电磁科普
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万里寻踪——手机无线电定位

2020-10-19  点击:[]

        从古至今,“位置与方向”就时时刻刻影响着历史的进程。早期的航海家们需要在大海上确定自身的位置来判别航向了,以避免迷失于大海之上。古代的军队需要实时的确定士兵的行军位置以便于战略的成功展开。在当今日新月异的时代,个人方位的确定更是越发深刻地影响着每个人的生活工作。当我们订外卖时,需要手机定位帮助外卖小哥准确的送餐;当我们使用手机地图进行导航时,需要定位帮我们快速找到最佳的路线。那么你是否也曾想过:我们的位置为什么会如此精准的被定位到呢?

图1 信息时代下的手机定位

        实际上,手机位置的确定是一个基于电磁波的综合定位过程。首先,我们的智能手机上采用了一种叫做A-GPS的定位技术(AssistedGPS)。在利用此技术定位的过程中,手机的通信模块发射出去的电磁波被附近的三个通讯基站接受,基站通过对通信时差等信号数据的处理和算法计算可以大概判断出出用户所处的位置,只不过位置的精度并不高,但胜在定位迅速。之后,手机中的GPS芯片会再接收到多颗GPS卫星的信号并对信号解算从而得到一个精准的位置信息,但是GPS定位过程耗时较长。这样,A-GPS技术通过结合两种定位过程从而能够快速而精准的定位用户位置。另外,值得一提的是,在高层建筑密布的城市里,远程定位信号会经常出现严重漂移。这种环境在业内称为城市峡谷,定位信号在玻璃建筑垂直光滑的表面发生反射,再被手机接收。于是,设备将错误计算信号的传播时间,进而得出错误的位置结论,产生近百米的误差。这时候,我们的手机会再结合另外一个辅助定位技术——WiFi定位。手机连接的WiFi,最终都会通过路由器接入电信网络,而路由器大致的位置是固定已知的。由于WiFi的覆盖范围相当小,定位到了路由器,就等于定位到了连接这个路由器的手机。综上所述,用户手机的位置就能在电磁波的发送与接受中精准的确定下来!

图2 A-GPS技术概述图

        在当今信息化的时代,人们的位置信息越来越容易被他人轻易的获得。生活中要想知道一个人的位置并不难,如:在微信发送朋友圈的时候会附上自己的位置,其他人要想到达这个地点,就能打开地图软件进行导航;一些不法分子和APP供应商利用个人手机的无线电定位违法售卖个人实时位置信息。换句话说,信息时代下个人位置获得的便利性也会给人们带来一些安全上的危险与隐患。信息时代下如何保障人们的位置隐私已然成为一大难题。在这里,笔者想强调大家的是,在日常生活中,要谨慎对各类APP开放个人位置权限,尽量避免在社交软件发送位置。让无线电定位技术彻底地安全地造福于人们生活的方方面面!


图3信息时代下的个人隐私保护


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