57、利用Core Location定位：简单指南

利用Core Location定位：简单指南

在移动应用开发中，定位功能是一项非常实用的特性。Core Location为开发者提供了一种简单的方式来实现与定位相关的功能，让我们可以轻松地知道用户的位置以及他们何时移动。下面将详细介绍Core Location的使用方法。

1. Core Location基础

Core Location依赖的技术对开发者的应用程序是隐藏的。我们无需告诉Core Location使用GPS、三角测量还是WPS，只需告知所需的精度，它会从可用技术中选择最适合的方法来满足我们的请求。

2. 定位管理器（Location Manager）

Core Location API使用起来相当简单，主要使用的类是 CLLocationManager ，通常称为定位管理器。要与Core Location交互，首先需要创建定位管理器的实例：

CLLocationManager *locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];

创建实例后，它并不会立即开始轮询位置。还需要创建一个遵循 CLLocationManagerDelegate 协议的对象，并将其指定为定位管理器的代理。当定位信息可用或发生变化时，定位管理器会调用代理方法。确定位置的过程可能需要一些时间，甚至几秒钟。

3. 设置所需精度

设置代理后，还需要设置所需的精度。注意，不要指定超过实际需求的精度。因为要求的精度越高，消耗的电量可能就越多，而且也不能保证一定能获得所请求的精度。以下是设置代理和请求特定精度的示例：

locationManager.delegate = self;
locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest;

精度使用 CLLocationAccuracy 值设置，这是一个双精度类型，单位为米。例如，指定 desiredAccuracy 为10，表示希望Core Location尽可能在10米范围内确定当前位置。除了 kCLLocationAccuracyBest ，还可以使用 kCLLocationAccuracyBestForNavigation 、 kCLLocationAccuracyNearestTenMeters 、 kCLLocationAccuracyHundredMeters 、 kCLLocationAccuracyKilometer 和 kCLLocationAccuracyThreeKilometers 。

4. 设置距离过滤器

默认情况下，定位管理器会通知代理设备位置的任何检测到的变化。通过指定距离过滤器，可以告诉定位管理器仅在位置变化超过一定量时才通知我们，这样可以减少应用程序的轮询次数。距离过滤器同样以米为单位。例如：

locationManager.distanceFilter = 1000.0f;

这表示iPhone至少移动1000米后，定位管理器才会通知其代理。如果想恢复到无过滤器的默认设置，可以使用常量 kCLDistanceFilterNone ：

locationManager.distanceFilter = kCLDistanceFilterNone;

与设置所需精度一样，要避免过于频繁地获取更新，以免浪费电池电量。

5. 启动定位管理器

准备好开始轮询位置时，告诉定位管理器启动：

[locationManager startUpdatingLocation];

启动后，它会开始工作，确定当前位置后调用代理方法。在停止之前，只要检测到的变化超过当前距离过滤器的设置，就会继续调用代理方法。

6. 明智使用定位管理器

如果只需要确定当前位置，不需要持续轮询，那么在获取到应用程序所需的信息后，应让定位代理停止定位管理器。如果需要持续轮询，也要尽快停止。因为只要从定位管理器获取更新，就会消耗用户的电池电量。停止定位管理器的方法如下：

[locationManager stopUpdatingLocation];

7. 定位管理器代理

定位管理器代理必须遵循 CLLocationManagerDelegate 协议，该协议定义了两个可选方法。一个是在确定当前位置或检测到位置变化时调用，另一个是在定位管理器遇到错误时调用。

8. 获取位置更新

当定位管理器要通知代理当前位置时，会调用 locationManager:didUpdateToLocation:fromLocation: 方法，该方法有三个参数：
- 第一个参数是调用该方法的定位管理器。
- 第二个参数是 CLLocation 对象，定义了设备的当前位置。
- 第三个参数是 CLLocation 对象，定义了上次更新的前一个位置。第一次调用该方法时，前一个位置对象为 nil 。

9. 使用CLLocation获取纬度和经度

位置信息通过 CLLocation 类的实例从定位管理器传递。该类有五个可能对应用程序有用的属性，纬度和经度存储在 coordinate 属性中。获取纬度和经度的方法如下：

CLLocationDegrees latitude = theLocation.coordinate.latitude;
CLLocationDegrees longitude = theLocation.coordinate.longitude;

CLLocation 对象还能显示定位管理器对纬度和经度计算的置信度。 horizontalAccuracy 属性描述了以坐标为中心的圆的半径，值越大，Core Location对位置的确定越不确定；半径非常小表示对确定的位置有很高的置信度。在地图应用中可以看到 horizontalAccuracy 的图形表示。

此外， CLLocation 对象还有 altitude 属性，可告知海拔高度； verticalAccuracy 属性表示对海拔确定的置信度； timestamp 属性记录了定位管理器确定位置的时间。还可以使用 distanceFromLocation: 方法确定两个 CLLocation 对象之间的距离：

CLLocationDistance distance = [fromLocation distanceFromLocation:toLocation];

这个距离是大圆距离计算的结果，忽略了海拔属性，假设两点都在海平面上。

10. 错误通知

如果Core Location无法确定当前位置，会调用 locationManager:didFailWithError: 方法。最可能的错误原因是用户拒绝访问。第一次应用程序尝试确定位置时，屏幕会弹出一个警告框，询问是否允许当前程序访问位置信息。如果用户点击“不允许”，代理会收到错误代码 kCLErrorDenied 的通知。目前，定位管理器支持的另一个错误代码是 kCLErrorLocationUnknown ，表示无法确定位置，但会继续尝试。

11. 实践Core Location

下面通过一个小应用来检测iPhone的当前位置和程序运行期间的总行驶距离。具体步骤如下：
1. 在Xcode中，使用单视图应用模板创建一个新项目，命名为 WhereAmI ，并将设备系列设置为iPhone。
2. 打开 BIDViewController.h 文件，进行如下修改：

#import <UIKit/UIKit.h>
#import <CoreLocation/CoreLocation.h>

@interface BIDViewController : UIViewController <CLLocationManagerDelegate>

@property (strong, nonatomic) CLLocationManager *locationManager;
@property (strong, nonatomic) CLLocation *startingPoint;
@property (strong, nonatomic) IBOutlet UILabel *latitudeLabel;
@property (strong, nonatomic) IBOutlet UILabel *longitudeLabel;
@property (strong, nonatomic) IBOutlet UILabel *horizontalAccuracyLabel;
@property (strong, nonatomic) IBOutlet UILabel *altitudeLabel;
@property (strong, nonatomic) IBOutlet UILabel *verticalAccuracyLabel;
@property (strong, nonatomic) IBOutlet UILabel *distanceTraveledLabel;

@end

3. 打开 BIDViewController.xib 文件创建GUI。参考示例界面，从库中拖动12个标签到视图窗口。将6个标签放在屏幕左侧，右对齐并加粗，分别命名为“Latitude:”、“Longitude:”、“Horizontal Accuracy:”、“Altitude:”、“Vertical Accuracy:”和“Distance Traveled:”。另外6个标签左对齐，放在加粗标签旁边，并将它们连接到之前在头文件中定义的相应出口，然后删除每个标签中的文本。
4. 保存更改后，返回Xcode，打开 BIDViewController.m 文件，在文件顶部进行如下修改：

#import "BIDViewController.h"

@implementation BIDViewController
@synthesize locationManager;
@synthesize startingPoint;
@synthesize latitudeLabel;
@synthesize longitudeLabel;
@synthesize horizontalAccuracyLabel;
@synthesize altitudeLabel;
@synthesize verticalAccuracyLabel;
@synthesize distanceTraveledLabel;

// ...

5. 在 viewDidLoad 方法中插入以下代码来配置定位管理器：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];
    locationManager.delegate = self;
    locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest;
    [locationManager startUpdatingLocation];
}

6. 在 viewDidUnload 方法中插入以下代码清理出口：

- (void)viewDidUnload {
    [super viewDidUnload];
    self.locationManager = nil;
    self.latitudeLabel = nil;
    self.longitudeLabel = nil;
    self.horizontalAccuracyLabel = nil;
    self.altitudeLabel = nil;
    self.verticalAccuracyLabel = nil;
    self.distanceTraveledLabel = nil;
}

7. 在文件末尾插入以下新方法：

#pragma mark -
#pragma mark CLLocationManagerDelegate Methods
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateToLocation:(CLLocation *)newLocation fromLocation:(CLLocation *)oldLocation {
    if (startingPoint == nil)
        self.startingPoint = newLocation;

    NSString *latitudeString = [NSString stringWithFormat:@"%g\u00B0", newLocation.coordinate.latitude];
    latitudeLabel.text = latitudeString;

    NSString *longitudeString = [NSString stringWithFormat:@"%g\u00B0", newLocation.coordinate.longitude];
    longitudeLabel.text = longitudeString;

    NSString *horizontalAccuracyString = [NSString stringWithFormat:@"%gm", newLocation.horizontalAccuracy];
    horizontalAccuracyLabel.text = horizontalAccuracyString;

    NSString *altitudeString = [NSString stringWithFormat:@"%gm", newLocation.altitude];
    altitudeLabel.text = altitudeString;

    NSString *verticalAccuracyString = [NSString stringWithFormat:@"%gm", newLocation.verticalAccuracy];
    verticalAccuracyLabel.text = verticalAccuracyString;

    CLLocationDistance distance = [newLocation distanceFromLocation:startingPoint];
    NSString *distanceString = [NSString stringWithFormat:@"%gm", distance];
    distanceTraveledLabel.text = distanceString;
}

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didFailWithError:(NSError *)error {
    NSString *errorType = (error.code == kCLErrorDenied) ? @"Access Denied" : @"Unknown Error";
    UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Error getting Location" message:errorType delegate:nil cancelButtonTitle:@"Okay" otherButtonTitles:nil];
    [alert show];
}

12. 编译和运行

在编译程序之前，需要将 CoreLocation.framework 添加到项目中。操作步骤如下：
1. 点击项目导航器中的第一行（蓝色的 WhereAmI 图标）。
2. 点击 TARGETS 下的 WhereAmI 图标。
3. 点击 Build Phases 选项卡。
4. 展开 Link Binary With Libraries disclosure triangle，添加 CoreLocation.framework 。

编译并运行应用程序，如果有条件在iPhone或iPad上运行，可以在应用运行时开车移动，观察数值的变化（当然，最好让其他人开车）。

总结

Core Location虽然底层技术复杂，但Apple提供了简单的接口，隐藏了大部分复杂性，使得在应用程序中添加与定位相关的功能变得非常容易。掌握了Core Location的使用方法后，就可以轻松地知道用户的位置以及他们何时移动。

以下是使用Core Location的基本流程图：

graph TD;
    A[创建CLLocationManager实例] --> B[设置代理];
    B --> C[设置所需精度];
    C --> D[设置距离过滤器];
    D --> E[启动定位管理器];
    E --> F{获取位置更新};
    F -- 成功 --> G[更新界面信息];
    F -- 失败 --> H[处理错误];
    G --> I{是否需要继续轮询};
    I -- 否 --> J[停止定位管理器];
    I -- 是 --> F;

在开发应用时，按照以上步骤操作，就能利用Core Location实现强大的定位功能。同时，要注意合理设置精度和距离过滤器，以减少电量消耗。

利用Core Location定位：简单指南

13. 技术细节分析

在使用Core Location时，有几个技术细节值得深入分析。

精度设置的影响

精度设置对应用的性能和电量消耗有显著影响。不同的精度级别对应不同的定位技术和资源消耗。以下是常见精度级别的对比：
| 精度级别 | 描述 | 适用场景 |
| ---- | ---- | ---- |
| kCLLocationAccuracyBest | 使用当前可用的最精确方法 | 需要高精度定位的应用，如导航应用 |
| kCLLocationAccuracyBestForNavigation | 使用其他传感器数据，精度更高 | 导航应用，对定位精度要求极高 |
| kCLLocationAccuracyNearestTenMeters | 精确到最近的10米 | 一些对精度要求较高的应用，如附近商家推荐 |
| kCLLocationAccuracyHundredMeters | 精确到最近的100米 | 一般性的位置服务，如城市级别的定位 |
| kCLLocationAccuracyKilometer | 精确到最近的1公里 | 对精度要求较低的应用，如天气应用 |
| kCLLocationAccuracyThreeKilometers | 精确到最近的3公里 | 对精度要求极低的应用，如大范围的统计分析 |

在选择精度级别时，应根据应用的实际需求进行选择，避免过度消耗电量。

距离过滤器的作用

距离过滤器可以减少不必要的位置更新，从而降低电量消耗。例如，在一个显示附近餐厅的应用中，不需要实时更新用户的位置，只需要在用户移动一定距离后更新即可。通过设置合适的距离过滤器，可以有效减少定位管理器的轮询次数。

14. 错误处理策略

当Core Location遇到错误时，需要合理处理以提供良好的用户体验。

用户拒绝访问

如果用户拒绝访问位置信息，应用应给出友好的提示，引导用户开启权限。例如，在 locationManager:didFailWithError: 方法中，可以添加如下代码：

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didFailWithError:(NSError *)error {
    if (error.code == kCLErrorDenied) {
        UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"权限被拒绝" message:@"请在设置中开启位置权限以使用此功能" delegate:nil cancelButtonTitle:@"确定" otherButtonTitles:nil];
        [alert show];
    } else {
        NSString *errorType = @"Unknown Error";
        UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Error getting Location" message:errorType delegate:nil cancelButtonTitle:@"Okay" otherButtonTitles:nil];
        [alert show];
    }
}

位置未知错误

当遇到 kCLErrorLocationUnknown 错误时，应用可以选择继续尝试定位，或者给出提示让用户检查设备的网络和定位设置。

15. 性能优化建议

为了提高应用的性能和用户体验，以下是一些性能优化建议：

及时停止定位

在不需要持续定位时，及时停止定位管理器，减少电量消耗。例如，在一个只需要获取用户当前位置的应用中，在获取到位置信息后，立即停止定位管理器：

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateToLocation:(CLLocation *)newLocation fromLocation:(CLLocation *)oldLocation {
    // 获取到位置信息
    // ...
    [manager stopUpdatingLocation];
}

批量处理位置更新

如果应用需要处理大量的位置更新，可以考虑批量处理，减少UI更新的频率，提高性能。例如，可以设置一个计数器，每获取到一定数量的位置更新后，再更新一次界面。

16. 拓展应用场景

Core Location的应用场景非常广泛，除了前面提到的导航和附近商家推荐，还可以应用于以下场景：

运动记录

记录用户的运动轨迹和距离，如跑步、骑行等。可以利用 CLLocation 对象的 distanceFromLocation: 方法计算运动的总距离。

地理围栏

设置一个地理区域，当用户进入或离开该区域时，触发相应的事件。可以使用 CLLocationManager 的 startMonitoringForRegion: 方法实现地理围栏功能。

17. 总结与展望

通过本文的介绍，我们了解了Core Location的基本使用方法、技术细节和优化策略。Core Location为开发者提供了一个强大而简单的接口，让我们可以轻松地在应用中添加定位功能。

在未来的开发中，随着定位技术的不断发展，Core Location可能会提供更多的功能和更高的精度。开发者可以根据应用的需求，合理利用Core Location，为用户提供更好的体验。

以下是拓展应用场景的列表：
- 运动记录：记录跑步、骑行等运动的轨迹和距离。
- 地理围栏：设置地理区域，触发相应事件。
- 社交应用：显示附近的好友。
- 旅游应用：提供景点的导航和介绍。

同时，为了更好地理解不同精度级别对电量的影响，我们可以绘制一个简单的图表：

graph LR;
    A[kCLLocationAccuracyBest] -->|高电量消耗| B[导航应用];
    C[kCLLocationAccuracyNearestTenMeters] -->|中电量消耗| D[附近商家推荐];
    E[kCLLocationAccuracyKilometer] -->|低电量消耗| F[天气应用];

总之，Core Location是一个非常实用的框架，掌握其使用方法和优化策略，将有助于开发出更高效、更智能的应用。