坐标系知多少？

以前做移动GIS的时候，总是碰到这样的问题，为什么用手机系统SDK获取的坐标叠加在地图上时，总是与实际距离有偏差呢？而用各厂商的地图SDK获取坐标并叠加在地图上就不会有偏移了。要解决这个问题，就得从坐标系来探究其原理了。这里主要介绍地球坐标，火星坐标，百度坐标。

地球坐标

地球坐标称为WGS84是为GPS全球定位系统建立的坐标系统。它是一种国际标准，从GPS设备中获取到的坐标都是WGS84，国际地图提供的也是该坐标系统。比如谷歌地图，cesium等地图中使用的都是WGS84。

火星坐标

火星坐标系统也叫做国测局坐标系统，简称GCJ-02，它是一种中国标准的坐标系，是经过加密的，国行的设备获取到的坐标都是火星坐标，并且国内的地图产品也都是使用的火星坐标，这就是为什么获取到的GPS坐标叠加在百度地图，高德地图等地图上时会出现偏移的情况。

百度坐标

火星坐标加密也就算了，百度又在火星坐标的基础上进行二次加密，又形成了一套百度标准。当百度地图SDK获取到坐标时，叠加在其它厂商的地图上又会有偏移。

GPS获取总结

通过以上坐标系，可以对GPS设备和地图SDK获取的坐标进行一个总结：

• 国际标准的GPS设备获取的是WGS84坐标
• ios原生定位获取的是WGS84坐标
• 百度SDK获取的是百度坐标
• 高德地图SDK获取的是火星坐标。

坐标转换

当碰到叠加有偏移时，除了吐槽，还得想办法解决，附上转换的代码：

/**
 * Created by Wandergis on 2015/7/8.
 * 提供了百度坐标（BD09）、国测局坐标（火星坐标，GCJ02）、和WGS84坐标系之间的转换
 */

//定义一些常量
var x_PI = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
var PI = 3.1415926535897932384626;
var a = 6378245.0;
var ee = 0.00669342162296594323;

/**
 * 百度坐标系 (BD-09) 与 火星坐标系 (GCJ-02)的转换
 * 即 百度 转 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]
}

/**
 * 火星坐标系 (GCJ-02) 与百度坐标系 (BD-09) 的转换
 * 即谷歌、高德 转 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转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 转换为 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
}

/**
 * 判断是否在国内，不在国内则不做偏移
 * @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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