在 Android 中计算罗盘方位/航向位置

Question

我想在谷歌地图视图上的我的位置显示一个箭头，该箭头显示我相对于目的地位置的方向（而不是北）。

a) 我使用磁力计和加速度计的传感器值计算了北向。我知道这是正确的，因为它与 Google 地图视图上使用的指南针一致。

b) 我使用 myLocation.bearingTo(destLocation) 计算了从我的位置到目的地位置的初始方位；

我错过了最后一步；根据这两个值（a 和 b），我可以使用什么公式来获取手机相对于目标位置的指向方向？

感谢对混乱头脑的任何帮助！

Answer 1

好吧，我明白了。对于尝试执行此操作的其他人，您需要：

a) 航向：硬件罗盘的航向。这是以磁北以东的度数

b) 方位角：从您所在位置到目的地位置的方位角。这是真北偏东的度数。

myLocation.bearingTo(destLocation);

c) 磁偏角：真北和磁北之间的差异

从磁力计 + 加速度计返回的航向以真（磁）北（-180 到 +180）以东的度数表示，因此您需要获得北和磁北之间的差异北为您的位置。这种差异取决于您在地球上的位置。您可以通过使用 GeotropicField 类来获取。

GeomagneticField geoField;

private final LocationListener locationListener = new LocationListener() {
   public void onLocationChanged(Location location) {
      geoField = new GeomagneticField(
         Double.valueOf(location.getLatitude()).floatValue(),
         Double.valueOf(location.getLongitude()).floatValue(),
         Double.valueOf(location.getAltitude()).floatValue(),
         System.currentTimeMillis()
      );
      ...
   }
}

有了这些，您就可以计算在地图上绘制的箭头的角度，以显示您相对于目的地物体的朝向，而不是正北。

首先用赤纬调整您的航向：

heading += geoField.getDeclination();

其次，您需要将手机面向（航向）的方向从目标目的地而不是正北方向偏移。这是我被困住的部分。从指南针返回的航向值会为您提供一个值，该值描述相对于手机指向位置的磁北位置（以真北以东的度数）。例如，如果值为 -10，您就知道磁北在您左侧 10 度。方位向您提供目的地的角度（以真北以东的度数）。因此，在补偿了赤纬之后，您可以使用下面的公式来获得所需的结果：

heading = myBearing - (myBearing + heading); 

然后，您需要将真北以东的度数（-180 到 +180）转换为正常度数（0 到 360）：

Math.round(-heading / 360 + 180)

Answer 2

@Damian - 这个想法非常好，我同意答案，但是当我使用你的代码时，我有错误的值，所以我自己写了这个（有人在你的评论中告诉了同样的事情）。我认为用赤纬来计算航向是很好的，但后来我使用了类似的东西：

heading = (bearing - heading) * -1;

而不是达米安的代码：

heading = myBearing - (myBearing + heading); 

并将-180更改为180为0到360：

      private float normalizeDegree(float value){
          if(value >= 0.0f && value <= 180.0f){
              return value;
          }else{
              return 180 + (180 + value);
          }

然后当你想旋转箭头时，你可以使用这样的代码：

      private void rotateArrow(float angle){

            Matrix matrix = new Matrix();
            arrowView.setScaleType(ScaleType.MATRIX);
            matrix.postRotate(angle, 100f, 100f);
            arrowView.setImageMatrix(matrix);
      }

其中arrowView是带有箭头图片的ImageView，postRotate中的100f参数是pivX和pivY）。

我希望我能帮助别人。

Answer 3

在此指南针上的箭头显示从您所在位置到Kaaba（目的地位置）的方向，

您可以通过这种方式简单地使用bearingTo。bearing to将为您提供从你的位置到目的地位置

  Location userLoc=new Location("service Provider");
    //get longitudeM Latitude and altitude of current location with gps class and  set in userLoc
    userLoc.setLongitude(longitude); 
    userLoc.setLatitude(latitude);
    userLoc.setAltitude(altitude);

   Location destinationLoc = new Location("service Provider");
  destinationLoc.setLatitude(21.422487); //kaaba latitude setting
  destinationLoc.setLongitude(39.826206); //kaaba longitude setting
  float bearTo=userLoc.bearingTo(destinationLoc);

bearingTo会给你一个从-180到180的范围，这会让事情有点混乱。我们需要将此值转换为 0 到 360 的范围以获得正确的旋转。

这是我们真正想要的表格，与bearingTo给我们的相比

+-----------+--------------+
| bearingTo | Real bearing |
+-----------+--------------+
| 0         | 0            |
+-----------+--------------+
| 90        | 90           |
+-----------+--------------+
| 180       | 180          |
+-----------+--------------+
| -90       | 270          |
+-----------+--------------+
| -135      | 225          |
+-----------+--------------+
| -180      | 180          |
+-----------+--------------+

，所以我们必须在bearTo之后添加此代码，

// If the bearTo is smaller than 0, add 360 to get the rotation clockwise.

  if (bearTo < 0) {
    bearTo = bearTo + 360;
    //bearTo = -100 + 360  = 260;
}

您需要实现SensorEventListener及其函数（onSensorChanged，onAcuracyChabge）并将所有代码写入onSensorChanged

完成Qibla 指南针方向的代码在这里

 public class QiblaDirectionCompass extends Service implements SensorEventListener{
 public static ImageView image,arrow;

// record the compass picture angle turned
private float currentDegree = 0f;
private float currentDegreeNeedle = 0f;
Context context;
Location userLoc=new Location("service Provider");
// device sensor manager
private static SensorManager mSensorManager ;
private Sensor sensor;
public static TextView tvHeading;
   public QiblaDirectionCompass(Context context, ImageView compass, ImageView needle,TextView heading, double longi,double lati,double alti ) {

    image = compass;
    arrow = needle;


    // TextView that will tell the user what degree is he heading
    tvHeading = heading;
    userLoc.setLongitude(longi);
    userLoc.setLatitude(lati);
    userLoc.setAltitude(alti);

  mSensorManager =  (SensorManager) context.getSystemService(SENSOR_SERVICE);
    sensor = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION);
    if(sensor!=null) {
        // for the system's orientation sensor registered listeners
        mSensorManager.registerListener(this, sensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);//SensorManager.SENSOR_DELAY_Fastest
    }else{
        Toast.makeText(context,"Not Supported", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
    // initialize your android device sensor capabilities
this.context =context;
@Override
public void onCreate() {
    // TODO Auto-generated method stub
    Toast.makeText(context, "Started", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    mSensorManager.registerListener(this, sensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME); //SensorManager.SENSOR_DELAY_Fastest
    super.onCreate();
}

@Override
public void onDestroy() {
    mSensorManager.unregisterListener(this);
Toast.makeText(context, "Destroy", Toast.LENGTH_SHORT).show();

    super.onDestroy();

}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) {


Location destinationLoc = new Location("service Provider");

destinationLoc.setLatitude(21.422487); //kaaba latitude setting
destinationLoc.setLongitude(39.826206); //kaaba longitude setting
float bearTo=userLoc.bearingTo(destinationLoc);

  //bearTo = The angle from true north to the destination location from the point we're your currently standing.(asal image k N se destination taak angle )

  //head = The angle that you've rotated your phone from true north. (jaise image lagi hai wo true north per hai ab phone jitne rotate yani jitna image ka n change hai us ka angle hai ye)



GeomagneticField geoField = new GeomagneticField( Double.valueOf( userLoc.getLatitude() ).floatValue(), Double
        .valueOf( userLoc.getLongitude() ).floatValue(),
        Double.valueOf( userLoc.getAltitude() ).floatValue(),
        System.currentTimeMillis() );
head -= geoField.getDeclination(); // converts magnetic north into true north

if (bearTo < 0) {
    bearTo = bearTo + 360;
    //bearTo = -100 + 360  = 260;
}

//This is where we choose to point it
float direction = bearTo - head;

// If the direction is smaller than 0, add 360 to get the rotation clockwise.
if (direction < 0) {
    direction = direction + 360;
}
 tvHeading.setText("Heading: " + Float.toString(degree) + " degrees" );

RotateAnimation raQibla = new RotateAnimation(currentDegreeNeedle, direction, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f);
raQibla.setDuration(210);
raQibla.setFillAfter(true);

arrow.startAnimation(raQibla);

currentDegreeNeedle = direction;

// create a rotation animation (reverse turn degree degrees)
RotateAnimation ra = new RotateAnimation(currentDegree, -degree, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f);

// how long the animation will take place
ra.setDuration(210);


// set the animation after the end of the reservation status
ra.setFillAfter(true);

// Start the animation
image.startAnimation(ra);

currentDegree = -degree;
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int i) {

}
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
    return null;
}

xml 代码在这里

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:background="@drawable/flag_pakistan">
<TextView
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:id="@+id/heading"
    android:textColor="@color/colorAccent"
    android:layout_centerHorizontal="true"
    android:layout_marginBottom="100dp"
    android:layout_marginTop="20dp"
    android:text="Heading: 0.0" />
<RelativeLayout
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_below="@+id/heading"
android:scaleType="centerInside"
android:layout_centerVertical="true"
android:layout_centerHorizontal="true">

<ImageView
    android:id="@+id/imageCompass"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:scaleType="centerInside"
    android:layout_centerVertical="true"
    android:layout_centerHorizontal="true"
    android:src="@drawable/images_compass"/>

<ImageView
    android:id="@+id/needle"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:layout_centerVertical="true"
    android:layout_centerHorizontal="true"
    android:scaleType="centerInside"
    android:src="@drawable/arrow2"/>
</RelativeLayout>
</RelativeLayout>

Answer 4

我知道这有点老了，但为了像我这样来自谷歌的人，他们在这里没有找到完整的答案。以下是我的应用程序的一些摘录，它们将箭头放在自定义列表视图中......

Location loc;   //Will hold lastknown location
Location wptLoc = new Location("");    // Waypoint location 
float dist = -1;
float bearing = 0;
float heading = 0;
float arrow_rotation = 0;

LocationManager lm = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);
loc = lm.getLastKnownLocation(LocationManager.GPS_PROVIDER);

if(loc == null) {   //No recent GPS fix
    Criteria criteria = new Criteria();
    criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE);
    criteria.setAltitudeRequired(false);
    criteria.setBearingRequired(true);
    criteria.setCostAllowed(true);
    criteria.setSpeedRequired(false);
    loc = lm.getLastKnownLocation(lm.getBestProvider(criteria, true));
}

if(loc != null) {
    wptLoc.setLongitude(cursor.getFloat(2));    //Cursor is from SimpleCursorAdapter
    wptLoc.setLatitude(cursor.getFloat(3));
    dist = loc.distanceTo(wptLoc);
    bearing = loc.bearingTo(wptLoc);    // -180 to 180
    heading = loc.getBearing();         // 0 to 360
    // *** Code to calculate where the arrow should point ***
    arrow_rotation = (360+((bearing + 360) % 360)-heading) % 360;
}

我愿意打赌它可以被简化，但它有效！
使用 LastKnownLocation 是因为此代码来自 new SimpleCursorAdapter.ViewBinder()

onLocationChanged 包含对 notificationDataSetChanged() 的调用；

代码也来自 new SimpleCursorAdapter.ViewBinder() 来设置图像旋转和列表行颜色（请注意，仅应用于单个列索引）...

LinearLayout ll = ((LinearLayout)view.getParent());
ll.setBackgroundColor(bc); 
int childcount = ll.getChildCount();
for (int i=0; i < childcount; i++){
    View v = ll.getChildAt(i);
    if(v instanceof TextView) ((TextView)v).setTextColor(fc);
    if(v instanceof ImageView) {
        ImageView img = (ImageView)v;
        img.setImageResource(R.drawable.ic_arrow);
        Matrix matrix = new Matrix();
        img.setScaleType(ScaleType.MATRIX);
        matrix.postRotate(arrow_rotation, img.getWidth()/2, img.getHeight()/2);
        img.setImageMatrix(matrix); 
}

如果您想知道我取消了磁传感器戏剧，那么不值得麻烦就我而言。
我希望有人发现这和我通常在 google 将我带到 stackoverflow 时一样有用！

Answer 5

我不是地图阅读/导航等方面的专家，但肯定“方向”是绝对的而不是相对的，或者实际上，它们是相对于 N 或 S 的，而 N 或 S 本身是固定/绝对的。

示例：假设在您和目的地之间绘制的一条假想线对应于“绝对”SE（相对于磁 N 的方位角为 135 度）。现在假设您的手机指向西北 - 如果您从地平线上的一个假想物体到您的目的地画一​​条假想线，它将穿过您所在的位置并具有 180 度的角度。现在，指南针意义上的 180 度实际上指的是 S，但目的地不是您手机指向的假想物体的“由于 S”，而且，如果您前往该假想点，您的目的地仍然是东南方你搬到哪里了。

事实上，180 度线实际上告诉您目的地相对于手机（可能还有您）指向的方向位于“您的后方”。

然而，话虽如此，如果计算从假想点到目的地（穿过您的位置）的线的角度以绘制指向目的地的指针是您想要的......只需减去（绝对）方位从想象的物体的绝对方位到目的地并忽略否定（如果存在）。例如，西北 - 东南为 315 - 135 = 180，因此将指针指向屏幕底部，表示“在您身后”。

编辑：我的数学稍有错误...用较大的轴承减去较小的轴承，然后用 360 度减去结果，得到在屏幕上绘制指针的角度。

Answer 6

该公式将使用起点到终点的坐标给出方位参见

下面的代码将为您提供方位角（0-360 之间的角度）

private double bearing(Location startPoint, Location endPoint) {
    double longitude1 = startPoint.getLongitude();
    double latitude1 = Math.toRadians(startPoint.getLatitude());
    
    double longitude2 = endPoint.getLongitude();        
    double latitude2 = Math.toRadians(endPoint.getLatitude());
    
    double longDiff = Math.toRadians(longitude2 - longitude1);
    
    double y = Math.sin(longDiff) * Math.cos(latitude2);
    double x = Math.cos(latitude1) * Math.sin(latitude2) - Math.sin(latitude1) * Math.cos(latitude2) * Math.cos(longDiff);
    
    return Math.toDegrees(Math.atan2(y, x));
}

这对我有用，希望对其他人也有用

Answer 7

如果您位于同一时区

将 GPS 转换为 UTM

http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-coordconvert/
http://stackoverflow.com/questions/176137/java-convert-lat-lon-to-utm

UTM 坐标为您提供简单的 XY 2D

计算两个 UTM 位置之间的角度

http://forums.groundspeak.com/GC/ index.php?showtopic=146917

这给出了方向，就好像您在向北看一样

因此，无论您旋转相关的内容，向北只需减去这个角度

如果两个点都有 UTM 45° 角，并且您位于北向东 5°，则您的箭头将指向北纬40度

Answer 8

我是这样做的：

Canvas g = new Canvas( compass );
Paint p = new Paint( Paint.ANTI_ALIAS_FLAG );

float rotation = display.getOrientation() * 90;

g.translate( -box.left, -box.top );
g.rotate( -bearing - rotation, box.exactCenterX(), box.exactCenterY() );
drawCompass( g, p );
drawNeedle( g, p );

Answer 9

这是从 Google 地图上的位置对象检测方位的最佳方法：->

 float targetBearing=90;

      Location endingLocation=new Location("ending point"); 

      Location
       startingLocation=new Location("starting point");
       startingLocation.setLatitude(mGoogleMap.getCameraPosition().target.latitude);
       startingLocation.setLongitude(mGoogleMap.getCameraPosition().target.longitude);
       endingLocation.setLatitude(mLatLng.latitude);
       endingLocation.setLongitude(mLatLng.longitude);
      targetBearing =
       startingLocation.bearingTo(endingLocation);

---

Answer 10

我现在正在计算它，但似乎数学取决于你和你的目标相对于真实和磁北在地球上的位置。例如：

float thetaMeThem = 0.0;
if (myLocation.bearingTo(targetLocation) > myLocation.getBearing()){ 
     thetaMeThem = myLocation.bearingTo(targetLocation) - azimuth + declination;} 

有关方位角，请参阅 Sensor.TYPE_ORIENTATION。

请参阅 getDeclination() 了解磁偏角

这假设磁偏角为负（真北以西）并且其方位 >你的轴承。

如果偏角为正且 yourBearing >他们有另一种选择：

float thetaMeThem = 0.0;
if (myLocation.bearingTo(targetLocation) < myLocation.getBearing()){ 
     thetaMeThem = azimuth - (myLocation.bearingTo(targetLocation) - declination);} 

我还没有对此进行充分测试，但在纸上玩弄角度让我来到了这里。

Answer 11

术语：真北和磁北之间的差异被称为“变化”而不是磁偏角。指南针读数与磁航向之间的差异称为“偏差”，并且随航向的不同而变化。罗盘摆动可识别设备错误，并允许在设备内置校正的情况下进行校正。磁罗盘将有一个偏差卡，用于描述任何航向的设备错误。

赤纬：天文导航中使用的术语：赤纬就像纬度。它报告恒星距天赤道的距离。要找到恒星的赤纬，请沿着从恒星“直线向下”到天赤道的一个小时圈。沿着小时圈从恒星到天赤道的角度就是恒星的赤纬。