通过GPS获取位置信息
 
自己封装了一个单例工具类,用来获取GPS位置信息
 
package com.e7wifi.colourmedia.Util;

import android.app.PendingIntent;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.location.Criteria;
import android.location.Location;
import android.location.LocationListener;
import android.location.LocationManager;
import android.net.Uri;
import android.os.Bundle;

/**
 * Created by 135 on 2016/7/8.
 */
public class GpsUtils {
    private static GpsUtils instance = null;
    Context context;
    LocationManager locationManager;
    String locationProvider;
    FinishLocationListener finishLocationListener;
    public double[] locations=new double[2];
    private GpsUtils(Context context){
        this.context=context;
    }

    public static GpsUtils getInstance(Context context) {
        if (instance == null) {
            synchronized (GpsUtils.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new GpsUtils(context);
                }
            }
        }
        return instance;
    }

    /**
     * 开始定位手机位置
     */
    public  void  startGetGps()
    {
        setBestGps();
        //获取Location
        Location location = locationManager.getLastKnownLocation(locationProvider);
            if(location!=null) {
                locations[0] = location.getLatitude();
                locations[1] = location.getLongitude();
            }
            locationManager.requestLocationUpdates(locationProvider, 2000, 10, locationListener);
//            if (!locationManager.isProviderEnabled(LocationManager.GPS_PROVIDER))
//            {
//                toggleGPS();
//            }
        }
//获取做好的定位方式并设置
    private void setBestGps() {
        Criteria criteria = new Criteria();
        criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE);//高精度
        criteria.setAltitudeRequired(false);//无海拔要求
        criteria.setBearingRequired(false);//无方位要求
        criteria.setCostAllowed(true);//允许产生资费
        criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_LOW);//低功耗
        locationManager = (LocationManager) context.getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);
        locationProvider=locationManager.getBestProvider(criteria,false);
    }


    /**
     * 移除位置监听
     */
   public void removeGpsListener()
   {
       locationManager.removeUpdates(locationListener);
   }

    /**
     * 开启位置监听
      */
   public void openUpdateListener(int minTime,int minDistance)
   {
       locationManager.requestLocationUpdates(locationProvider, minTime, minDistance, locationListener);
   }


//打开GPS，这个API已经无法使用了。现在的权限机制，这个方法已经无法代码打开GPS
    private void toggleGPS() {

        Intent gpsIntent = new Intent();

        gpsIntent.setClassName("com.android.settings", "com.android.settings.widget.SettingsAppWidgetProvider");

        gpsIntent.addCategory("android.intent.category.ALTERNATIVE");

        gpsIntent.setData(Uri.parse("custom:3"));

        try {

            PendingIntent.getBroadcast(context, 0, gpsIntent, 0).send();

        } catch (PendingIntent.CanceledException e) {

            e.printStackTrace();

            locationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.NETWORK_PROVIDER, 1000, 0, locationListener);

            Location location1 = locationManager.getLastKnownLocation(LocationManager.NETWORK_PROVIDER);

            if (location1 != null) {

                locations[0] = location1.getLatitude(); // 经度

                locations[1] = location1.getLongitude(); // 纬度

            }

        }

    }

    /**
     * 获取位置经纬度坐标
     * @return 经纬度坐标latitude,longitude;
     */
    public double[] getLocations()
    {
        return locations;
    }


    private  double[]   updateWithNewLocation(Location location) {

        double[] locations =new double[2] ;

        if (location != null) {
            double lat = location.getLatitude();
            double lng = location.getLongitude();
            locations[0]=lat;
            locations[1]=lng;
        }
        return locations;
    }

    public void setfinishLocationListener(FinishLocationListener listener)
    {
        finishLocationListener=listener;
    }

//位置信息更新时的回调接口
    public interface FinishLocationListener
    {
        void alreadyFinishLocation(Location location);
    }


    private  LocationListener locationListener = new LocationListener() {
        public void onLocationChanged(Location location) {
            locations=updateWithNewLocation(location);
            if(finishLocationListener!=null) {
                finishLocationListener.alreadyFinishLocation(location);
                finishLocationListener=null;
            }
        }

        public void onProviderDisabled(String provider) {
            setBestGps();
        }

        public void onProviderEnabled(String provider) {

        }

        public void onStatusChanged(String provider, int status, Bundle extras) {
            setBestGps();
        }

    };

}

GPS从入门到放弃（七） — GPS卫星位置解算
 
上一篇讲了开普勒轨道参数，根据这些参数就可以确定卫星的位置，这一篇我们来实际计算一下。
 
WGS-84基本参数
 
首先给出几个WGS-84坐标系中的基本参数：
 
$a=6378137[m]$ # 基准椭球体长半径
$f=1/298.257223563$ # 基准椭球体扁率
${\dot{\Omega }}_e=7.2921151467\times 10^{-5}[rad/s]$ # 地球自转角速度
$\mu =3.986005\times 10^{14}[m^3/s^2]$ # 地球引力常数GM
$c=2.99792458\times 10^8[m/s]$ # 真空中的光速
 
Python代码如下：
 
# WGS-84基本参数
a = 6378137 # 基准椭球体长半径（m）
f = 1/298.257223563 # 基准椭球体扁率
Omega_e_Dot = 7.2921151467e-5 # 地球自转角速度（rad/s）
mu = 3.986005e14 # 地球引力常数GM（m^3/s^2）
c = 2.99792458e8 # 真空中的光速（m/s）
 
星历参数
 
$t_{oe}$ # 星历参考时间
$\sqrt{A}$ # 卫星轨道半长轴A的平方根
$e$ # 卫星轨道偏心率
$i_0$ # $t_{oe}$时的轨道倾角
${\Omega }_0$ # 周内时为0时的轨道升交点赤经
$\omega$ # 近地点角距
$M_0$ # $t_{oe}$时的平近点角
${\Delta }_n$ # 卫星平均角速度校正值
$\dot{i}$ # 轨道倾角的变化率
$\dot{\Omega }$ # 轨道升交点赤经的变化率
$C_{uc}$ # 升交点角距余弦调和校正振幅
$C_{us}$ # 升交点角距正弦调和校正振幅
$C_{rc}$ # 轨道半径余弦调和校正振幅
$C_{rs}$ # 轨道半径正弦调和校正振幅
$C_{ic}$ # 轨道倾角余弦调和校正振幅
$C_{is}$ # 轨道倾角正弦调和校正振幅
 
从网站 ftp://cddis.nasa.gov/gnss/data 下载2019年国庆（10月1日）当天的星历数据，可以得到星历参数的值，Python代码如下：
 
# 星历参数
t_oe = 2.016000000000E+05
A_sqrt = 5.153681812286E+03
e = 1.475233526435E-02
i_0 = 9.590228562257E-01
Omega_0 = -1.091936976129E-01
omega = 6.837269280624E-01
M_0 = 1.699075304872E+00
Delta_n = 4.599120143243E-09
i_Dot = -3.957307694893E-10
Omega_Dot = -8.244629136182E-09
Cuc = -5.902722477913E-06
Cus = 9.264796972275E-06
Crc = 2.046875000000E+02
Crs = -1.155625000000E+02
Cic = -3.259629011154E-07
Cis = 5.774199962616E-08
 
下面开始计算。
 
计算卫星轨道半长轴
 
A = A_sqrt**2 # 卫星轨道半长轴
print("A={}".format(A))
 
可得 A=26560436.222287513（米）
 
计算规化时间
 
假设我们要计算这个星历发射时刻 $t=1.993680000000E+05$ 的卫星位置，设规化时间为 $t_k$，即为 $t$ 时刻与参考时间 $t_{oe}$ 之间的差异：
 $$t_k=t-t_{oe}$$
 要注意 $t$ 值应该在 $t_{oe}$ 前后两小时之间才算有效。
 代码如下：
 
A = A_sqrt**2 # 卫星轨道半长轴
t = 1.993680000000E+05
t_k = t - t_oe
if t_k > 302400:
    t_k -= 604800
if t_k < -302400:
    t_k += 604800
if -7200 <= t_k and t_k <= 7200:
    print("t_k={}".format(t_k))
else:
    print("time t={} is not valid".format(t))
 
可得 $t_k=-2232.0$s（秒）
 
计算校正后的卫星平均角速度
 
校正后的卫星平均角速度 $n=n_0+{\Delta }_n$，其中 $n_0$ 为卫星平均角速度，可由 $n_0=\sqrt{\frac{\mu }{A^3}}$ 求得。代码如下：
 
import math
n_0 = math.sqrt(mu/A**3) # 卫星平均角速度
n = n_0 + Delta_n # 校正后的卫星平均角速度
print("n={}".format(n))
 
可得 $n=0.00014585785029794723$（弧度/秒）
 
计算近点角
 
平近点角$M_k$
 
$M_k=M_0+n{t}_k$，其范围在0~2 $\pi$ 之间。
 
偏近点角 $E$
 
由开普勒方程，有
 $$M=E-e\sin E$$
 可得
 $$E=M+e\sin E$$
 为便于计算机求解，利用迭代算法
 $$E_{j+1}=M+e\sin E_j$$
 当误差 $|E_{j+1}-E_j|<10^{-8}$ 时停止迭代。
 
真近点角 ${\nu }_k$
 
由
 $$\cos {\nu }_k=\frac{\cos E_k-e}{1-e\cos E_k}$$
 $$\sin {\nu }_k=\frac{\sqrt{1-e^2}\sin E_k}{1-e\cos E_k}$$
 可得
 $${\nu }_k=\arctan \left(\frac{\sqrt{1-e^2}\sin E_k}{\cos E_k-e}\right)$$
 
代码如下：
 
# 平近点角
M_k = M_0 + n*t_k
if M_k < 0:
    M_k += 2*math.pi
if M_k > 2*math.pi:
    M_k -= 2*math.pi
print("M_k={}".format(M_k))

# 偏近点角
E_old = M_k
E_new = M_k + e*math.sin(E_old)
i = 1
while abs(E_new - E_old)>1e-8:
    print("i={},E={}".format(i, E_new))
    E_old = E_new
    E_new = M_k + e*math.sin(E_old)
    i += 1
    if (i>10):
        break

E_k = E_new
print("E_k={}".format(E_k))

# 真近点角
cosNu_k = (math.cos(E_k) - e) / (1 - e*math.cos(E_k))
sinNu_k = (math.sqrt(1-e**2)*math.sin(E_k)) / (1 - e*math.cos(E_k))
print("cosNu_k={}".format(cosNu_k))
print("sinNu_k={}".format(sinNu_k))

if cosNu_k == 0:
    if sinNu_k > 0:
        Nu_k = math.pi/2
    else:
        Nu_k = -math.pi/2
else:
    Nu_k = math.atan(sinNu_k/cosNu_k)

if cosNu_k < 0:
    if sinNu_k >= 0:
        Nu_k += math.pi
    else:
        Nu_k -= math.pi

print("Nu_k={}".format(Nu_k))
 
可得: 
 平近点角 $M_k=1.3735205830069819$（弧度），
 偏近点角 $E_k=1.3880272058351995$（弧度），
 真近点角 ${\nu }_k=1.4025538389890888$（弧度）。
 
计算升交点角距 ${\Phi }_k$
 
${\Phi }_k={\nu }_k+\omega$
 
Phi_k = Nu_k + omega
print("Phi_k={}".format(Phi_k))
 
得到 ${\Phi }_k=2.086280767051489$（弧度）
 
计算摄动校正后的升交点角距$u_k$、卫星矢径长度$r_k$、轨道倾角$i_k$
 
根据以下关系计算
 $$u_k={\Phi }_k+\delta u_k$$
 $$r_k=A(1-e\cos E_k)+\delta r_k$$
 $$i_k=i_0+\dot{i}\cdot t_k+\delta i_k$$
 其中
 $$\delta u_k=C_{us}\sin 2{\Phi }_k+C_{uc}\cos 2{\Phi }_k$$
 $$\delta r_k=C_{rs}\sin 2{\Phi }_k+C_{rc}\cos 2{\Phi }_k$$
 $$\delta i_k=C_{is}\sin 2{\Phi }_k+C_{ic}\cos 2{\Phi }_k$$
 代码如下：
 
delta_u_k = Cus*math.sin(2*Phi_k) + Cuc*math.cos(2*Phi_k)
delta_r_k = Crs*math.sin(2*Phi_k) + Crc*math.cos(2*Phi_k)
delta_i_k = Cis*math.sin(2*Phi_k) + Cic*math.cos(2*Phi_k)
print("delta_u_k={}".format(delta_u_k))
print("delta_r_k={}".format(delta_r_k))
print("delta_i_k={}".format(delta_i_k))

u_k = Phi_k + delta_u_k
r_k = A*(1-e*math.cos(E_k)) + delta_r_k
i_k = i_0 + i_Dot*t_k + delta_i_k
print("u_k={}".format(u_k))
print("r_k={}".format(r_k))
print("i_k={}".format(i_k))
 
可得校正后的:
 升交点角距 $u_k=2.086275853661298$（弧度），
 卫星矢径长度 $r_k=26489214.0423851$（米），
 轨道倾角 $i_k=0.9590238575068554$（弧度）。
 
坐标转换
 
由升交点角距和卫星矢径长度即可确定卫星在轨道平面的位置，当然，是用极坐标表示的。我们将其转换为直角坐标系：
 $$\begin{gathered} x_k^{\prime }=r_k\cos u_k \\ {y}_k^{\prime }=r_k\sin u_k \\ {z}_k^{\prime }=0 \end{gathered}$$
 然后计算升交点赤经 ${\Omega }_k$
 $${\Omega }_k={\Omega }_0+(\dot{\Omega }-{\dot{\Omega }}_e)t_k-{\dot{\Omega }}_e{t}_{oe}$$
 最后将卫星在轨道直角坐标系中的坐标 $(x_k^{\prime },y_k^{\prime },z_k^{\prime })$ 转换为在WGS-84坐标系中的坐标 $(x_k,y_k,z_k)$
 $$\begin{gathered} x_k=x_k^{\prime }\cos {\Omega }_k-y_k^{\prime }\cos i_k\sin {\Omega }_k \\ {y}_k=x_k^{\prime }\sin {\Omega }_k+y_k^{\prime }\cos i_k\cos {\Omega }_k \\ {z}_k=y_k^{\prime }\sin i_k \end{gathered}$$
 代码如下：
 
x_p_k = r_k * math.cos(u_k)
y_p_k = r_k * math.sin(u_k)
print("x_p_k={}".format(x_p_k))
print("y_p_k={}".format(y_p_k))

Omega_k = Omega_0 + (Omega_Dot - Omega_e_Dot)*t_k - Omega_e_Dot*t_oe
print("Omega_k={}".format(Omega_k))

x_k = x_p_k*math.cos(Omega_k) - y_p_k*math.cos(i_k)*math.sin(Omega_k)
y_k = x_p_k*math.sin(Omega_k) + y_p_k*math.cos(i_k)*math.cos(Omega_k)
z_k = y_p_k*math.sin(i_k)
print("x_k={}".format(x_k))
print("y_k={}".format(y_k))
print("z_k={}".format(z_k))
 
最后得到卫星在WGS-84坐标系中的位置坐标为：
 $$\left[\begin{array}{l}{x}_k\\ y_k\\ z_k\end{array}\right]=\left[\begin{array}{l}17927326.1391382\\ 4931779.063749035\\ 18867087.569379408\end{array}\right](米)$$

unity获取地理位置
 
因为项目功能需要，需要获取用户当前的位置信息，百度了一下，很多资料，发现都不能满足直自己的需求。于是整合了网上的资料，才满足自己的需求，说说需求吧：需要定位到玩家具体位置，具体到街道信息。
 
获取经纬度
 
获取经纬的方式我使用自带API, 官方说明；http://docs.unity3d.com/Documentation/ScriptReference/LocationService.Start.html
 几个重要的参数；
 
isEnabledByUser – 检测用户设置里的定位服务是否启用（首次会弹出提示，询问用户是否同意。如果不同意，定位会失败）
lastData – 最近一次测量的地理位置（LocationInfo lastData； 也就是要和 LocationInfo 关联了）
status – 定位服务的状态
其他属性，自行看文档，毕竟看官方文档是我们学习知识最好和最快的方式之一，
 
代码如下
 
    IEnumerator Start()
    {
        if (!Input.location.isEnabledByUser)
        {
            Input.location.Start();

            yield break;
        }
           
        // Start service before querying location
        Input.location.Start();

        // Wait until service initializes
        int maxWait = 20;
        while (Input.location.status == LocationServiceStatus.Initializing && maxWait > 0)
        {
            yield return new WaitForSeconds(1);
            maxWait--;
        }

        // Service didn't initialize in 20 seconds
        if (maxWait < 1)
        {
            print("Timed out");
            yield break;
        }

        // Connection has failed
        if (Input.location.status == LocationServiceStatus.Failed)
        {
            print("Unable to determine device location");
            yield break;
        }
        else
        {
            // Access granted and location value could be retrieved
            print("Location: " + Input.location.lastData.latitude + " " + Input.location.lastData.longitude + " " + Input.location.lastData.altitude + " " + Input.location.lastData.horizontalAccuracy + " " + Input.location.lastData.timestamp);

            //取出位置的经纬度
            string str = Input.location.lastData.longitude + "," + Input.location.lastData.latitude;
            Debug.Log("定位信息" +  GetLocationByLngLat(str)); 
        }

        // Stop service if there is no need to query location updates continuously
        Input.location.Stop();
    }
 
地址解析 Geocoder
 
地址解析类用于在地址和经纬度之间进行转换的服务。 本功能以异步方式将检索条件发送至服务器，通过您自定义的回调函数将结果返回,也就是说我们可以通过经纬度换算出我们的位置详情，
 代码如下；
 
  const string key = "6bda73179a87a92394489045b32a0f46";		//去高德地图开发者申请 这个key的流量不知道被哪位同学用完了，

    /// <summary>
    /// 根据经纬度获取地址
    /// </summary>
    /// <param name="LngLatStr">经度纬度组成的字符串 例如:"113.692100,34.752853"</param>
    /// <param name="timeout">超时时间默认10秒</param>
    /// <returns>失败返回"" </returns>
    public string GetLocationByLngLat(string LngLatStr, int timeout = 10000)
    {
        string url = $"http://restapi.amap.com/v3/geocode/regeo?key={key}&location={LngLatStr}";
        return GetLocationByURL(url, timeout);
    }

    /// <summary>
    /// 根据经纬度获取地址
    /// </summary>
    /// <param name="lng">经度 例如:113.692100</param>
    /// <param name="lat">维度 例如:34.752853</param>
    /// <param name="timeout">超时时间默认10秒</param>
    /// <returns>失败返回"" </returns>
    public string GetLocationByLngLat(double lng, double lat, int timeout = 10000)
    {
        string url = $"http://restapi.amap.com/v3/geocode/regeo?key={key}&location={lng},{lat}";
        return GetLocationByURL(url, timeout);
    }
    /// <summary>
    /// 根据URL获取地址
    /// </summary>
    /// <param name="url">Get方法的URL</param>
    /// <param name="timeout">超时时间默认10秒</param>
    /// <returns></returns>
    private string GetLocationByURL(string url, int timeout = 10000)
    {
        string strResult = "";
        try
        {
            HttpWebRequest req = WebRequest.Create(url) as HttpWebRequest;
            req.ContentType = "multipart/form-data";
            req.Accept = "*/*";
            //req.UserAgent = "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727)";
            req.UserAgent = "";
            req.Timeout = timeout;
            req.Method = "GET";
            req.KeepAlive = true;
            HttpWebResponse response = req.GetResponse() as HttpWebResponse;
            using (StreamReader sr = new StreamReader(response.GetResponseStream(), Encoding.UTF8))
            {
                strResult = sr.ReadToEnd();
            }
            int formatted_addressIndex = strResult.IndexOf("formatted_address");
            int addressComponentIndex = strResult.IndexOf("addressComponent");
            int cutIndex = addressComponentIndex - formatted_addressIndex - 23;
            int subIndex = formatted_addressIndex + 20;
            return strResult;
        }
        catch (Exception)
        {
            strResult = "";
        }
        return strResult;
    }
 
结果如下；
 
{"status":"1","regeocode":{"addressComponent":{"city":"福州市","province":"福建省","adcode":"350121","district":"闽侯县","towncode":"350121107000","streetNumber":{"number":"6号","location":"119.213622,26.0423319","direction":"东南","distance":"114.359","street":"高新大道"},"country":"中国","township":"上街镇","businessAreas":[[]],"building":{"name":[],"type":[]},"neighborhood":{"name":[],"type":[]},"citycode":"0591"},"formatted_address":"福建省福州市闽侯县上街镇高新大道"},"info":"OK","infocode":"10000"} 

符合EXIFJPEG标准的图片，除了记录图片压缩数据之外，在存储了拍摄参数，其中包括拍摄时GPS参数信息，因此，可以利用程序从EXIF元数据信息中解析提取GPS位置信息。
 
 
 
1. Java读取EXIF信息
 
Metadata Extractor是一个开源的Java用具解析图片元数据的库，可以用来识别JPEG图片的EXIF信息，具体信息参见：http://code.google.com/p/metadata-extractor/
 
下载地址为：http://code.google.com/p/metadata-extractor/downloads/list
 

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.Collection;

import com.drew.imaging.ImageProcessingException;
import com.drew.imaging.jpeg.JpegMetadataReader;
import com.drew.metadata.Metadata;
import com.drew.metadata.MetadataException;
import com.drew.metadata.Tag;
import com.drew.metadata.exif.GpsDirectory;

public class Main {
	public static void main(String[] args) throws ImageProcessingException,
			IOException, MetadataException {
		File jpegFile = new File("01.jpg");
		Metadata meta = JpegMetadataReader.readMetadata(jpegFile);
		GpsDirectory gps = meta.getDirectory(GpsDirectory.class);
		if (gps != null) {
			Collection<Tag> tags = gps.getTags();
			for (Tag tag : tags) {
				System.out.println(tag);
			}
		}
	}
}
输出结果如下：
 

[GPS] GPS Version ID - 2.200
[GPS] GPS Latitude Ref - N
[GPS] GPS Latitude - 40.0° 0.0' 16.999999999993065"
[GPS] GPS Longitude Ref - E
[GPS] GPS Longitude - 116.0° 22.0' 44.99999999998636"
[GPS] GPS Altitude Ref - Below sea level
[GPS] GPS Altitude - 0 metres
[GPS] GPS Time-Stamp - 8:29:45 UTC
[GPS] GPS Processing Method - 65 83 67 73 73 0 0 0
[GPS] GPS Date Stamp - 2014:06:16

 

 
 
2. 在Android中提取GPS信息
 
Android API提供解析EXIF，具体可以参见这里：
 
http://blog.csdn.net/whucyl/article/details/9103171