2020-06-11关于WGS84 高德坐标 百度坐标的相互转换

在地图学中，一般将坐标分为投影坐标和地理坐标。地理坐标和投影坐标的联系和区别对于一般的地图使用者而言可能并不需要掌握的非常清楚。通俗一点来说，地理坐标是一个球体的坐标，而投影坐标是一个平面的坐标。常用的GPS、百度地图、高德地图等都是采用的地理坐标。
确定了地理坐标之后，常见的地图应用分别采用的都是什么坐标系呢？一般来说，国外的一些地图，都是采用WGS84坐标系，比如谷歌地图、OMS地图、Bing地图（非中国区域）等。而国内的地图，处于保密需求，大多采用火星坐标系，在WGS84的基础上作了一些偏移，如高德地图、腾讯地图等。而百度又在火星坐标系的基础上又作了一定偏移，生成了自己的百度坐标系。

WGS84：谷歌地图 OMS
火星坐标系：高德地图 腾讯地图
百度坐标系：百度地图

这些加密算法，一般是无法准确还原的，但是在小范围内的数据，可以通过一定的变换相互转化。具体的C#代码如下

 public struct Cor
    {
        public double lng;
        public double lat;
    }
    public class Transformer
    {
        const double x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
        const double pi = 3.1415926535897932384626; // π
        const double a = 6378245.0;// 长半轴
        const double ee = 0.00669342162296594323; // 扁率

        //火星转百度
        public static Cor gcj02tobd09(Cor HxCor)
        {
            double z = Math.Sqrt(HxCor.lng * HxCor.lng + HxCor.lat * HxCor.lat) + 0.00002 * Math.Sin(HxCor.lat * x_pi);
            double theta = Math.Atan2(HxCor.lat, HxCor.lng) + 0.000003 * Math.Cos(HxCor.lng * x_pi);
            Cor BaiduCor;
            BaiduCor.lng = z * Math.Cos(theta) + 0.0065;
            BaiduCor.lat = z * Math.Sin(theta) + 0.006;
            return BaiduCor;
        }

        //百度转火星
        public static Cor bd09togcj02(Cor Bd)
        {
            double x = Bd.lng - 0.0065;
            double y = Bd.lat - 0.006;
            double z = Math.Sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.Sin(y * x_pi);
            double theta = Math.Atan2(y, x) - .000003 * Math.Cos(x * x_pi);
            Cor hx;
            hx.lng = z * Math.Cos(theta);
            hx.lat = z * Math.Sin(theta);
            return hx;
        }

        //WGS84转火星
        public static Cor wgs84togcj02(Cor wgs84)
        {
            if (OutOfChina(wgs84))
            {
                return wgs84;
            }
            double dlat = transformlat(wgs84.lng - 105.0, wgs84.lat - 35.0);
            double dlng = transformlng(wgs84.lng - 105.0, wgs84.lat - 35.0);
            double radlat = wgs84.lat / 180.0 * pi;
            double magic = Math.Sin(radlat);
            magic = 1 - ee * magic * magic;
            double sqrtmagic = Math.Sqrt(magic);
            dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * pi);
            dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * Math.Cos(radlat) * pi);
            Cor hx;
            hx.lat = wgs84.lat + dlat;
            hx.lng = wgs84.lng + dlng;
            return hx;
        }


        //火星转84
        public static Cor gcj02towgs84(Cor hx)
        {
            if (OutOfChina(hx))
            {
                return hx;
            }
            double dlat = transformlat(hx.lng - 105.0, hx.lat - 35.0);
            double dlng = transformlng(hx.lng - 105.0, hx.lat - 35.0);
            double radlat = hx.lat / 180.0 * pi;
            double magic = Math.Sin(radlat);
            magic = 1 - ee * magic * magic;
            double sqrtmagic = Math.Sqrt(magic);
            dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * pi);
            dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * Math.Cos(radlat) * pi);
            Cor wgs84;
            double mglat = hx.lat + dlat;
            double mglng = hx.lng + dlng;
            wgs84.lat = hx.lat * 2 -mglat;
            wgs84.lng = hx.lng *2-mglng;
            return wgs84;
        }
        
        //百度转84
        public static Cor bd09towgs84(Cor bd)
        {
            Cor hx = bd09togcj02(bd);
            Cor wgs84 = gcj02towgs84(hx);
            return wgs84;
        }

        //84转百度
        public static Cor wgs84tobd09(Cor wgs84)
        {
            Cor hx = wgs84togcj02(wgs84);
            Cor bd = gcj02tobd09(hx);
            return bd;
        }
        /*辅助函数*/
        //判断是否在国内
        private static Boolean OutOfChina(Cor wgs84)
        {
            if (wgs84.lng < 72.004 || wgs84.lng > 137.8347)
            {
                return true;
            }
            if (wgs84.lat < 0.8293 || wgs84.lat > 55.8271)
            {
                return true;
            }
            return false;
        }

        /*辅助函数*/
        //转换lat
        private static double transformlat(double lng, double lat)
        {
            double 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;
        }

        /*辅助函数*/
        //转换lng
        private static double transformlng(double lng, double lat)
        {
            double 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;
        }

        // 按类计算
        public static   Cor transform(Cor corOld,string transType)
        {
            switch (transType)
            {
                case "百度转火星":   
                        return Transformer.bd09togcj02(corOld);
                case "百度转84":
                        return Transformer.bd09towgs84(corOld);
                case "火星转84":    
                        return Transformer.gcj02towgs84(corOld);
                case "84转火星":
                        return Transformer.wgs84togcj02(corOld);
                case "火星转百度":
                        return Transformer.gcj02tobd09(corOld);
                case "84转百度":
                        return Transformer.wgs84tobd09(corOld);
                default:
                    return corOld;
            }
            
        }
    }

完整可编译的源码在https://github.com/njupt-shao/coordinate-transformation
示例程序下载链接：https://pan.baidu.com/s/1bAkJK_-ra96eG_70DRnudw
提取码：cbr5

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