坐标系介绍
- 大地坐标系统 WGS-84
WGS-84是用来表述地球上点的位置的一种地区坐标系统。它采用一个十分近似于地球自然形状的参考椭球作为描述和推算地面点位置和相互关系的基准面。一个大地坐标系统必须明确定义其三个坐标轴的方向和其中心的位置。通常人们用旋转椭球的短轴与某一规定的起始子午面分别平行干地球某时刻的平均自转轴和相应的真起始子午面来确定坐标轴的方向。若使参考椭球中心与地球平均质心重合，则定义和建立了地心大地坐标系。它是航天与远程武器和空间科学中各种定位测控测轨的依据。若椭球表面与一个或几个国家的局部大地水准面吻合最好，则建立了一个国家或区域的局部大地坐标系。大地坐标系中点的位置是以其大地坐标表示的，大地坐标均以椭球面的法线来定义。其中，过某点的椭球面法线与椭球赤道面的交角为大地纬度；包含该法线和大地子午面与起始大地子午面的二面角为该点的大地经度；沿法线至椭球面的距离为该点的大地高。大地纬度、大地经度和大地高分别用大写英文字母B、L、H表示。
2.火星坐标系统 GCJ-02
国家保密插件，也叫做加密插件或者加偏或者SM模组，其实就是对真实坐标系统进行人为的加偏处理，按照几行代码的算法，将真实的坐标加密成虚假的坐标，而这个加偏并不是线性的加偏，所以各地的偏移情况都会有所不同。而加密后的坐标也常被人称为火星坐标系统。
目前使用火星坐标系的地图商：
- 腾讯搜搜地图；
- 搜狐搜狗地图；
- 阿里云地图；
- 高德地图；
- 灵图51ditu地图。
所有的电子地图所有的导航设备，都需要加入国家保密插件。第一步，地图公司测绘地图，测绘完成后，送到国家测绘局，将真实坐标的电子地图，加密成“火星坐标”，这样的地图才是可以出版和发布的，然后才可以让GPS公司处理。第二步，所有的GPS公司，只要需要汽车导航的，需要用到导航电子地图的，统统需要在软件中加入国家保密算法，将COM口读出来的真实的坐标信号，加密转换成国家要求的保密的坐标，这样，GPS导航仪和导航电子地图就可以完全匹配，GPS也就可以正常工作。
国内互联网公司，都必须使用GCJ-02坐标系。
3.百度坐标系统 BD-09
百度坐标对火星坐标系进行了一次加密,形成了百度坐标系。
目前使用百度坐标系的地图商：
- 百度Baidu地图。
少部分公司会在GCJ-02的基础上再进行一次加密，但这样的坐标不通用，只适于特定公司的地图。
坐标系转换
/**
* @author by Luigi Qu
* @Date 2021/12/30 3:02 下午
* @Description
*/
public class CoordinateTransformation {
private static double PI = Math.PI;
private static double AXIS = 6378245.0;
private static double OFFSET = 0.00669342162296594323;
private static double X_PI = PI * 3000.0 / 180.0;
//GCJ-02=>BD09 火星坐标系=>百度坐标系
public static double[] gcj2BD09(double glat, double glon){
double x = glon;
double y = glat;
double[] latlon = new double[2];
double z = Math.sqrt(x * x + y * y) + 0.00002 * Math.sin(y * X_PI);
double theta = Math.atan2(y, x) + 0.000003 * Math.cos(x * X_PI);
latlon[0] = z * Math.sin(theta) + 0.006;
latlon[1] = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
return latlon;
}
//BD09=>GCJ-02 百度坐标系=>火星坐标系
public static double[] bd092GCJ(double glat, double glon){
double x = glon - 0.0065;
double y = glat - 0.006;
double[] latlon = new double[2];
double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * X_PI);
double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * X_PI);
latlon[0] = z * Math.sin(theta);
latlon[1] = z * Math.cos(theta);
return latlon;
}
//BD09=>WGS84 百度坐标系=>地球坐标系
public static double[] bd092WGS(double glat, double glon){
double[] latlon = bd092GCJ(glat,glon);
return gcj2WGS(latlon[0],latlon[1]);
}
// WGS84=》BD09 地球坐标系=>百度坐标系
public static double[] wgs2BD09(double wgLat, double wgLon) {
double[] latlon = wgs2GCJ(wgLat,wgLon);
return gcj2BD09(latlon[0],latlon[1]);
}
// WGS84=》GCJ02 地球坐标系=>火星坐标系
public static double[] wgs2GCJ(double wgLat, double wgLon) {
double[] latlon = new double[2];
if (outOfChina(wgLat, wgLon)){
latlon[0] = wgLat;
latlon[1] = wgLon;
return latlon;
}
double[] deltaD = delta(wgLat,wgLon);
latlon[0] = wgLat + deltaD[0];
latlon[1] = wgLon + deltaD[1];
return latlon;
}
//GCJ02=>WGS84 火星坐标系=>地球坐标系
public static double[] gcj2WGS(double gcjLat,double gcjLon){
double initDelta = 0.01;
double threshold = 0.000000001;
double dLat = initDelta, dLon = initDelta;
double mLat = gcjLat - dLat, mLon = gcjLon - dLon;
double pLat = gcjLat + dLat, pLon = gcjLon + dLon;
double wgsLat, wgsLon, i = 0;
while (true) {
wgsLat = (mLat + pLat) / 2;
wgsLon = (mLon + pLon) / 2;
double[] tmp = wgs2GCJ(wgsLat, wgsLon);
dLat = tmp[0] - gcjLat;
dLon = tmp[1] - gcjLon;
if ((Math.abs(dLat) < threshold) && (Math.abs(dLon) < threshold))
break;
if (dLat > 0) pLat = wgsLat; else mLat = wgsLat;
if (dLon > 0) pLon = wgsLon; else mLon = wgsLon;
if (++i > 10000) break;
}
double[] latlon = new double[2];
latlon[0] = wgsLat;
latlon[1] = wgsLon;
return latlon;
}
private static boolean outOfChina(double lat, double lon){
if (lon < 72.004 || lon > 137.8347)
return true;
if (lat < 0.8293 || lat > 55.8271)
return true;
return false;
}
private static double[] delta(double wgLat, double wgLon){
double[] latlng = new double[2];
double dLat = transformLat(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
double dLon = transformLon(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
double radLat = wgLat / 180.0 * PI;
double magic = Math.sin(radLat);
magic = 1 - OFFSET * magic * magic;
double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
dLat = (dLat * 180.0) / ((AXIS * (1 - OFFSET)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
dLon = (dLon * 180.0) / (AXIS / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * PI);
latlng[0] =dLat;
latlng[1] =dLon;
return latlng;
}
private static double transformLat(double x, double y){
double ret = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x));
ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (20.0 * Math.sin(y * PI) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(y * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
return ret;
}
private static double transformLon(double x, double y){
double ret = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(x));
ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (20.0 * Math.sin(x * PI) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
return ret;
}
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