Откуда ретранслятору знать, где находится мой мобильный тел.?

Оператор знает расстояние по скорости прохождения радиосигнала от антенны до телефона. Это надо для синхронизации телефона и уменьшения задержки сигнала. Без этого, думаю, ваш мобильный интернет был бы чертовски медленным.
Также найдите в Гугле любую картинку gsm вышки. На них много маленьких антенн направленных в разные стороны, каждая покрывает свой сектор. Это повышает плотность сигнала. Соответственно оператор знает к какой вышке вы подключены и с какой стороны от неё находитесь.
Таким образом легко вычисляется расстояние и положение относительно вышки.

В городе, где всё это расположено очень плотно, ваше положение можно определить в пределах квартала. Спецслужбы довольны.

сигнал распространяется во все стороны.
Но!
ловит его не только твой телефон, а все телефоны, находящиеся в зоне действия этой БС

Сигнал распространяется во все стороны.
Телефон время от времени посылает сигнал найденной базовой станции, и таким образом регистрируется в зоне ее действия.

каждая вышка обслуживает определенную зону в которой находится, эти зоны разделены на сектора покрытия сигнала, соты и зная с какой именно вышкой сейчас связан ваш телефон можно примерно определить ваше местоположение на местности и ваше перемещение

во все стороны

какую вышку мобила поймает с той и работает.

каждая вышка определяет, помимо данных, ещё и уровень принимаемых сигналов, где он выше та и забирает обслуживание себе, остальные вышки этот сигнал продолжают отслеживать что бы перехватить обслуживание. И имея доступ к этой информации, можно определить расположение между вышками исходя из уровни сигнала на них. это и называется билинг.