Отслеживание мобильных телефонов
Отслеживание мобильных телефонов — процесс определения местоположения мобильного телефона, как стационарного, так и движущегося. Локализация может осуществляться с помощью различных технологий, таких как мультилатерация радиосигналов между несколькими базовыми станциями сотовой сети и телефоном, либо с использованием ГНСС. Для определения местоположения мобильного телефона методом мультилатерации телефон должен хотя бы время от времени посылать сигналы простоя для связи с ближайшими антеннами, что не требует активного телефонного вызова. В глобальной системе мобильной связи (GSM) используется определение местоположения телефона по уровню сигнала от ближайших антенн.
Мобильные данные о местоположении могут использоваться для сервисов, основанных на определении местоположения, предоставляющих актуальные координаты телефона. Такие услуги позволяют телекоммуникационным компаниям приблизительно вычислять местоположение пользователя мобильного телефона[1].
Технологии
Местоположение мобильного телефона может определяться несколькими способами.
Определение местоположения телефона возможно с использованием сетевой инфраструктуры оператора. Преимущество сетевых методов с точки зрения оператора — неинвазивность, поскольку не требуется воздействия на устройства абонентов. Эти методы развивались задолго до повсеместной установки GPS в телефоны[2].
Технология основана на измерении уровня мощности и характеристик антенны: работающий телефон всегда связывается по радиоканалу с ближайшей базовой станцией, что позволяет предположить близкое расположение телефона к ней.
Продвинутые системы позволяют определить сектор нахождения телефона и приблизительно оценить расстояние до базовой станции. Дополнительная интерполяция сигналов между соседними антеннами может повысить точность. В городских условиях, где плотность базовых станций высока, точность может достигать 50 метров[3]. В сельских и удалённых районах расстояние между базовыми станциями может составлять километры, снижая точность геолокации.
GSM-локализация использует мультилатерацию для определения местоположения мобильных телефонов или специальных трекеров, как правило, с целью найти пользователя[1].
Точность техники, основанных на сети, может варьироваться: идентификация только по ячейке является наименее точной (из-за эффекта переотражения сигнала между башнями, так называемых «отскоков»), триангуляция обеспечивает среднюю точность, а современные методы по таймингу сигналов, такие как продвинутая трилатерация, — наивысшую[4]. Точность повышается там, где больше базовых станций и применены передовые методы тайминга (особенно в городах).
Недостатком сетевых технологий является необходимость тесного взаимодействия с оператором, так как требуется установка дополнительного оборудования или ПО в инфраструктуре оператора. Часто внедрение возможно только под давлением законодательства (например, подобно Enhanced 9-1-1).
В декабре 2020 года выяснилось, что израильская компания Rayzone Group, предположительно, в 2018 году получила доступ к системе сигнализации SS7 через оператора Sure Guernsey, что позволило ей отслеживать телефоны по всему миру[5].
Местоположение возможно определять с помощью клиентского ПО, установленного на самом телефоне[6]. Для этого используются данные о ячейке подключения и о мощности сигнала от домашней и соседних базовых станций, которые телефон периодически отправляет оператору[7]. Если у телефона есть встроенный GPS, точность значительно возрастает.
Другой подход — техника, основанная на «отпечатках»[8][9][10]: «отпечатки» мощности сигнала домашних и близлежащих ячеек записываются для каждой точки зоны интереса методом вардрайвинга и далее сопоставляются в реальном времени — независимо от оператора.
Недостатком метода на устройстве является потребность в установке дополнительного программного обеспечения, что требует согласия пользователя, а также совместимости с разными операционными системами: Symbian, Windows Mobile, Windows Phone, BlackBerry OS, iOS, Android. Обычно такие приложения, например Google Maps, доступны только для смартфонов.
Одно из решений — установка встроенного аппаратного или программного обеспечения на этапе производства, например, Enhanced Observed Time Difference (E-OTD). Однако данное направление не получило широкого распространения ввиду сложностей стандартизации среди разных производителей и издержек, а также проблем с устройствами в роуминге.
В телефонах GSM и UMTS с помощью SIM-карты (Subscriber Identity Module) можно получить из устройства «сырые» радиосигналы[11][12]. Среди доступных данных — идентификатор текущей ячейки (Cell ID), время кругового прохода сигналов, уровень мощности. Информация с SIM-карты может отличаться от данных устройства, иногда напрямую получить измерения с телефона невозможно, но доступны через SIM.
Краудсорсинговые данные Wi-Fi могут применяться для определения местоположения устройства[13]. Слабая работа GPS внутри помещений и рост популярности Wi-Fi стимулировали разработку новых методов Wi-Fi-позиционирования[14]. Большинство смартфонов совмещают глобальные навигационные спутниковые системы (GPS, ГЛОНАСС) и системы Wi-Fi позиционирования.
Гибридные системы позиционирования используют одновременно сетевые и клиентские методы для определения местоположения. Например, A-GPS использует и GPS, и сетевую информацию для вычисления координат. Возможен и обратный способ: получая позицию по GPS и передавая её через сеть удалённому пользователю. К таким системам относятся Google Maps, а также LTE-технологии OTDOA и E-CellID.
Существуют также более общие гибридные системы, объединяющие Wi-Fi, WiMAX, GSM, LTE, IP-адреса и другие сетевые данные окружающей среды.
Операционное применение
Для маршрутизации вызовов базовые станции отслеживают сигнал телефона и определяют, кто из них может лучше связаться с аппаратом. По мере перемещения телефона сигнал отслеживается, и устройство производится «передача» в другую ячейку. Сравнение относительной мощности сигналов от нескольких антенн позволяет оценить примерные координаты аппарата. Также используется характеристика направленности антенны и фазовая дискриминация для угловой оценки.
Современные телефоны могут отслеживаться и включёнными вне режима разговора — из-за того, что периодически выполняют процедуры поиска и передачи между базовыми станциями[15].
Потребительские приложения
Положение телефона может быть поделено с семьёй и друзьями, опубликовано или использовано для локальной записи, а также доступно другим пользователям через приложения смартфонов. Наличие GPS почти во всех смартфонах сделало геопространственные приложения почти обязательными для современных устройств. Типичные примеры:
- Геоограждение зон (например, No Fly Zones)
- GPS-навигация и карты
- Поиск друзей: Find My Friends
- Запись маршрута для отслеживания путешествий/походов
- Цифровое самоотслеживание (фитнес-трекинг)
- GPS-рисование
В январе 2019 года определение расположения iPhone с помощью сестры помогло полиции Бостона найти жертву похищения Оливию Амброз[16].
Конфиденциальность
Определение местоположения затрагивает важные вопросы конфиденциальности, поскольку позволяет отслеживать человека без его ведома[17]. Для сервисов, использующих геопозиционирование, настоятельно рекомендуются строгая этика и меры безопасности.
В 2012 году Мальте Шпиц провёл TED-доклад[18], где показал собственные данные, полученные от Deutsche Telekom после судебного иска. Они содержали 35 830 строк сведений за время действия закона о германском хранении данных, и позволяли полностью восстановить передвижения владельца за 6 месяцев. Совместно с ZEIT Online он опубликовал эти данные на интерактивной карте. Шпиц сделал вывод, что пользователи технологий играют ключевую роль в защите приватности в цифровую эпоху:[19][20]
Китайское правительство предлагало использовать технологию для анализа перемещений жителей Пекина[21]. При этом возможен сбор обобщённых («агрегированных») данных без нарушения индивидуальной приватности[22]. Такие данные применялись при поиске участников протестов в Пекине в 2022 году[23].
Во многих странах Европы конституция гарантирует тайну переписки, и данные о местоположении получают такую же правовую защиту, как и само содержание связи[24][25][26][27].
В США конституциональное право на конфиденциальность телекоммуникаций частично обеспечивается четвёртой поправкой[28][29][30][31][32]. Использование данных о местонахождении дополнительно ограничено статутным[33], административным[34] и судебным правом.[28][35] Получение властями данных о местоположении абонента за 7 дней считается однозначным поводом для признания такого запроса обыском, требующим ордера и вероятных причин[28][36].
В ноябре 2017 года Верховный суд США постановил в деле Carpenter v. United States, что государство нарушает четвёртую поправку, получая данные истории местонахождения абонентов без ордера.
Примечания
Литература
- Varshavsky, Alex; Chen, Mikey; Froehlich, Jon; Haehnel, Dirk; Hightower, Jeffrey; Lamarca, Anthony; Potter, Fred; Sohn, Timothy; Tang, Karen; Smith, Ian. “Are GSM phones THE solution for localization?” (PDF). 7th IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications (HotMobile) [англ.]. IEEE Computer Society: 20—28. Дата обращения 2024-06-25.
- Dan Goodin (17 февраля 2012). “Location tracking of GSM cellphones: now easier (and cheaper) than ever”. Arstechnica [англ.]. Conde Nast. Дата обращения 2024-06-25.


