin bulunması için önerilir ve yasa dışı faaliyetler için kullanılamaz!
1. Geleneksel yöntem
Şu anda, çoğu cep telefonu markasının özelleştirme sisteminde bir cep telefonu arama işlevi olacaktır. Diğer markaların bir cep telefonu arama işlevi yoksa ancak cep telefonunu bulmak istiyorlarsa, bunu yalnızca üçüncü taraf bir APP yükleyerek yapabilirler.. Üçüncü taraf APP ile birlikte gelen cep telefonu konumlandırma işlevi sayesinde, diğer kişilerin cep telefonlarının konumunu kolayca bulabilirsiniz.
2. Özel yöntem
Konumlandırmayı gerçekleştirmek için Truva atı programı yerleştirme yoluyla cep telefonu izinleri alın
Bu yöntem, karşı tarafın cep telefonunu elde etmek için birçok izine sahiptir, yalnızca konumu değil, aynı zamanda arama, metin mesajları ve sohbet kayıtlarını da alabilir.
