第九章：使用CoreLocation定位

CoreLocation框架（CoreLocation.framework）可用于定位设备当前的经纬度，通过该框架，应用程序可通过附近的蜂窝基站、WIFI信号或者GPS等信息计算用户位置。

iOS SDK提供了CLLocationManager、CLLocationManagerDelegate来处理设备的定位信息，包括获取设备的方向以及进行方向检测等。其中CLLocationManager是整个CoreLocation框架的核心，定位、方向检测、区域检测等都由该API完成；而CLLocationManagerDelegate是一个协议，实现该协议的对象可作为CLLocationManager的delegate对象，负责处理CLLocationManager的定位、方向检测、区域检测等相关事件。除此之外，iOS还提供了CLLocation（代表位置信息）、CLLHeading（代表设备方向）、CIRegion（代表区域）等API，这些API与CLLocationManager、CLLocationManagerDelegate共同组成了iOS的CoreLocation框架。

一、iOS的定位支持

1、GPS卫星定位

GPS是英文：Global Positioning System（全球定位系统）的简称；该定位系统由3部分组成，即由GPS卫星组成的空间部分、若干地面站的控制部分和普通用户手中的接收机这3部分。

与基站、WIFI定位相比，GPS定位耗电量最大，速度最慢，但是精度最高。

2、基站定位

每个手机基站都有一个标识符，iOS设备可以搜集周围所有收到信号的基站和它们的标识符，通过联网发送到苹果云端服务器，再由服务器根据这些基站的位置信息查询并计算出当前位置，然后把该定位信息返回到手机。

3、WIFI定位

iOS设备通过无线卡搜集周围所有的WIFI热点，获得它们的MAC地址，然后通过Apple的云端服务器查询该WiFi热点是否已经登记，如果已经登记，即可获取该WiFi热点的位置，最后通过对多个WiFi热点折中计算得到当前位置并返给iOS设备。

二、获取定位信息

iOS开发者使用CoreLocation.framework框架进行定位非常简单，CoreLocation框架的常用API主要有如下几个：

  • （1）、CLLocationManager：定位管理器类；
  • （2）、CLLocationManagerDelegate：该协议代表定位管理器的delegate协议。实现该协议的对象可负责处理CLLocationManager的定位事件；
  • （3）、CLLocation：该对象代表位置。该对象包含了当前设备的经度、纬度、高度、速度、路线等信息，还包含了该定位信息的水平精确度、垂直精确度以及时间戳信息；
  • （4）、CLHeading：该对象代表设备的移动方向；
  • （5）、CLRegion：该对象代表一个区域。一般程序不会直接使用该类，而是使用它的两个子类，即CLCircularRegion（圆形区域）和CLBeaconRegion（蓝牙信号区）；

除此之外，CoreLocation框架还涉及一个CLLocationCoordinate2D结构体变量，该几诶够提变量包含经度、纬度两个值，其中CLLocation对象的coordinate属性就是一个CLLocationCoordinate2D结构体变量。

1、获取位置信息

 使用CoreLocation.framework进行定位如下步骤：
  • ①、创建CLLocationManager对象，该对象负责获取定位相关信息。并为该对象设置一些必要的属性；
  • ②、为CLLocationManager指定delegate属性，该属性必须是一个实现CLLocationManagerDelegate协议的对象。实现CLLocationManagerDelegate协议时刻根据需要实现协议中特定的方法；
  • ③、调用CLLocationManager的startUpdatingLocation方法获取定位信息。定位结束时，可调用stopUpdatingLocation方法结束获取定位信息。

提示：为了在iOS应用中使用CoreLocation.framework，需要完成两件事情：

①、为应用添加CoreLocation.framework框架；

②、在需要使用定位服务及相关类的源文件重使用#import < CoreLocation/CoreLocation.h >导入CoreLocation.framework的头文件。

CoreLocationManager提供了如下类方法判断当前设备的定位相关服务状态：

（1）、 + (BOOL)locationServicesEnabled __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7,__IPHONE_4_0);//返回当前定位服务是否可用；
（2）、 + (BOOL)deferredLocationUpdatesAvailable __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_NA,__IPHONE_6_0);//返回延迟定位更新是否可用；
（3）、 + (BOOL)significantLocationChangeMonitoringAvailable __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7,__IPHONE_4_0);//返回重大位置监听是否可用；
（4）、 + (BOOL)headingAvailable
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7,__IPHONE_4_0);//返回该设备是否支持磁力计计算方向；
（5）、 + (BOOL)isRangingAvailable __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_NA,__IPHONE_7_0);//返回蓝牙信号范围是否可用。

除此之外，在使用CLLocationManager开始定位之前，还可为该对象设备如下属性：

  • （1）、 @property(assign, nonatomic) BOOL pausesLocationUpdatesAutomatically __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_NA,__IPHONE_6_0);设置iOS设备是否可暂停定位来节省电池的电量；如果该属性设为『YES』，则当iOS设备不再需要定位数据时，iOS设备可以自动暂停定位；
  • （2）、 @property(assign, nonatomic) CLLocationDistance distanceFilter;设置CLLocationManager的自动过滤距离。也就是说，只有当设备在水平方向的位置改变超过该数值（以米为单位）指定的距离时才会生成一次位置变化的信号；
  • （3）、 @property(assign, nonatomic) CLLocationAccuracy desiredAccuracy;设置定位服务的静度。该属性值支持
extern const CLLocationAccuracy kCLLocationAccuracyBestForNavigation __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7,__IPHONE_4_0);（导航级的最佳精确度）；
extern const CLLocationAccuracy kCLLocationAccuracyBest;（最佳精确度）；
extern const CLLocationAccuracy kCLLocationAccuracyNearestTenMeters;（10米误差）；
extern const CLLocationAccuracy kCLLocationAccuracyHundredMeters;（百米误差）；
extern const CLLocationAccuracy kCLLocationAccuracyKilometer;（千米误差）；
extern const CLLocationAccuracy kCLLocationAccuracyThreeKilometers;（1三千米误差）

等常量值。当然，也可直接指定一个浮点数作为定位服务允许的误差；

  • （4）、 @property(assign, nonatomic) CLActivityType activityType __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_NA,__IPHONE_6_0);设置定位数据的用途。该属性支持
{
    CLActivityTypeOther = 1,（定位数据作为普通用途）
    CLActivityTypeAutomotiveNavigation,（定位数据作为车辆导航使用）
    CLActivityTypeFitness,（定位数据作为步行导航使用）
    CLActivityTypeOtherNavigation（定位数据作为其他导航使用）
};

注意：iOS8中使用CoreLocation定位

  • （1）、在使用CoreLocation需要调用如下函数

    iOS8对定位进行了一些修改，其中包括定位授权的方法，CLLocationManager增加了如下两个方法：

①、始终允许访问位置信息

- (void)requestAlwaysAuthorization __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_NA, __IPHONE_8_0);

②、使用应用程序期间允许方位位置数据

- (void)requestWhenInUseAuthorization __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_NA, __IPHONE_8_0);
  • （2）、在Info.plist文件中添加如下配置：

①、NSLocationAlwaysUsageDescription

②、NSLocationWhenInUseUsageDescription

这两个键的值就是授权alert的描述，实例配置如下：

Demo如下：

- (void)clickBtn{
    //如果定位服务可用
    if ([CLLocationManager locationServicesEnabled]) {
        NSLog(@"开始执行定位服务");
        //设置定位精度：最佳精度
        self.locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest;
        //设置距离过滤器为50米，表示每移动50米更新一次位置
        self.locationManager.distanceFilter = 50;
        //将试图控制器自身设置为CLLocationManager的delegate
        //因此该试图控制器需要实现CLLocationManagerDelegate协议
        self.locationManager.delegate = self;
        if ([[[UIDevice currentDevice] systemVersion] floatValue] >= 8.0)
        {
            [self.locationManager requestWhenInUseAuthorization];
            [self.locationManager requestAlwaysAuthorization];
        }
        //开始监听定位信息
        [self.locationManager startUpdatingLocation];
    }else{
        NSLog(@"无法使用定位服务！！！");
    }
}
#pragma mark -- CLLocationManagerDelegate
//成功获取定位数据后将会激发该方法
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateLocations:(NSArray *)locations{
    //获取最后一个定位数据
    CLLocation* location = [locations lastObject];
    //依次获取CLLocation中封装的经度、纬度、高度、速度、方向等信息
    NSLog(@"经度:%g,纬度:%g,高度:%g,速度:%g,方向:%g",location.coordinate.latitude,location.coordinate.longitude,location.altitude,location.speed,location.course);
}
//定位失败时激发的方法
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didFailWithError:(NSError *)error{
    NSLog(@"定位失败：%@",error);
}

CLLocation对象包含如下属性，这些属性包含了定位相关信息：

（1）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationDistance altitude;//该属性表示当前设备的海拔高度，单位是米；
（2）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationCoordinate2D coordinate;//该属性返回一个CLLocationCoordinate2D结构体变量，该结构体变量中包含经度、纬度信息；
（3）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationDirection course __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7,__IPHONE_2_2);//该属性表示当前设备前进的方向。该值为0°表示向北，90°表示向东，180°表示向南，270°表示向西；
（4）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationAccuracy horizontalAccuracy;//该属性表明定位信息的水平精确度。将返回的坐标作为圆心，并将水平精确度视为半径。真正的设备位置落在此圆内的某处。此圆越小，位置就越精确；此圆越大，则位置越不精确。如果精确度为负值，则表明测量精确度失败；
（5）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationAccuracy verticalAccuracy;//该属性标明定位信息的垂直精确度。也就是说，iOS设备的实际高度在该定位信息的高度加或减该属性值的范围内；
（6）、 @property(readonly, nonatomic, copy) NSDate *timestamp;//该属性返回定位信息的返回时间；
（7）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationSpeed speed __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_7,__IPHONE_2_2);//该属性表示返回设备的移动速度，单位是米/秒。实际上，该属性适用于行车减速，而不太适用于步行速度。

2、使用iOS模拟器模拟位置

  • ①、自定位置：开发者可以自行输入位置的经度值、纬度值；
  • ②、City Bicycle Ride：模拟设备携带者在城市中骑车移动；
  • ③、City Run：模拟设备携带者在城市中跑步；
  • ④、Freeway Drive：模拟设备携带者再告诉公路中驾车；

3、监控行车速度和行车距离

如果开发者希望计算平均移动速度，则只要不断的累计设备的移动距离和移动时间，再用距离除以时间即可得到设备的平均移动速度。

例如：

#pragma mark -- CLLocationManagerDelegate
//成功获取定位数据后将会激发该方法
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateLocations:(NSArray *)locations{
    //获取最后一个定位数据
    CLLocation* newLocation = [locations lastObject];
    if (newLocation.horizontalAccuracy < kCLLocationAccuracyHundredMeters) {
        if (self.prevLocation) {
            //计算本次定位数据与上次定位数据之间的时间差
            NSTimeInterval dTime = [newLocation.timestamp timeIntervalSinceDate:self.prevLocation.timestamp];
            //累计行车时间
            self.sumTime += dTime;
            CGFloat distance = [newLocation distanceFromLocation:self.prevLocation];
            //如果距离小于1米。则忽略本次数据，直接返回该方法
            if (distance < 1.f) {
                return;
            }
            self.sumDistance += distance;
            //计算移动速度，将米/秒换算成千米/小时，需要乘以3.6
            CGFloat speed = distance/dTime*3.6;
            //计算平均速度
            CGFloat avgSpeed = self.sumDistance/self.sumTime*3.6;
            NSString* speedFeedback = [NSString stringWithFormat:@"当前速度为：%g千米/小时，平均速度为：%g千米/小时。合计移动：%g前面",speed,avgSpeed,self.sumDistance/1000];
            NSLog(@"%@",speedFeedback);
        }
        self.prevLocation = newLocation;
    }
}

三、方向监测

拥有GPS硬件的设备可以生成设备的当前方向（couse属性）和速度信息。iPhone设备携带的定位管理器可以返回一个已经计算好的course值，通过这个值我们可以获得当前前进的方向，course值是0~360之间的浮点数，0°值表示正北方向，90°值表示正东方向，180°值表示正南方向，270°值表示正西方向，程序可以通过course值来检测用户位置的移动方向。

使用CLLocationManager获取设备方向的步骤如下：

  • ①、创建CLLocationManager对象，该对象负责获取定位相关信息。并为该对象设备一些必要的属性；
  • ②、为CLLocationManager指定delegate属性，该属性必须是一个实现CLLocationManagerDelegate协议的对象。实现CLLocationManagerDelegate协议时刻根据需要实现协议中特定的方法。
  • ③、调用CLLocationManager的starUpdatingHeading方法获取方向信息。获取方向结束时，可调用stopUpdatingHeading方法结束获取方向信息。

当设备的方向改变时，iOS系统将会自动激发CLLocationManager的delegate对象的

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager
       didUpdateHeading:(CLHeading *)newHeading __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_NA,__IPHONE_3_0);

方法，而程序可通过重写该方法来获取设备方向；

iOS允许为检测方向改变设置如下属性：

  • ①、CLLocationDegrees headingFilter：设置只有当设置方向的改变值超过该属性值时才激发delegate方法；
  • ②、CLDeviceOrientation headingOrientation：设置设备当前方向；

监听方向时返回的是一个CLHeading对象，该对象包含如下属性：

（1）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationDirection magneticHeading;//该属性返回设备与磁北的相对方向；
（2）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationDirection trueHeading;//该属性返回设备与真北的相对方向；
（3）、 @property(readonly, nonatomic) CLLocationDirection headingAccuracy;//该属性返回方向值的错误范围；
（4）、 @property(readonly, nonatomic, copy) NSDate *timestamp;//该属性返回方向值的生成时间；
（5）、 @property(readonly, nonatomic) CLHeadingComponentValue x;//获取该设备在X方向上监听得到的原始磁力值，该磁力值的强度单位是微特斯拉；
（6）、 @property(readonly, nonatomic) CLHeadingComponentValue y;//获取该设备在Y方向上监听得到的原始磁力值，该磁力值的强度单位是微特斯拉；
（7）、 @property(readonly, nonatomic) CLHeadingComponentValue z;//获取该设备在Z方向上监听得到的原始磁力值，该磁力值的强度单位是微特斯拉；

实例：指南针

#import <CoreLocation/CoreLocation.h>
@interface ViewController ()<CLLocationManagerDelegate>
{
    CALayer* znzLayer;
}
@property (nonatomic ,strong) CLLocationManager* locationManager;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //如果磁力计可用，则开始监听方向改变；
    if ([CLLocationManager headingAvailable]) {
        //创建显示方向的指南针Layer
        znzLayer = [[CALayer alloc]init];
        NSInteger screenHeight = [UIScreen mainScreen].bounds.size.height;
        NSInteger screenWidth = [UIScreen mainScreen].bounds.size.width;
        NSInteger y = (screenHeight - 320)/2;
        NSInteger x = (screenWidth - 320)/2;
        znzLayer.frame = CGRectMake(x, y, 320, 320);
        //设置znzLayer显示的照片
        znzLayer.contents = (id)[[UIImage imageNamed:@"znz.png"]CGImage];
        //将znzLayer添加刀系统的UIView中
        [self.view.layer addSublayer:znzLayer];
        //创建CLLocationManager对象
        self.locationManager = [[CLLocationManager alloc]init];
        self.locationManager.delegate = self;
        [self.locationManager startUpdatingHeading];
    }else{
        //如果磁力计不可用告知
        NSLog(@"设备不支持磁力计");
    }
}
#pragma mark -- CLLocationManagerDelegate --
//当成功获取设备的方向值激发该方法
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager
       didUpdateHeading:(CLHeading *)newHeading{
    //以北为0°顺时针增加
    NSLog(@"%g",newHeading.magneticHeading);
    //将设备的方向角度换算成弧度
    CGFloat headings = -1.0f*M_PI*newHeading.magneticHeading/180.0f;
    //创建不断改变CALayer的transform属性的属性动画
    CABasicAnimation* anim = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform"];
    CATransform3D formValue = znzLayer.transform;
    //设置动画开始的属性值
    anim.fromValue = [NSValue valueWithCATransform3D:formValue];
    //绕z轴旋转heading弧度的变换矩阵
    CATransform3D toValue = CATransform3DMakeRotation(headings, 0, 0, 1);
    anim.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D:toValue];
    anim.duration = 0.1;
    //动画完成后是否移除
    anim.removedOnCompletion = YES;
    //设置动画结束后znzLayer的变换矩阵
    znzLayer.transform = toValue;
    //为znzLayer添加动画
    [znzLayer addAnimation:anim forKey:nil];
}
- (BOOL)locationManagerShouldDisplayHeadingCalibration:(CLLocationManager *)manager{
    return YES;
}

四、区域监测

如果希望iOS设备进入某个区域发出通知，那么这种区域监测的功被称为临近警告；用户设备不断地临近固定点，当与该固定点的距离小于指定范围时，系统可以触发相应的处理。用户设备离开指定固定点，当与该固定点的距离大于指定范围时，系统也可以出发相应的处理。

iOS的区域监测同样可以使用CLLocationManager来实现，监听设备是否进入/离开某个区域的步骤如下：

  • ①、创建CLLocationManager对象，该对象负责获取定位相关信息，并为该对象设置一些必要的属性。对于区域监测而言，CLLocationManager对象需要设置monitoredRegions属性，该属性值用于设置该设备监听的多个区域；
  • ②、为CLLocationManager指定delegate属性，该属性值必须是一个实现CLLocationManagerDelegate协议的对象。实现

    CLLocationManagerDelegate协议时刻根据需要实现协议中特定的方法；

  • ③、调用CLLocationManager的startMonitoringForRegion:方法进行区域监测，区域监测结束时，可调用stopMonitoringForRegion:方法结束区域监测。

区域检测

#import <CoreLocation/CoreLocation.h>
@interface ViewController ()<CLLocationManagerDelegate>
@property (nonatomic ,strong) CLLocationManager* locationManager;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    if ([CLLocationManager locationServicesEnabled]) {
        self.locationManager = [[CLLocationManager alloc]init];
        self.locationManager.delegate = self;
        //定义一个CLLocationCoordinate2D作为区域的圆心
        CLLocationCoordinate2D companyCenter;
        companyCenter.latitude = 23.126272;
        companyCenter.longitude = 113.395568;
        //使用CLCircularRegion创建一个圆形区域，半径为500米
        CLRegion* fkit = [[CLCircularRegion alloc]initWithCenter:companyCenter radius:10000000000 identifier:@"fkit"];
        //开始监听fkit区域
        [self.locationManager startMonitoringForRegion:fkit];
    }else{
        NSLog(@"该设备不支持定位");
    }
}
#pragma mark -- CLLocationManagerDelegate --
//进入指定区域以后将弹出提示框提示用户
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didEnterRegion:(CLRegion *)region{
    [[[UIAlertView alloc]initWithTitle:@"区域监测提示" message:@"您已经【进入】区域" delegate:nil cancelButtonTitle:@"OK" otherButtonTitles:nil]show];
}
//离开指定区域以后将弹出提示框提示用户
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didExitRegion:(CLRegion *)region{
    [[[UIAlertView alloc]initWithTitle:@"区域监测提示" message:@"您已经【离开】区域" delegate:nil cancelButtonTitle:@"OK" otherButtonTitles:nil]show];
}
时间： 2024-10-08 08:31:31

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