Что мой мобильный оператор знает обо мне?
Когда я звоню кому-то, в логах заносится местоположение (моё и принимающего звонок)?
Да. Но для вызывающей стороны местоположение адресата известно с точностью только до сети. Но для самого адресата входящий вызов также логгируется вместе с его местоположением в этот момент, после чего эти логи можно сопоставить друг с другом.Операторы обязаны все данные также отправлять на СОРМ? Интересно что это за данные?
В дополнение к метаданным, которые собираются со всех коммуникаций наземных абонентов, для мобильных абонентов логгируются также:
1) Внутренний ID абонента у оператора (привязан к договору со всеми персональными данными);
2) Номер телефона;
3) IMSI симки;
4) IMEI аппарата.
5) CI - идентификатор соты, в которой находится абонент.Регистрируется моё местоположение при "лежании в кармане"?
Да. Регистрируются местоположение в моменты: вход/выход из сети, перемещение из одной соты в другую и по ручному запросу в любой момент. Самим операторам ничего не мешает отслеживать местоположение непрерывно с записью всего трека, это остается на усмотрение оператора, практика может варьироваться в зависимости от региона.Хранятся ли записи разговоров у оператора?
Прослушивание разговоров осуществляется адресно. В настоящий момент не существует системы тотальной записи всех разговоров в федеральном масштабе. В прошлом это было невозможно технически, в последнее время технических препятствий становится все меньше, но еще далеко не вся аппаратура готова к такому, особенно в регионах.Хранятся ли СМС у оператора?
Существует требование, в соответствии с которым, SMS (как и метаданные о разговорах) должны храниться минимум три года. Но, поскольку хранение SMS технически не вызывает проблем, а юридически ограничен только минимальный срок хранения, то в реальности SMS хранятся практически вечно.Что может вызвать подозрение на рядового клиента? Если я звоню зарубеж? Или быть может пишу и говорю много "Обама, Путин, ..."?
В реальном времени эта информация не анализируется, а только собирается. По собранной базе доступно формирование отчетов по любым фильтрам. В будущем возможна разработка специального софта, который будет осуществлять обработку собранных данных с применением методов ИИ, исходными данными для обработки послужит, собранная за все годы, информация.Можно ли как-то шифровать звонки/смс? Насколько я понял, если такое возможно, то только при наличии одинакового софта на обоих устройствах?
VoIP + VPN.
сложный вопрос из области коня в вакууме. знающие люди не ответят ... а другие просто не в теме. можно только порассуждать что легко отследить. 
имеется смартфон с уникальным номером. который можно отследить с точностью до метра. с протоколированием всей переписки в течении всей вашей жизни. туда же ложатся маршруты передвижения .. ваши привычки .. на все это накладываются все записанные разговоры (смски. ммски). при анализе разговоров легко можно по ключевым словам выявить приоритеты. легко удаленно включить прослушку даже если телефон не в режиме разговора. 
теперь относительно шифрования. уже доказано что любой шифр взламывается. если он не взломан, то мы об этом просто не знаем. любое шифрование автоматически привлекает внимание системы. так как является атипичным поведением. и тут возможно 2 варианта дальше. либо у органов есть ключ для расшифровки от производителя. либо старый добрый паяльник и новые лычки у вашего следака за раскрытое дело. поэтому государство сейчас находится в роли бога. вроде все знает ... но считает что вмешиваться без нужды не имеет смысла.