全球定位系统在移动上的应用

全球定位系统（Global Positioning System，GPS）又称为全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，它可以为地球表面的绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。该系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续、精确地确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星，地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度。所能连接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。GPS广泛应用于军事、物流、地理、移动电话、数码相机、航空等领域，具有非常强大的功能，主要包括：
•精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中。
•工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量。
•勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到。
•导航。
•••武器导航：精确制导导弹、巡航导弹。
•••车辆导航：车辆调度、监控系统。
•••船舶导航：远洋导航、港口/内河引水。
•••飞机导航：航线导航、进场着陆控制。
•••星际导航：卫星轨道定位。
•••个人导航：个人旅游及野外探险。
•定位。
•••车辆防盗系统。
•••手机、PDA、PPC等通信移动设备防盗以及电子地图、定位系统。
•••儿童及特殊人群的防走失系统。
•精准农业：农机具导航、自动驾驶以及土地高精度平整。
Android 支持地理定位服务的API。该地理定位服务可以用来获取当前设备的地理位置，应用程序可以定时请求更新设备当前的地理定位信息。比如应用程序可以借助一个Intent接收器来实现如下功能：以经纬度和半径划定一个区域，当设备出入该区域时，发出提醒信息，还可以和Google Map API一起使用，完成更多的任务。关于地理定位系统的API全部位于android.location包内，其中包括以下几个重要的功能类：
•LocationManager：本类提供访问定位服务的功能，也提供获取最佳定位提供者的功能。另外，临近警报功能也可以借助该类来实现。
•LocationProvider：该类是定位提供者的抽象类。定位提供者具备周期性报告设备地理位置的功能。
•LocationListener：提供定位信息发生改变时的回调功能。必须事先在定位管理器中注册监听器对象。
•Criteria：该类使得应用能够通过在LocationProvider中设置的属性来选择合适的定位提供者。
•Geocoder：用于处理地理编码和反向地理编码的类。地理编码是指将地址或其他描述转变为经度和纬度，反向地理编码则是将经度和纬度转变为地址或描述语言，其中包含了两个构造函数，需要传入经度和纬度的坐标。getFromLocation方法可以得到一组关于地址的数组。
要使用地理定位，首先需要取得LocationManager的实例，在Android中，获得LocationManager的唯一方法是通过getSystemService()方法的调用。通过使用LocationManager，我们可以获得一个位置提供者的列表。在一个真实的手持设备中，这个列表包含了一些GPS服务。我们也可以选择更强大、更精确、不带有其他附加服务的GPS。代码如下：
     LocationManager?locationManager?=?(LocationManager)?getSystemService(Context.LOC-
     ATION_SERVICE);?
取得LocationManager对象之后，我们还需要注册一个周期性的更新视图，代码如下：
     locationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER,1000, 0,
     locationListener);   
其中第一个参数是设置服务提供者，第二个参数是周期，这里需要重点说明一下最后一个参数locationListener，它用来监听定位信息的改变，所以我们必须实现以下几个方法：
•onLocationChanged(Location location)：当坐标改变时触发此函数，如果Provider传进相同的坐标，它就不会被触发。  
•onProviderDisabled(String provider)：Provider禁用时触发此函数，比如GPS被关闭。
•onProviderEnabled(String provider)：Provider启用时触发此函数，比如GPS被打开。  
•onStatusChanged(String provider, int status, Bundle extras)：Provider的转态在可用、暂时不可用和无服务三个状态直接切换时触发此函数。
下面我们通过更改上一节的例子（本书所附代码：第9章\Examples_09_04）来实现自动通过定位系统获取用户当前的坐标，然后加载并显示地图，将坐标信息显示在一个TextView中，运行效果如图9-15所示。

图9-15 地图定位
要使用定位的API，首先需要在AndroidManifest.xml文件中添加其权限，具体代码如代码清单9-5所示。
     代码清单9-5  第9章\Examples_09_04\AndroidManifest.xml
     <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
     <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
           package="com.yarin.android.Examples_09_04"
           android:versionCode="1"
           android:versionName="1.0">
         <application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
     <uses-library android:name="com.google.android.maps" />
             <activity android:name=".Activity01"
                       android:label="@string/app_name">
                 <intent-filter>
                     <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                     <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
                 </intent-filter>
             </activity>
         </application>
     <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
          <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>
          <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>
         <uses-sdk android:minSdkVersion="5" />
     </manifest>
由于我们在模拟器上测试，所以需要人为设置一个坐标。可以通过两种方法来设置一个模拟的坐标值。第一种方法是通过DDMS，我们可以在Eclipse的ADT插件中使用这种方法，只要启动Eclipse，选择“Window”->“Show View”，打开“Emulator Control”界面即可看到如下的设置窗口，我们可以手动或者通过KML和GPX文件来设置一个坐标。如图9-16所示。

图9-16  设置显示的坐标
另一种方法是使用geo命令，我们需要telnet到本机的5554端口，然后在命令行下输入类似于geo fix-121.45356 46.51119 4392 这样的命令，后面3个参数分别代表了经度、纬度和（可选的）海拔。设置之后在Android模拟器屏幕上便多出一个如图9-17所示的标志，表示模拟了GPS权限。

图9-17  GPS使用标志
现在我们可以使用位置管理器（LocationManager）和位置提供者进行getFromLocation的调用。这个方法返回本机当前位置的一个快照，这个快照将以 Location对象形式提供。在手持设备中，我们可以获得当前位置的经度和纬度；调用getFromLocationName方法可能返回一个数据，表示一个地方的名称。该例中我们还创建了一个菜单用来缩放地图，这时就使用地图控制器（MapController）的zoomIn和zoomOut方法来放大和缩小视图，具体实现如代码清单9-6所示。
     代码清单9-6  第9章\Examples_09_04\src\com\yarin\android\Examples_09_04\Activity01.java
     public class Activity01 extends MapActivity
     {
         public MapController mapController;
         public MyLocationOverlay myPosition;
         public MapView myMapView;
         private static final int ZOOM_IN=Menu.FIRST;
         private static final int ZOOM_OUT=Menu.FIRST+1;
    
     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
             super.onCreate(savedInstanceState);
             setContentView(R.layout.main);
             //取得LocationManager实例
             LocationManager locationManager;
             String context=Context.LOCATION_SERVICE;
             locationManager=(LocationManager)getSystemService(context);
             myMapView=(MapView)findViewById(R.id.MapView01);
             //取得MapController实例，控制地图
             mapController=myMapView.getController();
             //设置显示模式
             myMapView.setSatellite(true);
             myMapView.setStreetView(true);
             //设置缩放控制,这里我们自己实现缩放菜单
             myMapView.displayZoomControls(false);  
             //设置使用MyLocationOverlay来绘图
             mapController.setZoom(17);
             myPosition=new MyLocationOverlay();
             List<Overlay> overlays=myMapView.getOverlays();
             overlays.add(myPosition);
             //设置Criteria（服务商）的信息
             Criteria criteria =new Criteria();
             //经度要求
             criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE);
             criteria.setAltitudeRequired(false);
             criteria.setBearingRequired(false);
             criteria.setCostAllowed(false);
             criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_LOW);
             //取得效果最好的criteria
             String provider=locationManager.getBestProvider(criteria, true);
             //得到坐标相关的信息
             Location location=locationManager.getLastKnownLocation(provider);
             //更新坐标
             updateWithNewLocation(location);
             //注册一个周期性的更新，3000ms更新一次
             //locationListener用来监听定位信息的改变
             locationManager.requestLocationUpdates(provider, 3000, 0,locationListener);
         }
         private void updateWithNewLocation(Location location)
         {
             String latLongString;
             TextView myLocationText = (TextView)findViewById(R.id.TextView01);
            
             String addressString="没有找到地址\n";
            
             if(location!=null)
             {
                 //为绘制标志的类设置坐标
                 myPosition.setLocation(location);
                 //取得经度和纬度
                 Double geoLat=location.getLatitude()*1E6;
                 Double geoLng=location.getLongitude()*1E6;
                 //将其转换为int型
                 GeoPoint point=new GeoPoint(geoLat.intValue(),geoLng.intValue());
                 //定位到指定坐标
                 mapController.animateTo(point);
                 double lat=location.getLatitude();
                 double lng=location.getLongitude();
                 latLongString="经度："+lat+"\n纬度："+lng;
                
                 double latitude=location.getLatitude();
                 double longitude=location.getLongitude();
                 //根据地理环境来确定编码
                 Geocoder gc=new Geocoder(this,Locale.getDefault());
                 try
                 {
                 //取得地址相关的一些信息、经度、纬度
                     List<Address> addresses=gc.getFromLocation(latitude, longitude,1);
                     StringBuilder sb=new StringBuilder();
                     if(addresses.size()>0)
                     {
                         Address address=addresses.get(0);
                         for(int i=0;i<address.getMaxAddressLineIndex();i++)
                             sb.append(address.getAddressLine(i)).append("\n");
                            
                             sb.append(address.getLocality()).append("\n");
                             sb.append(address.getPostalCode()).append("\n");
                             sb.append(address.getCountryName());
                             addressString=sb.toString();
                     }
                 }catch(IOException e){}
             }
             else
             {
                 latLongString="没有找到坐标.\n";
             }
             //显示
             myLocationText.setText("你当前的坐标如下:\n"+latLongString+"\n"+addressString);
         }
         private final LocationListener locationListener=new LocationListener()
         {
         //当坐标改变时触发此函数
             public void onLocationChanged(Location location)
             {
             updateWithNewLocation(location);
             }
             //Provider禁用时触发此函数，比如GPS被关闭
             public void onProviderDisabled(String provider)
             {
             updateWithNewLocation(null);
             }
             //Provider启用时触发此函数，比如GPS被打开
             public void onProviderEnabled(String provider){}
             //Provider的转态在可用、暂时不可用和无服务三个状态直接切换时触发此函数
             public void onStatusChanged(String provider,int status,Bundle extras){}
         };
         protected boolean isRouteDisplayed()
     {
     return false;
     }
         //为应用程序添加菜单
         public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu)
     {
     super.onCreateOptionsMenu(menu);
     menu.add(0, ZOOM_IN, Menu.NONE, "放大");
     menu.add(0, ZOOM_OUT, Menu.NONE, "缩小");
     return true;
     }
         public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item)
     {
     super.onOptionsItemSelected(item);
     switch (item.getItemId())
     {
     case (ZOOM_IN):
     //放大
     mapController.zoomIn();
     return true;
     case (ZOOM_OUT):
     //缩小
     mapController.zoomOut();
     return true;
     }
     return true;
     }
     class MyLocationOverlay extends Overlay
     {
     Location mLocation;
     //在更新坐标时，设置该坐标，以便画图
     public void setLocation(Location location)
     {
     mLocation = location;
     }
     @Override
     public boolean draw(Canvas canvas,MapView mapView,boolean shadow,long when)
     {
     super.draw(canvas, mapView, shadow);
     Paint paint = new Paint();
     Point myScreenCoords = new Point();
     // 将经纬度转换成实际屏幕坐标
     GeoPoint tmpGeoPoint = new GeoPoint((int)(mLocation.
     getLatitude()*1E6),(int)(mLocation.getLongitude()*1E6));
     mapView.getProjection().toPixels(tmpGeoPoint,myScreenCoords);
     paint.setStrokeWidth(1);
     paint.setARGB(255, 255, 0, 0);
     paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
     Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),
     R.drawable.home);
     canvas.drawBitmap(bmp,myScreenCoords.x,myScreenCoords.y,paint);
     canvas.drawText("Here am I",myScreenCoords.x,myScreenCoords.
     y, paint);
     return true;
     }
     }
     }