Es gibt viele Ortungsmethoden, wie Satellitennavigation (GPS), drahtlose Ortung, WiFi-Netzwerke und über Netzwerke zellulare Kommunikation.
In diesem Beitrag haben wir versucht zu überprüfen, wie gut die Technologie der Standortbestimmung durch Mobilfunkmasten in der Stadt Minsk funktioniert (unter der Voraussetzung, dass nur offene Datenbanken mit Koordinaten von GSM-Sendern verwendet werden).
Das Funktionsprinzip ist das Handy(oder ein Mobilfunkmodul) weiß, von welchem Basisstations-Transceiver es bedient wird, und mit einer Datenbank mit Koordinaten von Basisstationssendern können Sie Ihren Standort ungefähr bestimmen.
Nun ein wenig darüber, was ein Sender in Bezug auf OpenCellID ist und wie die OpenCellID-Datenbank gefüllt wird. Diese Datenbank ist gefüllt verschiedene Wege, ist es am einfachsten, eine Anwendung auf einem Smartphone zu installieren, die die Koordinaten des Telefons und der bedienenden Basisstation aufzeichnet und dann alle Messungen an den Server sendet. Der OpenCellID-Server berechnet anhand dessen den ungefähren Standort der Basisstation eine große Anzahl Messungen (siehe Abbildung unten). Also die Koordinaten drahtloses Netzwerk automatisch berechnet und sind sehr ungefähr.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Kommen wir nun zur Frage, wie man diese Datenbank nutzt. Es gibt zwei Möglichkeiten: Verwenden Sie die Zellen-ID, um den von der Website OpenCellID.org bereitgestellten Übersetzungsdienst zu koordinieren, oder führen Sie eine lokale Suche durch. In unserem Fall ist die lokale Methode vorzuziehen, weil Wir werden eine 13 km lange Strecke fahren und das Surfen im Internet wird langsam und ineffizient sein. Dementsprechend müssen wir die Datenbank auf den Laptop herunterladen. Laden Sie dazu die Datei cell_towers.csv.gz von downloads.opencellid.org herunter.
Die Datenbank ist eine Tabelle im unten beschriebenen CSV-Format:
- Ländercode; - Anwender Code; - Vorwahl; - Senderkennung; - Längengrad des Senders; - Breitengrad des Senders.
Alle Mobilfunkmodule unterstützen die folgenden Befehle: AT+CREG, AT+COPS (bedienende Basisstation), AT+CSQ (Signalstärke von Basisstation). Bei einigen Modulen können Sie neben dem versorgenden Sender auch benachbarte Sender ermitteln, d.h. Überwachen Sie Basisstationen mit AT^SMONC für Siemens und AT+CCINFO für Simcom. Ich hatte ein SIMCom SIM5215E Modul zur Verfügung.
Dementsprechend haben wir den Befehl AT + CCINFO verwendet, dessen Format unten angegeben ist.
Uns interessieren folgende Parameter:
- Anzeige des bedienenden Senders; - Anzeige des Nachbarsenders; - Ländercode; - Anwender Code; - Vorwahl; - Senderkennung; ist die Leistung des empfangenen Signals in dBm.
Überwachung funktioniert - Sie können gehen.
Die Route verlief im westlichen Teil von Minsk entlang der Straße. Matusevich, Puschkin Ave., st. Ponomarenko, st. Scharangowitsch, st. Maxim Goretsky, St. Lobanka, st. Kuntsevshchina, st. Matusewitsch.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Die Protokollierung erfolgte mit einem Intervall von 1 Sekunde. Durch die Umwandlung von CellID in Koordinaten stellte sich heraus, dass 6498 Aufrufe an die OpenCellID-Datenbank erfolgreich waren und 3351 Aufrufe keine Übereinstimmungen in der Datenbank fanden. Jene. die Trefferquote für Minsk liegt bei etwa 66 %.
Die folgende Abbildung zeigt alle Sender, die im Log gefunden wurden und in der Datenbank waren.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Die folgende Abbildung zeigt alle Portion Sender, die im Log gefunden wurden und in der Datenbank waren. Jene. ein ähnliches Ergebnis kann auf jedem Mobilfunkmodul oder Telefon erzielt werden.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Wie Sie sehen können, wurden wir in einem der Momente von einem Sender bedient, der sich hinter der Verkehrskreuzung an der Kreuzung von St. Pritytsky und Moskauer Ringstraße. Höchstwahrscheinlich ist dies eine vorstädtische Basisstation, die Abonnenten in einer Entfernung von mehreren Kilometern bedient, was dazu führt von Bedeutung Fehler bei der Bestimmung des Standorts anhand der Zellen-ID.
Da unser SIMCom SIM5215E zu jedem Zeitpunkt nicht nur den versorgenden Sender anzeigt, sondern auch benachbarte und Signalpegel von ihnen, werden wir versuchen, die Koordinaten des Geräts auf der Grundlage aller zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbaren Daten zu berechnen.
Die Berechnung der Teilnehmerkoordinaten erfolgt als gewichteter Durchschnitt der Koordinaten der Sender:
Breitengrad = Summe (w[n] * Breitengrad[n]) / Summe(w[n])
Längengrad = Summe (w[n] * Längengrad[n]) / Summe(w[n])
Wie aus der Theorie der Funkwellenausbreitung bekannt ist, ist die Dämpfung eines Funksignals im Vakuum proportional zum Quadrat der Entfernung vom Sender zum Empfänger. Jene. Bei einer 10-fachen Entfernung (z. B. von 1 km auf 10 km) wird das Signal 100-mal schwächer, d. H. wird die Leistung um 20 dB verringern. Dementsprechend ist die Gewichtung für jeden Begriff wie folgt definiert:
w[n] = 10^(RSSI_in_dBm[n] / 20)
Hier haben wir angenommen, dass die Leistung aller Sender gleich ist, diese Annahme ist falsch. Aber aufgrund der fehlenden Informationen über die Sendeleistung der Basisstation muss man bewusst grobe Annahmen treffen.
Das Ergebnis ist ein detaillierteres Bild der Standorte.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Im Ergebnis erwies sich die Strecke aus dem zuvor beschriebenen Grund als gut gezeichnet, mit Ausnahme der Freigabe in Richtung des Autobahnkreuzes auf der Moskauer Ringstraße. Darüber hinaus wird im Laufe der Zeit die Koordinatendatenbank gefüllt, was auch die Genauigkeit und Verfügbarkeit der Cell-ID-Ortungstechnologie erhöhen sollte.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Fragen und Kommentare sind willkommen.
Es gibt viele Möglichkeiten, Ihren Standort zu bestimmen, z. B. Satellitennavigation (GPS), Standort mithilfe von drahtlosen Netzwerken, WLAN und Mobilfunknetzen.
In diesem Beitrag haben wir versucht zu überprüfen, wie gut die Technologie der Standortbestimmung durch Mobilfunkmasten in der Stadt Minsk funktioniert (unter der Voraussetzung, dass nur offene Datenbanken mit Koordinaten von GSM-Sendern verwendet werden).
Das Funktionsprinzip besteht darin, dass ein Mobiltelefon (oder ein Mobilfunkmodul) weiß, von welchem Basisstations-Transceiver es bedient wird, und mit einer Datenbank mit Koordinaten von Basisstationssendern können Sie Ihren Standort ungefähr bestimmen.
Nun ein wenig darüber, was ein Sender in Bezug auf OpenCellID ist und wie die OpenCellID-Datenbank gefüllt wird. Diese Datenbank wird auf verschiedene Weise gefüllt, am einfachsten ist es, eine Anwendung auf einem Smartphone zu installieren, die die Koordinaten des Telefons und der bedienenden Basisstation aufzeichnet und dann alle Messungen an den Server sendet. Der OpenCellID-Server berechnet den ungefähren Standort der Basisstation anhand einer Vielzahl von Messungen (siehe Abbildung unten). Daher werden die Koordinaten des drahtlosen Netzwerks automatisch berechnet und sind sehr ungefähr.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Kommen wir nun zur Frage, wie man diese Datenbank nutzt. Es gibt zwei Möglichkeiten: Verwenden Sie die Zellen-ID, um den von der Website OpenCellID.org bereitgestellten Übersetzungsdienst zu koordinieren, oder führen Sie eine lokale Suche durch. In unserem Fall ist die lokale Methode vorzuziehen, weil Wir werden eine 13 km lange Strecke fahren und das Surfen im Internet wird langsam und ineffizient sein. Dementsprechend müssen wir die Datenbank auf den Laptop herunterladen. Laden Sie dazu die Datei cell_towers.csv.gz von downloads.opencellid.org herunter.
Die Datenbank ist eine Tabelle im unten beschriebenen CSV-Format:
- Ländercode; - Anwender Code; - Vorwahl; - Senderkennung; - Längengrad des Senders; - Breitengrad des Senders.
Alle Mobilfunkmodule unterstützen die folgenden Befehle: AT+CREG, AT+COPS (bedienende Basisstation), AT+CSQ (Signalstärke von Basisstation). Bei einigen Modulen können Sie neben dem versorgenden Sender auch benachbarte Sender ermitteln, d.h. Überwachen Sie Basisstationen mit AT^SMONC für Siemens und AT+CCINFO für Simcom. Ich hatte ein SIMCom SIM5215E Modul zur Verfügung.
Dementsprechend haben wir den Befehl AT + CCINFO verwendet, dessen Format unten angegeben ist.
Uns interessieren folgende Parameter:
- Anzeige des bedienenden Senders; - Anzeige des Nachbarsenders; - Ländercode; - Anwender Code; - Vorwahl; - Senderkennung; ist die Leistung des empfangenen Signals in dBm.
Überwachung funktioniert - Sie können gehen.
Die Route verlief im westlichen Teil von Minsk entlang der Straße. Matusevich, Puschkin Ave., st. Ponomarenko, st. Scharangowitsch, st. Maxim Goretsky, St. Lobanka, st. Kuntsevshchina, st. Matusewitsch.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Die Protokollierung erfolgte mit einem Intervall von 1 Sekunde. Durch die Umwandlung von CellID in Koordinaten stellte sich heraus, dass 6498 Aufrufe an die OpenCellID-Datenbank erfolgreich waren und 3351 Aufrufe keine Übereinstimmungen in der Datenbank fanden. Jene. die Trefferquote für Minsk liegt bei etwa 66 %.
Die folgende Abbildung zeigt alle Sender, die im Log gefunden wurden und in der Datenbank waren.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Die folgende Abbildung zeigt alle Portion Sender, die im Log gefunden wurden und in der Datenbank waren. Jene. ein ähnliches Ergebnis kann auf jedem Mobilfunkmodul oder Telefon erzielt werden.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Wie Sie sehen können, wurden wir in einem der Momente von einem Sender bedient, der sich hinter der Verkehrskreuzung an der Kreuzung von St. Pritytsky und Moskauer Ringstraße. Höchstwahrscheinlich ist dies eine vorstädtische Basisstation, die Abonnenten in einer Entfernung von mehreren Kilometern bedient, was dazu führt von Bedeutung Fehler bei der Bestimmung des Standorts anhand der Zellen-ID.
Da unser SIMCom SIM5215E zu jedem Zeitpunkt nicht nur den versorgenden Sender anzeigt, sondern auch benachbarte und Signalpegel von ihnen, werden wir versuchen, die Koordinaten des Geräts auf der Grundlage aller zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbaren Daten zu berechnen.
Die Berechnung der Teilnehmerkoordinaten erfolgt als gewichteter Durchschnitt der Koordinaten der Sender:
Breitengrad = Summe (w[n] * Breitengrad[n]) / Summe(w[n])
Längengrad = Summe (w[n] * Längengrad[n]) / Summe(w[n])
Wie aus der Theorie der Funkwellenausbreitung bekannt ist, ist die Dämpfung eines Funksignals im Vakuum proportional zum Quadrat der Entfernung vom Sender zum Empfänger. Jene. Bei einer 10-fachen Entfernung (z. B. von 1 km auf 10 km) wird das Signal 100-mal schwächer, d. H. wird die Leistung um 20 dB verringern. Dementsprechend ist die Gewichtung für jeden Begriff wie folgt definiert:
w[n] = 10^(RSSI_in_dBm[n] / 20)
Hier haben wir angenommen, dass die Leistung aller Sender gleich ist, diese Annahme ist falsch. Aber aufgrund der fehlenden Informationen über die Sendeleistung der Basisstation muss man bewusst grobe Annahmen treffen.
Das Ergebnis ist ein detaillierteres Bild der Standorte.
Kartenmitglieder von OpenStreetMap
Im Ergebnis erwies sich die Strecke aus dem zuvor beschriebenen Grund als gut gezeichnet, mit Ausnahme der Freigabe in Richtung des Autobahnkreuzes auf der Moskauer Ringstraße. Darüber hinaus wird im Laufe der Zeit die Koordinatendatenbank gefüllt, was auch die Genauigkeit und Verfügbarkeit der Cell-ID-Ortungstechnologie erhöhen sollte.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Fragen und Kommentare sind willkommen.
Veröffentlicht am 22.04.2015 von Johnny
Cellidfinder ist ein einfacher und bequemer Dienst, um den Standort von Basisstationen zu finden Mobile Kommunikation GSM-Standard und Einzeichnen auf der Karte. Der Artikel liefert detaillierte Anleitung um den Standort von GSM-Basisstationen zu finden, die diesen Dienst verwenden.
Welche Daten werden benötigt, um die BS zu lokalisieren?
Um die Koordinaten des Basisstationssektors zu finden, müssen Sie 4 Parameter kennen:
- MCC (Mobile Country Code) – ein Code, der das Land identifiziert, in dem sich der Mobilfunkanbieter befindet. Zum Beispiel sind es für Russland 250, die USA - 310, Ungarn - 216, China - 460, die Ukraine - 255, Weißrussland - 257.
- MNC (Mobile Network Code) ist ein Code, der einem Mobilfunkbetreiber zugewiesen wird. Einzigartig für jeden Betreiber in einem bestimmten Land. Eine detaillierte Tabelle mit MCC- und MNC-Codes für Betreiber weltweit ist verfügbar.
- LAC (Location Area Code) - Ortsvorwahl. Kurz gesagt ist LAC ein Zusammenschluss mehrerer Basisstationen, die von einem Basisstationscontroller (BSC) bedient werden. Dieser Parameter kann sowohl dezimal als auch hexadezimal dargestellt werden.
- CellID (CID) - "Zellenkennung". Derselbe Sektor der Basisstation. Dieser Parameter kann auch in dezimaler und hexadezimaler Form dargestellt werden.
Wo bekommt man diese Daten?
Die Daten werden vom netmonitor übernommen. Netmonitor ist eine spezielle Anwendung für Mobiltelefone oder andere Geräte, mit denen Sie die technischen Parameter herausfinden können Mobilfunknetz. Es gibt eine riesige Anzahl von Netmonitoren im Netzwerk für verschiedene Geräte. Das Richtige zu finden ist kein Problem. Außerdem viele moderne GPS-Tracker Bei schlechtem Satellitenempfang können sie dem Eigentümer nicht die Koordinaten, sondern die Parameter der Basisstation (MCS, MNC, LAC, Cellid) senden, an der sie festhalten. Cellidfinder hilft Ihnen, diese Parameter schnell in die ungefähre Position des BS zu übersetzen.
Woher kommen Basisstationskoordinaten?
Die Suche nach den Koordinaten von Basisstationen erfolgt in den Datenbanken von Google und Yandex, die eine solche Möglichkeit boten. Es sei darauf hingewiesen, dass wir als Ergebnis der Suche nicht den genauen Standort des Turms erhalten, sondern einen ungefähren. Dies ist der Ort, an dem Sie registriert sind die größte Zahl Abonnenten, die Informationen über ihren Standort übermittelt haben Google-Server und Jandex. Der genaueste Standort für LAC und CID wird mithilfe der Mittelungsfunktion bestimmt, die die Koordinaten aller Sektoren (CellID) einer Basisstation berechnet und dann den Durchschnittswert berechnet.
Wie arbeite ich mit CellIDfinder?
Um mit dem CellIdfinder-Standortsuchdienst für Basisstationen zu arbeiten, müssen Sie einen beliebigen Netmonitor auf Ihrem Smartphone installieren. Hier ist eine der guten Optionen. Wir schalten die heruntergeladene Anwendung ein und sehen uns die erforderlichen Parameter an.
In diesem Fall sahen wir im Netmonitor-Fenster:
Kundencenter = 257 (Weißrussland)
MNC = 02 (MTS)
LAC=16
CID=2224
Geben Sie diese Parameter in das Suchformular auf ein. Weil LAC und CID können vom Netmonitor sowohl in dezimaler als auch in hexadezimaler Form angezeigt werden, dann hat das Suchformular in der zweiten Form eine Autovervollständigung für LAC und CID. Wählen Sie „Google-Daten“, „Yandex-Daten“ und, wenn eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, „Mittelwertbildung“. Drücken Sie die Schaltfläche "BS suchen".
Als Ergebnis wurden die Koordinaten für diesen Sektor der Basisstation erhalten. Außerdem stimmten die Koordinaten laut den Datenbanken von Google und Yandex fast überein, was bedeutet, dass wir davon ausgehen können, dass die BS ziemlich genau auf der Karte gebaut sind.
Die Erkennung von Sendemasten ist keine kriminelle Aktivität, sondern eine ziemlich häufige Aufgabe in abgelegenen Regionen und Dörfern, in denen die Qualität der Abdeckung zu wünschen übrig lässt. Wie kann man verstehen, warum es von diesem Posten besser ist als von diesem Tor? Die folgenden Tools und Websites können Ihnen bei der Navigation helfen.
Von den englischsprachigen Diensten ist opensignal.com vielleicht der beste, wo Sie den Betreiber und den gewünschten Standort auswählen können. Auf der Karte werden keine Türme, aber Versorgungsgebiete angezeigt. Von den Russen kann ich netmonitor.ru empfehlen - seine Datenbank enthält viele Informationen über Betreibertürme.
Interessant sind auch einige der Apps für Android. Zum Beispiel zeigt OpenSignal eine Karte von Mobilfunkmasten und WLAN-Hotspots(Es gibt auch Orte mit schlechter Kommunikation, die auf der Karte markiert sind), es hat einen eingebauten Kompass und einen Geschwindigkeitsmesser.
Ein weiteres interessantes Dienstprogramm ist Netmonitor. Es kann GSM- und CDMA-Netzwerke überwachen, Informationen zur Signalstärke anzeigen, eine Datenbank mit Mobilfunkmasten enthalten, Geräte mit mehreren SIM-Karten unterstützen und sich auch im CLF- oder KLM-Format anmelden.
Bitte beachten Sie, dass Netmonitor bei der Arbeit mit Geräten einiger Hersteller Einschränkungen hat. Auf Motorola-Smartphones, LG, Samsung, Acer und Huawei ist die Nachbarliste möglicherweise leer und Samsung-Geräte zeigen möglicherweise keine Signalstärke an.
Ich empfehle auch die Anwendung GSM Signal Monitoring, mit der Sie mit GSM-, UMTS- und LTE-Netzen arbeiten können. Es zeigt die Änderung des Signalpegels im Diagramm an und zeigt benachbarte Zellen an (nur in GSM-Netzen). Es gibt einen Datenratenmonitor und die Möglichkeit, Verbindungsstatus, Verbindungsstandard, Zellen- und aktuelle Zonenkennungen (LAC / RNC / TAC) und empfangene Signalstärke (RSSI, sowie RSRP für LTE) zu überwachen.
Wenn Sie die Daten der Basisstation kennen, können Sie sie durch die Site xinit.ru schlagen und Informationen über ihren Standort erhalten. In großen Städten schadet es nicht, beliebte Karten mit der Position der Türme zu finden, aber Sie sollten verstehen, dass die Türme verschiedenen Betreibern gehören. Außerdem werden Basisstationen nicht nur auf Masten, sondern auch auf Hausdächern platziert.