Existuje mnoho metod určování polohy, jako je satelitní navigace (GPS), bezdrátové určování polohy, WiFi sítě a přes sítě mobilní komunikace.
V tomto příspěvku jsme se pokusili ověřit, jak dobře funguje technologie určování polohy pomocí mobilních věží ve městě Minsk (za předpokladu, že se používají pouze otevřené databáze souřadnic GSM vysílačů).
Princip fungování je takový mobilní telefon(nebo modul mobilní komunikace) ví, který transceiver základnové stanice je obsluhován, a díky databázi souřadnic vysílačů základnových stanic můžete přibližně určit svou polohu.
Nyní něco málo o tom, co je vysílač v chápání OpenCellID a jak se databáze OpenCellID naplňuje. Tato databáze je naplněna různé způsoby, nejjednodušší je nainstalovat do chytrého telefonu aplikaci, která zaznamenává souřadnice telefonu a obsluhující základnové stanice a poté odešle všechna měření na server. Server OpenCellID vypočítá přibližnou polohu základnové stanice na základě velký počet měření (viz obrázek níže). Takže souřadnice bezdrátová síť vypočítané automaticky a jsou velmi přibližné.
Členové mapy OpenStreetMap
Nyní přejděme k otázce, jak tuto databázi používat. Existují dvě možnosti: použít Cell ID ke koordinaci překladatelské služby poskytované webem OpenCellID.org, nebo provést místní vyhledávání. V našem případě je výhodnější místní metoda, protože pojedeme 13 km trasu a procházení webu bude pomalé a neefektivní. V souladu s tím musíme stáhnout databázi do notebooku. To lze provést stažením souboru cell_towers.csv.gz z downloads.opencellid.org.
Databáze je tabulka ve formátu CSV popsaném níže:
- kód země; - kód operátora; - kód oblasti; - identifikátor vysílače; - zeměpisná délka vysílače; - zeměpisná šířka vysílače.
Všechny mobilní moduly podporují následující příkazy: AT+CREG, AT+COPS (obsluhující základnová stanice), AT+CSQ (síla signálu ze základnové stanice). Některé moduly umožňují zjistit kromě obsluhujícího vysílače i sousední, tzn. Monitorujte základnové stanice pomocí AT^SMONC pro Siemens a AT+CCINFO pro Simcom. K dispozici jsem měl modul SIMCom SIM5215E.
Podle toho jsme použili příkaz AT + CCINFO, jeho formát je uveden níže.
Zajímají nás následující parametry:
- indikátor obsluhujícího vysílače; - indikátor sousedního vysílače; - kód země; - kód operátora; - kód oblasti; - identifikátor vysílače; je výkon přijímaného signálu v dBm.
Monitoring funguje - můžete jít.
Trasa vedla v západní části Minsku podél ulice. Matusevich, Pushkin Ave., st. Ponomarenko, sv. Sharangovič, sv. Maxim Goretsky, sv. Lobanka, sv. Kuncevščina, sv. Matusevič.
Členové mapy OpenStreetMap
Záznam byl prováděn s intervalem 1 sekundy. Převedením CellID na souřadnice se ukázalo, že 6498 volání do databáze OpenCellID bylo úspěšných a 3351 volání nenašlo shodu v databázi. Tito. míra úspěšnosti v Minsku je asi 66 %.
Níže uvedený obrázek ukazuje všechny vysílače, které byly nalezeny v protokolu a byly v databázi.
Členové mapy OpenStreetMap
Níže uvedený obrázek ukazuje vše porce vysílače, které byly nalezeny v protokolu a byly v databázi. Tito. podobný výsledek lze získat na jakémkoli mobilním modulu nebo telefonu.
Členové mapy OpenStreetMap
Jak je vidět, v jednom z momentů nám sloužil vysílač umístěný za dopravní křižovatkou na křižovatce st. Pritytsky a moskevský okruh. S největší pravděpodobností se jedná o příměstskou základnovou stanici obsluhující účastníky ve vzdálenosti několika kilometrů, což vede k významný chyby při určování polohy pomocí Cell ID.
Protože náš SIMCom SIM5215E v každém okamžiku ukazuje nejen obsluhující vysílač, ale také sousední a signálové úrovně z nich, pokusíme se vypočítat souřadnice zařízení na základě všech dat dostupných v konkrétním okamžiku.
Výpočet souřadnic účastníka bude proveden jako vážený průměr souřadnic vysílačů:
Zeměpisná šířka = Součet (w[n] * Zeměpisná šířka[n]) / Součet (w[n])
Zeměpisná délka = Součet (w[n] * Zeměpisná délka[n]) / Součet (w[n])
Jak je známo z teorie šíření rádiových vln, útlum rádiového signálu ve vakuu je úměrný druhé mocnině vzdálenosti od vysílače k přijímači. Tito. na vzdálenost 10x (například od 1 km do 10 km) se signál 100x zeslabí, tzn. sníží výkon o 20 dB. Podle toho je váha pro každý výraz definována jako:
w[n] = 10^(RSSI_in_dBm[n] / 20)
Zde jsme předpokládali, že výkon všech vysílačů je stejný, tento předpoklad je mylný. Ale kvůli nedostatku informací o výkonu vysílače základnové stanice je třeba učinit záměrně hrubé předpoklady.
Výsledkem je detailnější obrázek lokací.
Členové mapy OpenStreetMap
Trasa se ve výsledku ukázala jako dobře zakreslená, s výjimkou uvolnění směrem k mimoúrovňové křižovatce na Moskevském okruhu z výše popsaného důvodu. Časem se navíc zaplní databáze souřadnic, což by mělo také zvýšit přesnost a dostupnost technologie lokalizace Cell ID.
Děkuji za pozornost. Dotazy a komentáře jsou vítány.
Existuje mnoho způsobů, jak určit polohu, jako je satelitní navigace (GPS), umístění pomocí bezdrátových sítí WiFi a mobilních sítí.
V tomto příspěvku jsme se pokusili ověřit, jak dobře funguje technologie určování polohy pomocí mobilních věží ve městě Minsk (za předpokladu, že se používají pouze otevřené databáze souřadnic GSM vysílačů).
Princip fungování spočívá v tom, že mobilní telefon (nebo modul mobilní komunikace) ví, který vysílač a přijímač základnové stanice je obsluhován, a díky databázi souřadnic vysílačů základnových stanic můžete přibližně určit svou polohu.
Nyní něco málo o tom, co je vysílač v chápání OpenCellID a jak se databáze OpenCellID naplňuje. Tato databáze se naplňuje různými způsoby, nejjednodušší je instalace aplikace do chytrého telefonu, která zaznamenává souřadnice telefonu a obsluhující základnové stanice a následně odešle všechna měření na server. Server OpenCellID vypočítá přibližnou polohu základnové stanice na základě velkého počtu měření (viz obrázek níže). Souřadnice bezdrátové sítě se tedy vypočítávají automaticky a jsou velmi přibližné.
Členové mapy OpenStreetMap
Nyní přejděme k otázce, jak tuto databázi používat. Existují dvě možnosti: použít Cell ID ke koordinaci překladatelské služby poskytované webem OpenCellID.org, nebo provést místní vyhledávání. V našem případě je výhodnější místní metoda, protože pojedeme 13 km trasu a procházení webu bude pomalé a neefektivní. V souladu s tím musíme stáhnout databázi do notebooku. To lze provést stažením souboru cell_towers.csv.gz z downloads.opencellid.org.
Databáze je tabulka ve formátu CSV popsaném níže:
- kód země; - kód operátora; - kód oblasti; - identifikátor vysílače; - zeměpisná délka vysílače; - zeměpisná šířka vysílače.
Všechny mobilní moduly podporují následující příkazy: AT+CREG, AT+COPS (obsluhující základnová stanice), AT+CSQ (síla signálu ze základnové stanice). Některé moduly umožňují zjistit kromě obsluhujícího vysílače i sousední, tzn. Monitorujte základnové stanice pomocí AT^SMONC pro Siemens a AT+CCINFO pro Simcom. K dispozici jsem měl modul SIMCom SIM5215E.
Podle toho jsme použili příkaz AT + CCINFO, jeho formát je uveden níže.
Zajímají nás následující parametry:
- indikátor obsluhujícího vysílače; - indikátor sousedního vysílače; - kód země; - kód operátora; - kód oblasti; - identifikátor vysílače; je výkon přijímaného signálu v dBm.
Monitoring funguje - můžete jít.
Trasa vedla v západní části Minsku podél ulice. Matusevich, Pushkin Ave., st. Ponomarenko, sv. Sharangovič, sv. Maxim Goretsky, sv. Lobanka, sv. Kuncevščina, sv. Matusevič.
Členové mapy OpenStreetMap
Záznam byl prováděn s intervalem 1 sekundy. Převedením CellID na souřadnice se ukázalo, že 6498 volání do databáze OpenCellID bylo úspěšných a 3351 volání nenašlo shodu v databázi. Tito. míra úspěšnosti v Minsku je asi 66 %.
Níže uvedený obrázek ukazuje všechny vysílače, které byly nalezeny v protokolu a byly v databázi.
Členové mapy OpenStreetMap
Níže uvedený obrázek ukazuje vše porce vysílače, které byly nalezeny v protokolu a byly v databázi. Tito. podobný výsledek lze získat na jakémkoli mobilním modulu nebo telefonu.
Členové mapy OpenStreetMap
Jak je vidět, v jednom z momentů nám sloužil vysílač umístěný za dopravní křižovatkou na křižovatce st. Pritytsky a moskevský okruh. S největší pravděpodobností se jedná o příměstskou základnovou stanici obsluhující účastníky ve vzdálenosti několika kilometrů, což vede k významný chyby při určování polohy pomocí Cell ID.
Protože náš SIMCom SIM5215E v každém okamžiku ukazuje nejen obsluhující vysílač, ale také sousední a signálové úrovně z nich, pokusíme se vypočítat souřadnice zařízení na základě všech dat dostupných v konkrétním okamžiku.
Výpočet souřadnic účastníka bude proveden jako vážený průměr souřadnic vysílačů:
Zeměpisná šířka = Součet (w[n] * Zeměpisná šířka[n]) / Součet (w[n])
Zeměpisná délka = Součet (w[n] * Zeměpisná délka[n]) / Součet (w[n])
Jak je známo z teorie šíření rádiových vln, útlum rádiového signálu ve vakuu je úměrný druhé mocnině vzdálenosti od vysílače k přijímači. Tito. na vzdálenost 10x (například od 1 km do 10 km) se signál 100x zeslabí, tzn. sníží výkon o 20 dB. Podle toho je váha pro každý výraz definována jako:
w[n] = 10^(RSSI_in_dBm[n] / 20)
Zde jsme předpokládali, že výkon všech vysílačů je stejný, tento předpoklad je mylný. Ale kvůli nedostatku informací o výkonu vysílače základnové stanice je třeba učinit záměrně hrubé předpoklady.
Výsledkem je detailnější obrázek lokací.
Členové mapy OpenStreetMap
Trasa se ve výsledku ukázala jako dobře zakreslená, s výjimkou uvolnění směrem k mimoúrovňové křižovatce na Moskevském okruhu z výše popsaného důvodu. Časem se navíc zaplní databáze souřadnic, což by mělo také zvýšit přesnost a dostupnost technologie lokalizace Cell ID.
Děkuji za pozornost. Dotazy a komentáře jsou vítány.
Publikoval 22.04.2015 Johnny
Cellidfinder je jednoduchá a pohodlná služba pro nalezení polohy základnových stanic mobilní komunikace GSM standard a jejich zakreslení do mapy. Článek uvádí podrobné pokyny k nalezení polohy základnových stanic GSM využívajících tuto službu.
Jaká data jsou potřebná k lokalizaci BS?
Abyste našli souřadnice sektoru základnové stanice, potřebujete znát 4 parametry:
- MCC (Mobile Country Code) – kód, který identifikuje zemi, ve které se mobilní operátor nachází. Například pro Rusko je to 250, USA - 310, Maďarsko - 216, Čína - 460, Ukrajina - 255, Bělorusko - 257.
- MNC (Mobile Network Code) je kód přidělený mobilnímu operátorovi. Jedinečné pro každého operátora v konkrétní zemi. K dispozici je podrobná tabulka kódů MCC a MNC pro operátory po celém světě.
- LAC (Location Area Code) - kód místní oblasti. Stručně řečeno, LAC je sdružení několika základnových stanic, které obsluhuje jeden řadič základnové stanice (BSC). Tento parametr může být reprezentován v desítkové i hexadecimální podobě.
- CellID (CID) – „identifikátor buňky“. Stejný sektor jako základnová stanice. Tento parametr může být také reprezentován v desítkové a šestnáctkové formě.
Kde tato data získat?
Data jsou převzata z netmonitoru. Netmonitor je speciální aplikace pro mobilní telefony nebo jiné zařízení, které umožňuje zjistit inženýrské parametry mobilní síť. V síti je obrovské množství netmonitorů pro různá zařízení. Najít toho pravého není problém. Navíc mnoho moderních GPS sledovače v podmínkách špatného satelitního příjmu mohou majiteli poslat nikoli souřadnice, ale parametry základnové stanice (MCS, MNC, LAC, Cellid), na které lpí. Cellidfinder vám pomůže rychle převést tyto parametry na přibližnou polohu BS.
Odkud pocházejí souřadnice základnové stanice?
Vyhledávání souřadnic základnových stanic se provádí v databázích Google a Yandex, které takovou příležitost poskytly. Nutno podotknout, že výsledkem pátrání nezískáme přesnou polohu věže, ale přibližnou. Toto je místo registrace největší početúčastníkům, kteří předali informace o své poloze servery Google a Yandex. Nejpřesnější umístění pro LAC a CID je určeno pomocí funkce průměrování, která vypočítá souřadnice všech sektorů (CellID) jedné základnové stanice a následně vypočítá průměrnou hodnotu.
Jak pracovat s CellIDfinder?
Abyste mohli začít pracovat se službou vyhledávání polohy základnové stanice CellIdfinder, musíte si do smartphonu nainstalovat jakýkoli netmonitor. Zde je jedna z dobrých možností. Zapneme staženou aplikaci a podíváme se na potřebné parametry.
V tomto případě jsme v okně netmonitoru viděli:
MCC = 257 (Bělorusko)
MNC = 02 (MTS)
LAC=16
CID=2224
Zadejte tyto parametry do vyhledávacího formuláře na . Protože LAC a CID může netmonitor zobrazit v desítkové i hexadecimální podobě, poté má vyhledávací formulář automatické doplňování LAC a CID ve druhém tvaru. Vyberte „Údaje Google“, „Údaje Yandex“ a v případě potřeby vysoké přesnosti „Průměrování“. Stiskněte tlačítko "Najít BS".
V důsledku toho byly získány souřadnice pro tento sektor základnové stanice. Navíc souřadnice podle databází Google a Yandex se téměř shodovaly, což znamená, že můžeme předpokládat, že BS jsou na mapě postaveny poměrně přesně.
Detekce komunikačních věží není kriminální činností, ale poměrně běžným úkolem v odlehlých regionech a vesnicích, kde je kvalita pokrytí velmi nedostatečná. Jak pochopit, proč to bere lépe z tohoto příspěvku než z oné brány? Následující nástroje a webové stránky vám mohou pomoci s navigací.
Z anglicky psaných služeb je asi nejlepší opensignal.com, kde si vyberete operátora a požadovanou lokalitu. Mapa nezobrazuje věže, ale ukazuje oblasti pokrytí. Z Rusů mohu doporučit netmonitor.ru – jeho databáze obsahuje spoustu informací o operátorských věžích.
Zajímavé jsou i některé aplikace pro Android. OpenSignal například zobrazuje mapu mobilních věží a WiFi hotspoty(na mapě jsou vyznačena i místa se špatnou komunikací), má zabudovaný kompas a kontrolu rychlosti.
Další zajímavou utilitou je Netmonitor. Dokáže monitorovat sítě GSM a CDMA, zobrazovat informace o síle signálu, obsahuje databázi mobilních věží, podporuje zařízení s více SIM kartami a umí se přihlásit i ve formátu CLF nebo KLM.
Upozorňujeme, že Netmonitor má omezení při práci na zařízeních některých výrobců. Na Smartphony Motorola, LG, Samsung, Acer a Huawei, seznam sousedů může být prázdný a zařízení Samsung nemusí zobrazovat sílu signálu.
Dále doporučuji aplikaci GSM Signal Monitoring, která umožňuje pracovat se sítěmi GSM, UMTS a LTE. Zobrazuje změnu úrovně signálu v grafu a zobrazuje sousední buňky (pouze v sítích GSM). K dispozici je monitor datové rychlosti a možnost sledovat stav připojení, standard připojení, identifikátory buňky a aktuální zóny (LAC / RNC / TAC) a sílu přijímaného signálu (RSSI, stejně jako RSRP pro LTE).
Když znáte data základnové stanice, můžete ji prorazit na webu xinit.ru a získat informace o její poloze. Ve velkých městech neuškodí zkusit najít oblíbené mapy s umístěním věží, ale měli byste pochopit, že věže patří různým provozovatelům. Navíc jsou základnové stanice umístěny nejen na sloupech, ale také na střechách domů.