磁偏角 Android Studio

介绍

磁偏角是指地球磁场在某一地点上的方向与真北之间的夹角。在导航应用程序中，磁偏角是调整指南针指向真北的重要参数。在 Android Studio 中，我们可以使用传感器获取设备的方向和磁偏角，并在应用程序中进行调整。

获取磁偏角

获取磁偏角需要使用 Android 设备的传感器 API。以下是一个示例代码段，演示如何获取磁偏角并将其应用到指南针中：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {

    private final static String mTag = "MainActivity";
    private final static float ALPHA = 0.97f; // 滤波系数

    private SensorManager mSensorManager;
    private Sensor mMagneticSensor;

    private ImageView mCompassView;
    private float[] mGravityValues;
    private float[] mMagneticValues;
    private float[] mRotationMatrix;
    private float[] mOrientationValues;
    private float mAzimuth;
    private float mPitch;
    private float mRoll;
    private float mDeclination;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mCompassView = findViewById(R.id.compass);

        mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
        mMagneticSensor = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);

        mGravityValues = new float[3];
        mMagneticValues = new float[3];

        mRotationMatrix = new float[9];
        mOrientationValues = new float[3];
        mAzimuth = 0f;
        mPitch = 0f;
        mRoll = 0f;

        // 获取磁场偏角值
        GeomagneticField geoField = new GeomagneticField(
                (float) (40.1010300), // 纬度
                (float) (116.3302700), // 经度
                (float) (0), // 海拔
                System.currentTimeMillis()
        );
        mDeclination = geoField.getDeclination();

    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();

        mSensorManager.registerListener(
                this,
                mMagneticSensor,
                SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
        );
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();

        mSensorManager.unregisterListener(this, mMagneticSensor);
    }

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) {
        if (sensorEvent.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
            mGravityValues = lowPassFilter(sensorEvent.values.clone(), mGravityValues, ALPHA);
        }
        if (sensorEvent.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
            mMagneticValues = lowPassFilter(sensorEvent.values.clone(), mMagneticValues, ALPHA);
        }

        boolean success = SensorManager.getRotationMatrix(
                mRotationMatrix,
                null,
                mGravityValues,
                mMagneticValues
        );

        if (success) {
            SensorManager.getOrientation(mRotationMatrix, mOrientationValues);
            mAzimuth = (float) Math.toDegrees(mOrientationValues[0]);
            mPitch = (float) Math.toDegrees(mOrientationValues[1]);
            mRoll = (float) Math.toDegrees(mOrientationValues[2]);

            mAzimuth += mDeclination;

            mCompassView.setRotation(-mAzimuth);
        }

    }

    // 低通滤波，平滑输出
    private float[] lowPassFilter(float[] input, float[] output, float alpha) {
        if (output == null) return input;

        for (int i = 0; i < input.length; i++) {
            output[i] = output[i] + alpha * (input[i] - output[i]);
        }
        return output;
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int i) {

    }
}

解释代码

上述代码是一个 Android Studio 应用程序项目的主活动。其中，获取磁偏角的核心代码段为：

// 获取磁场偏角值
GeomagneticField geoField = new GeomagneticField(
        (float) (40.1010300), // 纬度
        (float) (116.3302700), // 经度
        (float) (0), // 海拔
        System.currentTimeMillis()
);
mDeclination = geoField.getDeclination();

这段代码通过指定设备的纬度、经度、海拔和当前时间来获取磁场偏角值。在实际应用程序中，应该使用设备的位置服务来获取这些参数值。

除此之外，该示例程序还使用了 Android 设备的加速度计和磁力计传感器来获取设备方向，并使用低通滤波算法平稳地输出方向和磁偏角值。在获取方向数据后，可以将其应用到指南针、地图或其他导航功能中。

结论

在 Android Studio 中获取磁偏角是一个实用而有用的功能。您可以使用传感器 API 访问设备的加速度计和磁力计传感器，并使用磁场偏角来调整设备的指南针指向。该示例代码演示了如何在应用程序中获取磁偏角，并将其应用于指南针，以帮助用户得到正确的方向。