关于高德地图:定位不准的烦心事系列第1篇谈谈卫星定位的位置干扰

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现代人的生存曾经离不开手机,离不开地图,一旦遇到定位不准的问题,就会产生很多问题,而且有些会很重大,比方打车找不到车、外卖找不到顾客,更惨的是开车的时候在高速上转圈圈,多跑个 100 公里也是有可能的。

大家把定位精确当做一个理所应当的事件,当初定位技术这么发达,北斗 3 代胜利组网,定位怎么还会不准呢?的确,随着工夫的推动,定位的精度是越来越高的,然而有一个潜在危险,会导致定位精度降落。

这个危险来自 卫星定位坑骗技术的泛滥。卫星定位坑骗,或者地位烦扰,是通过高空上的卫星伪基站播送定位信号,让周边的定位设施误以为承受到了实在的定位信号,从而将定位后果设置为烦扰者预设的一个地位。之前咱们比拟多的据说一些人用伪通信基站去群发垃圾短信,而明天,地位烦扰也越来越广泛,比方:

  • 驾考舞弊:驾校学习都会要求学员上车练习,而且车上有一些设施会记录学员的练习轨迹,作为学员实现学习的证据,然而一些学员不想花工夫学车,于是有一些人员会利用伪基站播发伪信号,让车辆记录仪的定位点主动围绕驾校路线行驶,即便这个设施在远离驾校的地点。这样学员不须要花 1 分钟学车,就能够达到所要求的学车时长。
  • 近程打卡:一些企业会基于轨迹对员工进行工时统计,多数员工可能会通过伪造本身地位的办法作假。
  • 打车刷单:一些司机为了获取接单处分或者挑单,用舞弊方法批改本人的定位点,让平台认为他在某个指定的地位,或者实现了某个订单。
  • 无人机反制:一些企业不心愿无人机凑近本人的场合,于是对无人机的地位进行烦扰,让其误以为进入禁飞区主动起飞,或者偏离航线。
  • 反跟踪:经营车辆上都装有北斗定位安装,一些企业或集体不心愿本人的实在地位被发现,于是进行地位烦扰。

定位伪造办法有很多种,有些只影响繁多的设施(比方在设施上间接批改定位后果),而卫星伪基站的办法,则是技术含量比拟高的办法,这个办法能够将左近所有设施的地位全副烦扰,具体的影响范畴和基站的发射功率无关,小功率的基站只影响左近几米的范畴,而大功率的基站,能够影响周边几十公里,甚至在室内承受不到卫星信号的状况下,都会被烦扰。

这种烦扰可能将定位点定位到任意地位,而且静止速度、方向都能够指定。于是用户可能发现自己的定位点在几千公里之外,或者轨迹成为一个奇怪的形态,比方画圆圈或者沿某条路线在行驶。

地位烦扰技术的原理是什么呢?简略来说,卫星定位是通过接管到卫星信号,读取信号报文,取得工夫戳,而后用工夫戳和本地工夫相减计算出和卫星的间隔,再求解一个 4 元方程组(x,y,z 坐标以及本地时钟偏移量)。

因为卫星信号的规格是公开的,咱们能够将任意的工夫填充到信号报文中,再通过特定的载波信号发射进来,就能够让其余设施取得谬误的定位信号。最简略的办法,是间接把某个地点的信号录下来,而后在另一个地位回放。要定位到指定地位,只须要用该地位计算出每颗星播发的工夫戳即可。而当初曾经有人把整个报文编写、载波调制、信号发射这一系列步骤做了封装,成为货架产品,任何人只有买了设施就能够本人输出指标经纬度以及速度方向,甚至是整段轨迹,而后就能够进行地位烦扰了。

比方,HackRF 是一款设施,能够发射自定义的信号,有一些开源软件能够生产 GNSS 的软信号,再通过 HackRF 发射进来,就成了一个伪基站。而且,一个设施能够同时发送多路信号,模仿多颗卫星。

为什么卫星信号这么容易被烦扰呢?因为 GPS 设计之初并没有在安全性上思考的很谨严,所以报文齐全没有加密,用户侧也没有做鉴权,是齐全凋谢的。

后续的伽利略、格洛纳兹、北斗也都遵循雷同的设计理念,报文、调制过程都是相似的,都会被烦扰。安全性比拟好的形式,是军码,这种报文采纳专门的频率进行发射,其报文规格、编码方式都是窃密的,要读取报文须要专门的秘钥,因而难以破解或者烦扰,但这种办法无奈解决民用设施的安全性问题。

目前一些芯片厂商,以及高德,在做一些工作去发现这种烦扰,从而防止影响到用户。具体的办法包含:

1. 载波校验:真信号和假信号同时呈现时,能够查看信号强度是否有异样(假信号往往信号很强,能力笼罩真信号)。

2. 信号方向校验:检测信号的起源方向,如果不是来自天空,则有异样(对天线有要求)。

3. 报文一致性校验:查看报文的每个字段是否和实在信号统一。

4. 解算校验:解算后发现某些卫星的间隔异样,比方同时收到真信号和假信号。

5. 多源校验:联合惯导、网络定位以及其余定位形式校验卫星定位的后果是否异样。

以上这些办法能够在肯定水平上升高被烦扰的概率,然而还是无奈彻底杜绝。对于普通用户来讲,当发现自己的定位后果异样时,如何发现是因为卫星信号烦扰导致呢?

1. 首先,看本人的定位后果是不是呈现在机场、油库、驾校这些地点,或者本人的地位左近是否有油库或者是一些敏感设施。

2. 而后,确认本人设施的定位后果来自卫星定位而不是网络定位,如果是安卓用户能够下载一个 AndroiTS GPS Test 软件,如果显示 Fix 或 ON,则代表卫星定位胜利,否则是网络定位。

对于 iPhone,下载phyphox,进入 GPS 页面,如果速度为负阐明是网络定位,否则是卫星定位。

3. 此外,在明确手机定位形式是卫星定位的状况下,如果周边的多台手机都定位在了谬误的地位(至多偏离了 200 米以上,如果偏离间隔不远,有可能是卫星定位点漂移了),则大概率此地被某个周边的伪卫星基站给烦扰了。

有些烦扰未必是烦扰者的本意,他原本可能只想管制某个小范畴的设施,然而天线功率设置不合理,信号被扩散到很远的中央。

可能明确有烦扰,如何解决呢?只能向政府部门寻求帮忙,能够打电话给当地的无线电治理部门,要求排查。无线电治理部门有专门的仪器能够检测伪基站信号,确定地位,并将设施关停。欢送大家举报非法的无线电烦扰行为。

具体电话可参考

https://www.miit.gov.cn/gzcy/cydh/art/2020/art_ba58d28194884d66b0032861a11e0bd2.html

正文完
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