坐標系知多少?

以前做移動GIS的時候,總是碰到這樣的問題,為什么用手機系統(tǒng)SDK獲取的坐標疊加在地圖上時,總是與實際距離有偏差呢?而用各廠商的地圖SDK獲取坐標并疊加在地圖上就不會有偏移了。要解決這個問題,就得從坐標系來探究其原理了。這里主要介紹地球坐標,火星坐標,百度坐標

地球坐標

地球坐標稱為WGS84是為GPS全球定位系統(tǒng)建立的坐標系統(tǒng)。它是一種國際標準,從GPS設(shè)備中獲取到的坐標都是WGS84,國際地圖提供的也是該坐標系統(tǒng)。比如谷歌地圖,cesium等地圖中使用的都是WGS84

火星坐標

火星坐標系統(tǒng)也叫做國測局坐標系統(tǒng),簡稱GCJ-02,它是一種中國標準的坐標系,是經(jīng)過加密的,國行的設(shè)備獲取到的坐標都是火星坐標,并且國內(nèi)的地圖產(chǎn)品也都是使用的火星坐標,這就是為什么獲取到的GPS坐標疊加在百度地圖,高德地圖等地圖上時會出現(xiàn)偏移的情況。

百度坐標

火星坐標加密也就算了,百度又在火星坐標的基礎(chǔ)上進行二次加密,又形成了一套百度標準。當百度地圖SDK獲取到坐標時,疊加在其它廠商的地圖上又會有偏移。

GPS獲取總結(jié)

通過以上坐標系,可以對GPS設(shè)備和地圖SDK獲取的坐標進行一個總結(jié):

  • 國際標準的GPS設(shè)備獲取的是WGS84坐標
  • ios原生定位獲取的是WGS84坐標
  • 百度SDK獲取的是百度坐標
  • 高德地圖SDK獲取的是火星坐標。

坐標轉(zhuǎn)換

當碰到疊加有偏移時,除了吐槽,還得想辦法解決,附上轉(zhuǎn)換的代碼:

/**
 * Created by Wandergis on 2015/7/8.
 * 提供了百度坐標(BD09)、國測局坐標(火星坐標,GCJ02)、和WGS84坐標系之間的轉(zhuǎn)換
 */

//定義一些常量
var x_PI = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
var PI = 3.1415926535897932384626;
var a = 6378245.0;
var ee = 0.00669342162296594323;

/**
 * 百度坐標系 (BD-09) 與 火星坐標系 (GCJ-02)的轉(zhuǎn)換
 * 即 百度 轉(zhuǎn) 谷歌、高德
 * @param bd_lon
 * @param bd_lat
 * @returns {*[]}
 */
function bd09togcj02(bd_lon, bd_lat) {
    var x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
    var x = bd_lon - 0.0065;
    var y = bd_lat - 0.006;
    var z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * x_pi);
    var theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * x_pi);
    var gg_lng = z * Math.cos(theta);
    var gg_lat = z * Math.sin(theta);
    return [gg_lng, gg_lat]
}

/**
 * 火星坐標系 (GCJ-02) 與百度坐標系 (BD-09) 的轉(zhuǎn)換
 * 即谷歌、高德 轉(zhuǎn) 百度
 * @param lng
 * @param lat
 * @returns {*[]}
 */
function gcj02tobd09(lng, lat) {
    var z = Math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * Math.sin(lat * x_PI);
    var theta = Math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * Math.cos(lng * x_PI);
    var bd_lng = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
    var bd_lat = z * Math.sin(theta) + 0.006;
    return [bd_lng, bd_lat]
}

/**
 * WGS84轉(zhuǎn)GCj02
 * @param lng
 * @param lat
 * @returns {*[]}
 */
function wgs84togcj02(lng, lat) {
    if (out_of_china(lng, lat)) {
        return [lng, lat]
    }
    else {
        var dlat = transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0);
        var dlng = transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0);
        var radlat = lat / 180.0 * PI;
        var magic = Math.sin(radlat);
        magic = 1 - ee * magic * magic;
        var sqrtmagic = Math.sqrt(magic);
        dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * PI);
        dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * Math.cos(radlat) * PI);
        var mglat = lat + dlat;
        var mglng = lng + dlng;
        return [mglng, mglat]
    }
}

/**
 * GCJ02 轉(zhuǎn)換為 WGS84
 * @param lng
 * @param lat
 * @returns {*[]}
 */
function gcj02towgs84(lng, lat) {
    if (out_of_china(lng, lat)) {
        return [lng, lat]
    }
    else {
        var dlat = transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0);
        var dlng = transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0);
        var radlat = lat / 180.0 * PI;
        var magic = Math.sin(radlat);
        magic = 1 - ee * magic * magic;
        var sqrtmagic = Math.sqrt(magic);
        dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * PI);
        dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * Math.cos(radlat) * PI);
        mglat = lat + dlat;
        mglng = lng + dlng;
        return [lng * 2 - mglng, lat * 2 - mglat]
    }
}

function transformlat(lng, lat) {
    var ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lng * lat + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
    ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
    ret += (20.0 * Math.sin(lat * PI) + 40.0 * Math.sin(lat / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
    ret += (160.0 * Math.sin(lat / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(lat * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
    return ret
}

function transformlng(lng, lat) {
    var ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + 0.1 * lng * lat + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
    ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
    ret += (20.0 * Math.sin(lng * PI) + 40.0 * Math.sin(lng / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
    ret += (150.0 * Math.sin(lng / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(lng / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
    return ret
}

/**
 * 判斷是否在國內(nèi),不在國內(nèi)則不做偏移
 * @param lng
 * @param lat
 * @returns {boolean}
 */
function out_of_china(lng, lat) {
    return (lng < 72.004 || lng > 137.8347) || ((lat < 0.8293 || lat > 55.8271) || false);
}

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