【技术视界】第32期：Android手机定位与地理位置解析研究

编者按

智能手机在使用过程中会随着时间的推移产生和存储大量定位数据，将这些定位数据进行提取和解析，可以为电子数据取证提供关键信息。本期，数据恢复四川省重点实验室科研人员将介绍Android手机的几种主要定位技术，以及如何对Android手机中地理位置定位信息进行提取解析。

背景介绍

       随着智能手机的普及以及移动互联网技术的发展，人们越来越多的使用手机进行购物、交友、导航等活动，比如使用QQ、微信、大众点评、美团等手机应用软件，在使用这些APP的过程中，都会使用到相关手机定位技术。手机在进行定位过程中，会产生和存储时间、地理位置等信息数据，将这些数据进行解析和提取，可以为电子数据取证提供重要信息。

Android手机定位技术

        手机定位是手机重要功能之一。针对Android手机而言，主要通过以下几种定位方式进行定位：

1. GPS定位

      GPS定位原理是通过手机里集成的GPS模块接收轨道上运行的地球同步卫星的信号，根据信号计算出你当前的位置。

       优点：它只需要手机集成GPS模块，不需要SIM卡，不需要连接互联网（如WiFi），只要在户外基本上就可以定位。覆盖范围广。

       缺点：定位时间长，首次打开需要几分钟的时间搜索卫星。定位精度误差在10米左右，定位精度受云层等天气因素影响。不能在室内定位。

【图1：GPS定位】

2.基站定位

       原理是用SIM卡运营商（如移动或者联通）的基站准确位置，利用手机搜索到的最近的三座基站的信号强度，估计出手机用户到每座基站的远近，从中计算出当前位置。

      优点：室内室外都能解析，定位速度较快；

      缺点：需要注册的SIM卡，必须要有至少三个基站信号，由于信号容易受干扰，定位精度不高，精度在150米左右，需要基础的基站位置数据包。

【图2：基站定位】

3．WIFI定位

      由谷歌创造的一种定位方法，准确说法应该是WIFI依赖定位。目的是解决室内精确定位.一般WIFI热点的位置是固定的，利用最近的三个基站信号，通过信号强度计算出手机用户当前位置，类似于基站定位。不同的是WIFI位置信息需要一定的方法收集，比如谷歌等通过连上某WIFI的手机获取热点的MAC地址，然后用手机上的GPS模块对当前位置定位，最后将收集到的数据上传到谷歌服务器，以建立WIFI定位数据库。

      优点：WIFI多的地方通过用户上传的数据不断矫正WIFI热点位置使得定位精度高，定位速度很快。

      缺点：需要连上WIFI，必须至少3个WIFI资源。

【图3：WIFI定位】

4.其它定位技术

      除了以上几种定位方式外，手机定位还包括集合GPS定位和基站定位优势的AGPS定位，以及GPS-one定位、俄罗斯的Glonass定位、中国的北斗定位等。

Android手机定位数据的解析

      手机中的定位信息数据存储方式大致有xml文件存储、Sqlite数据库文件存储、图片文件存储，下面分别对这三种存储方式的数据进行解析。

1.通过手机系统中xml文件解析定位出的经纬度等信息。

        通过电脑上的手机助手软件（如91助手等）找到某些应用的XML数据（根据不同的手机可能会有不同）。以号码百事通为例，在shared_prefs目录下能找到它的xml数据文件，如图4。

 
【图4：百事通中找到的xml数据文件】

        找到xml数据文件后，利用文本编辑器或者Xml编辑器打开xml文件，如果该节点的name属性名包含地理位置的关键字，取该节点值就是地理位置信息，如图5。

【图5：利用Xml编辑器打开的xml文件】

       其中：

       ① name属性名包含关键字LONGITUDE，该节点值为经度，如图5中的BESTTONE_LOCATION_LONGITUDE包含关键字LONGITUDE，那么该节点的值104.064624就是经度；

       ② name属性名包含关键字LATITUDE，该节点值为纬度，如图5中的BESTTONE_LOCATION_LATITUDE包含关键字LATITUDE，那么该节点的值30.570307就是纬度；

       ③ name属性名包含关键字TIME,该节点的值为记录时间，如图5中的enterTime包含关键字TIME，那么该节点的值2016-11-14 06:30:06就是定位的时间；

       ④ name属性名包含关键字CITY_NAME,该节点的值为定位当前所处的城市，如图5中的BESTTONE_LCOATION_CITY_NAME包含关键字CITY_NAME，那么该节点的值成都为定位城市。

       备注：以上所涉及的地理位置定位信息的关键字，需要通过更多的应用不断总结。

已知常见地理位置关键字包括：

        经度关键字：       last_know_lng;longitude;pref_key_logitude;location_lng;search_lbs_logitude等

      纬度关键字：last_know_lat;latitude;pref_key_latitude;location_lat;search_lbs_latitude等。

2.通过手机系统中Sqlite数据库文件解析出经纬度等信息。

       通过电脑上的手机助手软件（如91助手等）找到某些应用的Sqlite数据库数据（根据不同的手机可能会有不同）。其中地理位置的数据库文件名可能包含的是locations，也有些是在应用设置数据库里包含地理位置信息，数据库名不是固定的。

      以墨迹天气的地理位置数据库为例，在其中能找到一个locations.db的数据库，如图6。

【图6：墨迹天气数据库】

       找到locations.db数据库然以后，用Sqlite查看工具打开数据库，打开相关表。如图7。

【图7：用Sqlite工具打开数据库】

       其中，地理位置信息的表名也不是固定的。

      ① 列名包含关键字longitude,该列为经度，如图7中经度为104.0646；

      ② 列名包含关键字latitude,该列为纬度，如图7中纬度为30.570251；

      ③ 列名包含关键字address,该列为具体定位地址信息，如图7中位置为四川省成都市武侯区锦悦西路靠近华越楼越南美食；

      ④ 列名包含关键字aoiname,该列为附近地址，可以作为备注信息，如图7中备注信息为成都环球中心天堂洲际大饭店。

       这些关键字也是需要在各种应用中不断积累，可以参考XML解析方法的关键字。

      有些手机应用软件的数据库地理位置信息存放位置不是规则的，如图8中的易信数据库。

 
【图8：易信数据库】

        易信的地理位置信息是以Json的数据格式存放在数据库中，但解析方法也可以使用以上提到的关键字去提取。

3.通过手机拍摄的图片解析其中的exif信息提取出经纬度等信息。

        通过电脑上的手机助手软件（如91助手等）提取手机中的图片到电脑，打开图片属性，在GPS栏里，就是纬度，经度，高度，创建时间等地理位置信息，如图9。

【图9：打开图片属性查看定位信息】

小结

       随着智能手机定位的广泛应用，对手机地理位置信息进行提取和解析，能有效追踪目标活动范围和了解目标动向等。本期，数据恢复四川省重点实验室科研人员介绍了如何利用Android手机中的xml文件、Sqlite数据库文件以及图片中的exif信息解析定位经纬度信息。目前，此方法已成功应用于效率源SPF9139智能手机数据恢复取证系统中，取得了很好的效果。

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