工具类 - 自由转换GPS坐标和火星坐标

该博客介绍了如何在Java中实现GPS坐标、火星坐标(GCJ-02)和百度坐标(BD09)之间的转换。GCJ-02是中国国家测绘局制定的坐标系统,而BD09是百度在其基础上的进一步加密。文中提供了一个`CoordinateTransform`类,包含了四种坐标系间的转换方法,包括百度坐标转GCJ-02、GCJ-02转百度坐标、GCJ-02转WGS84以及WGS84转GCJ-02。

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        国内地图服务商提供的坐标定位有用GPS坐标的,也有用火星坐标的(GCJ-02),所以我们需要一个工具类,能自由转换GPS坐标和火星坐标。

        GCJ-02 是由中国国家测绘局制订的地理信息系统的坐标系统,是在WGS84经纬度的基础上执行加密算法而成。因为GPS得到的经纬度直接在 GCJ-02 坐标系下会定位到错误的地点,有种到了火星的感觉,因此在坊间也将 GCJ-02 戏称为火星坐标系。国测局规定,国内出版的各种地图系统(包括电子形式),必须至少采用 GCJ-02 对地理位置进行首次加密的坐标系,高德和腾讯地图在国内都是使用 GCJ-02 坐标系,而百度使用的是在 GCJ-02 基础上再一次加密的 BD-09 坐标系。

        在com.example.hxds.mps.util包中创建CoordinateTransform.java类,写入下面代码:

package com.example.hxds.mps.util;

/**
 * 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
 *
 */
public class CoordinateTransform {
    private static final double x_PI = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
    private static final double PI = 3.1415926535897932384626;
    private static final double a = 6378245.0;
    private static final double ee = 0.00669342162296594323;

    /**
     * 百度坐标(BD09)转 GCJ02
     *
     * @param lng 百度经度
     * @param lat 百度纬度
     * @return GCJ02 坐标:[经度,纬度]
     */
    public static double[] transformBD09ToGCJ02(double lng, double lat) {
        double x = lng - 0.0065;
        double y = lat - 0.006;
        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);
        double gcj_lng = z * Math.cos(theta);
        double gcj_lat = z * Math.sin(theta);
        return new double[]{gcj_lng, gcj_lat};
    }

    /**
     * GCJ02 转百度坐标
     *
     * @param lng GCJ02 经度
     * @param lat GCJ02 纬度
     * @return 百度坐标:[经度,纬度]
     */
    public static double[] transformGCJ02ToBD09(double lng, double lat) {
        double z = Math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * Math.sin(lat * x_PI);
        double theta = Math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * Math.cos(lng * x_PI);
        double bd_lng = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
        double bd_lat = z * Math.sin(theta) + 0.006;
        return new double[]{bd_lng, bd_lat};
    }

    /**
     * GCJ02 转 WGS84
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return WGS84坐标:[经度,纬度]
     */
    public static double[] transformGCJ02ToWGS84(double lng, double lat) {
        if (outOfChina(lng, lat)) {
            return new double[]{lng, lat};
        } else {
            double dLat = transformLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double dLng = transformLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double radLat = 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);
            double mgLat = lat + dLat;
            double mgLng = lng + dLng;
            return new double[]{lng * 2 - mgLng, lat * 2 - mgLat};
        }
    }

    /**
     * WGS84 坐标 转 GCJ02
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return GCJ02 坐标:[经度,纬度]
     */
    public static double[] transformWGS84ToGCJ02(double lng, double lat) {
        if (outOfChina(lng, lat)) {
            return new double[]{lng, lat};
        } else {
            double dLat = transformLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double dLng = transformLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
            double redLat = lat / 180.0 * PI;
            double magic = Math.sin(redLat);
            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(redLat) * PI);
            double mgLat = lat + dLat;
            double mgLng = lng + dLng;
            return new double[]{mgLng, mgLat};
        }
    }

    /**
     * 百度坐标BD09 转 WGS84
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return WGS84 坐标:[经度,纬度]
     */
    public static double[] transformBD09ToWGS84(double lng, double lat) {
        double[] lngLat = transformBD09ToGCJ02(lng, lat);

        return transformGCJ02ToWGS84(lngLat[0], lngLat[1]);
    }

    /**
     * WGS84 转 百度坐标BD09
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return BD09 坐标:[经度,纬度]
     */
    public static double[] transformWGS84ToBD09(double lng, double lat) {
        double[] lngLat = transformWGS84ToGCJ02(lng, lat);

        return transformGCJ02ToBD09(lngLat[0], lngLat[1]);
    }

    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;
    }

    ;

    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;
    }

    ;

    /**
     * 判断坐标是否不在国内
     *
     * @param lng 经度
     * @param lat 纬度
     * @return 坐标是否在国内
     */
    public static boolean outOfChina(double lng, double lat) {
        return (lng < 72.004 || lng > 137.8347) || (lat < 0.8293 || lat > 55.8271);
    }
}

GPSTool4.0(GPS工具箱) 操作说明 一、 总体介绍 本软件为GPS坐标转换工具(并具有线路设计的功能),程序分为标题栏(程序名称及版本号)、状态栏(输入提示及当前时间)、信息栏(提示打开及新建的工程名)、操作面板(转换操作输入),程序总体分为三大功能:单点转换、文件转换、线路设计。 无论做哪种操作,首先要新建项目,保存项目数据,详细的数据格式如下: [Version Information] Version=May 12 2006 [TouYin Par] nsCoord=2        ;源椭球 nCoord=2 ;目标椭球 nTouYin=0 ;投影类型 nDifang=0 ;是否使用四参数 nSevenPar=0 ;是否使用七参数 szdDa=6378137.0000000000 ;目标椭球长半轴 szdDf=298.2572235630   ;目标椭球扁率 szdDa1=6378137.0000000000;源椭求长半轴 szdDf1=298.2572235630 ;源椭球扁率 szdCenter=108.00000000 szlTx=0.000 szlTy=500000.000 szdTk=1.00000000 szdHigh=0.00000000 szdTlon=0.00000000 szdCenter1=114.0 szlTx1=0.000 szlTy1=500000.000 szdTk1=1.00000000 szdHigh1=0.00000000 szdTlon1=0.00000000 [Seven Par] szddx=0.000000000000 szddy=0.000000000000 szddz=0.000000000000 szdWx=0.000000000000 szdWy=0.000000000000 szdWz=0.000000000000 szddK=0.00000000000000000000 [Four Par] szdCx1=0.000000000000 szdCy1=0.000000000000 szdCa1=0.000000000000 szdCk1=0.000000000000 szdCx2=0.000000000000 szdCy2=0.000000000000 szdCa2=0.000000000000 szdCk2=0.000000000000 [Base Coordinate] szdBaseX=2558700.60750000 szdBaseY=435101.83010000 szdBaseH=45.00000000 nBLH=0 nRadioFormat=0 szdBaseAntH=1.20000000 nRadioRate=1 nUseCorr=0 szdCorrX=0.000000000000 szdCorrY=0.000000000000 szdCorrH=0.000000000000 [Nihe Par] nUseNihe=0 szA0=-2.500000000000 szA1=0.000000000000 szA2=0.000000000000 szA3=0.000000000000 szA4=0.000000000000 szA5=0.000000000000 szX0=100.000000000000 szY0=100.000000000000 [Job Par] Ellipsoid=2,2 ;源椭球,目标椭球 AngleType=0 ;角度类型 ConvertType=1 ;转换类型,是否是换带计算 DataType=0,2 ;数据类型 Change=0,114.00000000,114.00000000 ;转换前与转换后的中央子午线 SourcePoint=-1690039.93800000,5555519.86900000,2631658.92700000  ;源数据 TargetPoint=2713845.99600000,390578.41800000,917.25700000 ;目录数据 SourceFilename=6,D:\Documents and Settings\southgps\桌面\22.txt ;源格式,文件名 TargetFilename=1,D:\Documents and Settings\southgps\桌面\888.dat    ;目标,文件名 OutputFormat=0 OutputTitle=GpsTool 工具软件坐标转换成果表 最小化程序时,系统隐藏,双击任务栏图标即可最大化。 二、 单点转换 1、 新建工程中或打开工程 2、 选择源椭球与目标椭球,可以选择相同的椭球。 3、 选择投影方式 4、 选择源数据类型与目标数据类型。 共有三种数据格式:空间格式、大地格式、投影格式 5、 输入起算数据,进行数据格式转换 三、 文件转换      起始设置同单点转换的前四项,除此以外还有: 1、 新建格式 输入数据格式名称,文件扩展名,文件格式描述,数据分隔符等,      可以选择的数据项有:点名、纬度、经度、椭球高、北方向X、东方向Y、水准高、空间X、空间Y、空间Z、其它。       选择添加按钮添加数据项,删除最后数据项,清除所有数据项,添加完毕后完成创建,如果继续新建格式,选择新建格式。 2、 文件选择 从列表框中选择格式,并确认选择,在此框中可以删除格式与编辑格式,编辑格式对话框如下: 文件选择: 选择完数据文件名及数据格式后,开始转换,如果因为数据格式转换不成功,请查看数据格式是否正确,请确认源转换类型与目标转换类型与数据格式中的数据项相匹配。 如果查看数据内容请按 >> 四、 线路设计 1、元素模式 1、 新建或打开线路文件 2、 输入起始桩号。 3、 对线路进行添加元素,起点必须以点元素开始,直线相接,除点直线外,线路中还可包括圆曲、缓曲。 4、 对线路进行保存并计算,查看线路图形。 5、 根据选择整桩距或整桩号生成中桩坐标文件:线路同名.dat文件,除此以外还可以通过COGO模拟线路的投影桩号及偏线距。 2、交点模式 图形输出如元素模式。 1、 建或打开线路文件 2、 输入起始桩号。 3、 对线路进行添加交点元素,左、右缓曲长可以相同,可以不同,当然也可以为零。  4、 对线路进行保存并计算,查看线路图形。 5、 根据选择整桩距或整桩号生成中桩坐标文件:线路同名.dat文件,除此以外还可以通过COGO模拟线路的投影桩号及偏线距。 五、 其它功能  1、 换带计算  输入换带后的投影参数,主要是换带后的中央子午线经度,此时计算为投影坐标到投影坐标的计算,主要是先由投影坐标到大地坐标,再由新的投影参数投到换带后的投影坐标。 2、参数计算:四参数计算、七参数计算、拟合参数计算 提供简单的参数计算功能。 四参数主要应用于地方坐标转换。 七参数主要应用于椭球之间的变换。本程序为避开投影,与国外软件相同只使用大地坐标进行变换参数。 拟合参数计算主要应用于根据大地高及相关联的水准高计算曲面拟合参数,基中包括两个辅助参数,X中数Y中数。
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