关于LBS坐标系与精度的问题

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（一）坐标系问题

App定位遇到的第一个坑是坐标系问题。目前常见的坐标系有三种：地球坐标（WGS84，国际公认坐标），火星坐标（GCJ02，国家标准，适用于高德百度地图大陆+港澳部分、Google地图大陆部分），百度坐标（BD09，适用于百度地图大陆+港澳台部分）。坐标系需要和地图关连才有意义，只有正确匹配地图坐标系的坐标才能在该地图上完美标识位置，否则就会存在偏移。另外对于旅行类App而言，经常需要根据用户当前位置查询周围酒店或者其他POI信息，并且按距离排序，如果坐标系不匹配，就会由于坐标系偏移产生排序问题。

iOS系统上通过定位服务CLLocation相关接口获取定位信息时，获取的经纬度坐标系是WGS84地球坐标，如果直接将该坐标系在iOS系统地图中打点，会发现存在偏移，因为iOS系统地图查看国内时使用的是高德地图数据（这里有另一个坑，详见下文），因此只接受GCJ02火星坐标。如果使用高德或者百度iOS定位SDK中的接口，是可以直接获得火星偏移后的坐标的，由于App Size问题，携程App没有集成第三方SDK，而是通过近似偏移算法直接做偏移（自行Google『transform From WGS To GCJ』）。然而如果在iOS系统地图中获取当前位置，同时在国内，那么获取到的坐标系直接是GCJ02火星坐标系，这点需要小心。

Android系统上通常使用高德或者百度定位SDK获取定位信息。高德SDK没有坐标系参数设定，在大陆和港澳地区获取的坐标系即为GCJ02坐标系，在台湾和海外地区都是WGS84坐标系；百度SDK可以自行设定坐标系参数，即返回WGS84坐标系，还是GCJ02坐标系或者BD09坐标系（注意BD09坐标系只适用于百度地图），如果设定的是GCJ02坐标系，它在大陆+港澳台地区获取的坐标系都是GCJ02坐标系。

海外地图（非大陆和非港澳台地区）是没有火星坐标或者百度坐标之说，都是标准的WGS84地球坐标系。

基本分析结论：【以下结果是最吻合事实的情况，但未完全确认】

1、通过百度抓取到的经纬度都是百度坐标系。
2、ADX发送过来的经纬度是火星坐标系。
因此做法是：将百度抓取过来的数据转为火星坐标系，然后用二者匹配（即数据预处理时多加一步即可）

（二）精度问题

第二个常见的坑是定位精度问题，经常有用户或者Boss反馈，为什么两台一样的手机，获取的当前位置不一样？我明明在这个位置，为什么定位却显示在附件另一个位置，相差那么远？

这类问题的根源是手机不同定位方式导致的，通常手机定位方式有三种：

GPS：根据系统GPS模块获取经纬度，精度10-100米左右，限制是容易受环境影响，在室内几乎不起作用。
基站：根据运营商基站位置计算经纬度，精度1000-3000米左右，限制是定位较慢，精度差。
WIFI：根据周围WIFI路由器位置计算经纬度，精度100-200米左右，限制是受周围WIFI数量和分布影响，需要打开手机WIFI开关。

（三）坐标系变换代码

完整代码请见：https://github.com/lujinhong/lujinhong-commons/blob/master/lujinhong-commons-java/src/main/java/com/lujinhong/commons/java/lbs/LBSTransformer2.java

package com.lujinhong.commons.java.lbs;import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;/*** AUTHOR: LUJINHONG* CREATED ON: 17/2/21 22:10* PROJECT NAME: aplus_dmp* DESCRIPTION: 百度坐标系、火星坐标系、地球坐标系之间互相转换。*/
public class LBSTransformer2 {private static final double LAT_OFFSET_0(double x, double y) {return -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x));}private static final double LAT_OFFSET_1(double x, double y) {return (20.0 * Math.sin(6.0 * x * Math.PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * Math.PI)) * 2.0 / 3.0;}private static final double LAT_OFFSET_2(double x, double y) {return (20.0 * Math.sin(y * Math.PI) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * Math.PI)) * 2.0 / 3.0;}private static final double LAT_OFFSET_3(double x, double y) {return (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * Math.PI) + 320 * Math.sin(y * Math.PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;}private static final double LON_OFFSET_0(double x, double y) {return 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(x));}private static final double LON_OFFSET_1(double x, double y) {return (20.0 * Math.sin(6.0 * x * Math.PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * Math.PI)) * 2.0 / 3.0;}private static final double LON_OFFSET_2(double x, double y) {return (20.0 * Math.sin(x * Math.PI) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * Math.PI)) * 2.0 / 3.0;}private static final double LON_OFFSET_3(double x, double y) {return (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * Math.PI) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0 * Math.PI)) * 2.0 / 3.0;}private static double RANGE_LON_MAX = 137.8347;private static double RANGE_LON_MIN = 72.004;private static double RANGE_LAT_MAX = 55.8271;private static double RANGE_LAT_MIN = 0.8293;private static double jzA = 6378245.0;private static double jzEE = 0.00669342162296594323;public static double transformLat(double x, double y) {double ret = LAT_OFFSET_0(x, y);ret += LAT_OFFSET_1(x, y);ret += LAT_OFFSET_2(x, y);ret += LAT_OFFSET_3(x, y);return ret;}public static double transformLon(double x, double y) {double ret = LON_OFFSET_0(x, y);ret += LON_OFFSET_1(x, y);ret += LON_OFFSET_2(x, y);ret += LON_OFFSET_3(x, y);return ret;}public static boolean outOfChina(double lat, double lon) {if (lon < RANGE_LON_MIN || lon > RANGE_LON_MAX)return true;if (lat < RANGE_LAT_MIN || lat > RANGE_LAT_MAX)return true;return false;}public static LatLng gcj02Encrypt(double ggLat, double ggLon) {LatLng resPoint = new LatLng();double mgLat;double mgLon;if (outOfChina(ggLat, ggLon)) {resPoint.latitude = ggLat;resPoint.longitude = ggLon;return resPoint;}double dLat = transformLat(ggLon - 105.0, ggLat - 35.0);double dLon = transformLon(ggLon - 105.0, ggLat - 35.0);double radLat = ggLat / 180.0 * Math.PI;double magic = Math.sin(radLat);magic = 1 - jzEE * magic * magic;double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);dLat = (dLat * 180.0) / ((jzA * (1 - jzEE)) / (magic * sqrtMagic) * Math.PI);dLon = (dLon * 180.0) / (jzA / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * Math.PI);mgLat = ggLat + dLat;mgLon = ggLon + dLon;resPoint.latitude = mgLat;resPoint.longitude = mgLon;return resPoint;}public static LatLng gcj02Decrypt(double gjLat, double gjLon) {LatLng gPt = gcj02Encrypt(gjLat, gjLon);double dLon = gPt.longitude - gjLon;double dLat = gPt.latitude - gjLat;LatLng pt = new LatLng();pt.latitude = gjLat - dLat;pt.longitude = gjLon - dLon;return pt;}public static LatLng bd09Decrypt(double bdLat, double bdLon) {LatLng gcjPt = new LatLng();double x = bdLon - 0.0065, y = bdLat - 0.006;double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * Math.PI);double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * Math.PI);gcjPt.longitude = z * Math.cos(theta);gcjPt.latitude = z * Math.sin(theta);return gcjPt;}public static LatLng bd09Encrypt(double ggLat, double ggLon) {LatLng bdPt = new LatLng();double x = ggLon, y = ggLat;double z = Math.sqrt(x * x + y * y) + 0.00002 * Math.sin(y * Math.PI);double theta = Math.atan2(y, x) + 0.000003 * Math.cos(x * Math.PI);bdPt.longitude = z * Math.cos(theta) + 0.0065;bdPt.latitude = z * Math.sin(theta) + 0.006;return bdPt;}/*** @param location 世界标准地理坐标(WGS-84)* @return 中国国测局地理坐标（GCJ-02）<火星坐标>* @brief 世界标准地理坐标(WGS-84) 转换成 中国国测局地理坐标（GCJ-02）<火星坐标>* <p>* ####只在中国大陆的范围的坐标有效，以外直接返回世界标准坐标*/public static LatLng wgs84ToGcj02(LatLng location) {return gcj02Encrypt(location.latitude, location.longitude);}/*** @param location 中国国测局地理坐标（GCJ-02）* @return 世界标准地理坐标（WGS-84）* @brief 中国国测局地理坐标（GCJ-02） 转换成 世界标准地理坐标（WGS-84）* <p>* ####此接口有1－2米左右的误差，需要精确定位情景慎用*/public static LatLng gcj02ToWgs84(LatLng location) {return gcj02Decrypt(location.latitude, location.longitude);}/*** @param location 世界标准地理坐标(WGS-84)* @return 百度地理坐标（BD-09)* @brief 世界标准地理坐标(WGS-84) 转换成 百度地理坐标（BD-09)*/public static LatLng wgs84ToBd09(LatLng location) {LatLng gcj02Pt = gcj02Encrypt(location.latitude, location.longitude);return bd09Encrypt(gcj02Pt.latitude, gcj02Pt.longitude);}/*** @param location 中国国测局地理坐标（GCJ-02）<火星坐标>* @return 百度地理坐标（BD-09)* @brief 中国国测局地理坐标（GCJ-02）<火星坐标> 转换成 百度地理坐标（BD-09)*/public static LatLng gcj02ToBd09(LatLng location) {return bd09Encrypt(location.latitude, location.longitude);}/*** @param location 百度地理坐标（BD-09)* @return 中国国测局地理坐标（GCJ-02）<火星坐标>* @brief 百度地理坐标（BD-09) 转换成 中国国测局地理坐标（GCJ-02）<火星坐标>*/public static LatLng bd09ToGcj02(LatLng location) {return bd09Decrypt(location.latitude, location.longitude);}/*** @param location 百度地理坐标（BD-09)* @return 世界标准地理坐标（WGS-84）* @brief 百度地理坐标（BD-09) 转换成 世界标准地理坐标（WGS-84）* <p>* ####此接口有1－2米左右的误差，需要精确定位情景慎用*/public static LatLng bd09ToWgs84(LatLng location) {LatLng gcj02 = bd09ToGcj02(location);return gcj02Decrypt(gcj02.latitude, gcj02.longitude);}public static class LatLng {public double latitude;public double longitude;public LatLng(double latitude, double longitude) {this.latitude = latitude;this.longitude = longitude;}public LatLng() {}public double getLatitude() {return latitude;}public void setLatitude(double latitude) {this.latitude = latitude;}public double getLongitude() {return longitude;}public void setLongitude(double longitude) {this.longitude = longitude;}}private static final String TAB_SEPERATOR = "\t";public static void main(String[] args) throws IOException {double lat = 23.117500452966457;double lng = 113.4247365;LatLng ll = null;//假设是世界坐标系ll = wgs84ToBd09(new LatLng(lat, lng));System.out.println(ll.getLatitude() + "\t" + ll.getLongitude());ll = wgs84ToGcj02(new LatLng(lat, lng));System.out.println(ll.getLatitude() + "\t" + ll.getLongitude());//假设是火星坐标系ll = gcj02ToWgs84(new LatLng(lat, lng));System.out.println(ll.getLatitude() + "\t" + ll.getLongitude());ll = gcj02ToBd09(new LatLng(lat, lng));System.out.println(ll.getLatitude() + "\t" + ll.getLongitude());//假设是百度ll = bd09ToWgs84(new LatLng(lat, lng));System.out.println(ll.getLatitude() + "\t" + ll.getLongitude());ll = bd09ToGcj02(new LatLng(lat, lng));System.out.println(ll.getLatitude() + "\t" + ll.getLongitude());}}