iOS 如何在 VPN 中进行定位

App 在不使用外网，只能连接 VPN（Virtual Private Network，即“虚拟专用网络“）的情况下，通过访问服务端提供的地址加载离线地图。设备获取当前位置后，WKWebView 调用 JavaScript 定位函数并传入经纬度参数，加载的地图上浮现当前定位点。

场景分析

针对以上场景，需要解决 iOS 如何在 VPN 中进行定位的问题主要有以下两点：

1. 使用第三方地图平台（如高德开放平台、百度地图开放平台等）的解决方案无效，因为在 VPN 环境中无法验证在地图平台申请的密钥。
2. iOS 自身获取设备定位的方式有哪些。

iOS 系统定位方式

目前 iOS 设备的定位方式有基站定位、Wi-Fi 定位、GPS 定位。

基站定位

基本原理：每个基站都有一个标识符，移动设备能够搜索周围所有接收到信号的基站及其标识符，通过联网发送到苹果云服务器，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，返回手机。

iOS 优化：苹果将一部分重要基站（几十公里选一个）提前存储在 iOS 系统中，这样即便在无网环境下，也能定位到用户的位置。

Wi-Fi 定位

基本原理：每个无线接入点（AP）都拥有各自的 MAC 地址，设备在开启 Wi-Fi 的情况下，即可扫描并收集周围的 AP 信号（不需要连接上，只需要接收到信号），获取它们的 MAC 地址。设备将这些能够标识 AP 的数据发送到服务器，服务器检索出每个 AP 的地理位置，并结合每个信号的强弱程度，计算出设备的地理位置并返回到设备。位置服务商需不断更新、补充自己的数据哭，以保证数据的准确性，毕竟无线 AP 会出现移动的可能性。

iOS 优化：iOS 设备在有网络连接时，会自动下载所在地区周围（几个街区宽度或者更多）所有 Wi-Fi 热点的信息到本地，这样当处于没有网络的情况下，iOS 照样可以利用之前下载的热点信息进行定位。

GPS 定位

基本原理：利用天上卫星（共24颗）进行不断广播信号，地面的 GPS 接收设备收到信号后，通过分析多个卫星信号，就可以计算出地球坐标。GPS 保证大部分地区都可以同时收到至少4个卫星信号，从而可以精准确定当前的经纬度以及海拔位置。

iOS 优化：A-GPS

定位方式对照

定位方式	定位速度	耗电量	误差范围
基站定位	最快	最少	几百上千米
Wi-Fi 定位	介于基站和 GPS 之间	介于基站和 GPS 之间	几十米
GPS 定位	最慢	最多	十米以内

iOS 定位实现方式

在 iOS 系统中实现定位用到的核心框架是 Core Location。

Core Location 提供确定设备的地理位置，高度，方向或相对于附近 iBeacon 的位置的服务。该框架使用所有可用的板载硬件，包括 Wi-Fi，GPS，蓝牙，磁力计，气压计和蜂窝硬件来收集数据。

由于定位服务涉及到用户的地理位置信息，所以在 App 第一次调用定位服务时需要用户对此进行授权（授予或者拒绝该请求），系统会记录用户的回应，在以后的调用定位服务时不会在出现授权界面。当然用户可以手动在应用设置中修改权限，或者删除应用然后重新安装进行授权。

实现 iOS 定位其实相对很简单，主要使用定位框架中的 CLLocationManager 类，具体操作可以分为以下几步：

1 添加核心框架的引用。

#import <CoreLocation/CoreLocation.h>

2 声明 CLLocationManager 变量，添加需要实现定位服务的相关委托。

@interface ViewController ()<CLLocationManagerDelegate> {
    CLLocationManager *_locationManager;
}

3 初始化和配置 CLLocationManager。

// locaiton manager init
_locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];
_locationManager.delegate = self;
_locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBestForNavigation;
_locationManager.distanceFilter = kCLDistanceFilterNone;
// 请求权限
[_locationManager requestAlwaysAuthorization];
// 开始定位
[_locationManager startUpdatingLocation];

这里主要讲解下 desiredAccuracy 属性和 distanceFilter 属性，前者是用来控制定位精确程度，精确度越高耗电量越大，一般情况下 kCLLocationAccuracyBest 是最适合的选项；后者是控制定位更新的频率，单位是“米”，默认情况下是 kCLDistanceFilterNone，即出现变化就通知。

另外在不需要定位服务的时候，可以调用 stopUpdatingLocation 方法来关闭定位更新，以达到节省电量的效果。

4 实现 CLLocationManagerDelegate 委托方法。

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateLocations:(NSArray<CLLocation *> *)locations {
    CLLocation *location = [locations lastObject];
    NSLog(@"locationManager:latitude:%f, longitude:%f", location.coordinate.latitude, location.coordinate.longitude);
}

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didFailWithError:(NSError *)error {
    NSLog(@"Error-Location: %@", error);
}

火星坐标

通过 WKWebView 将 iOS 定位获取的经纬度传入前端 JavaScript 函数后，加载的离线地图就会绘制当前设备所在的位置。当看着地图上定位出现的圈圈时，就像是吃着蘸了炼乳的烤面包一样美味，只是放大看时，发现在离线地图上绘制的坐标与实际坐标会出现几公里的误差，无论如何调整定位参数，误差仍是存在。

通过查阅资料发现国内大部分地图因相关政策法规均存在偏移问题：

是一种国家保密插件，也叫做加密插件或者加偏或者 SM 模组，其实就是对真实坐标系统进行人为的加偏处理，按照特殊的算法，将真实的坐标加密成虚假的坐标，而这个加偏并不是线性的加偏，所以各地的偏移情况都会有所不同。而加密后的坐标也常被人称为火星坐标系统。

主要有如下 3 种标准：

坐标系统	是否存在偏移	标准	应用方
WGS84	无偏移	国际标准	谷歌、天地图、必应等标注【无偏移】的地图或 GPS 使用
GCJ-02	有偏移	中国标准	谷歌、腾讯、高德、ArcGIS、OpenStreetMap等地图
BD-09	有偏移	百度标准	百度地图使用

国内准许上市的地图类产品都不是真实坐标系统，要想在其地图上显示正确的坐标，必须将获取的定位转换成它的坐标系统。基本上各个地图平台都提供相应的坐标转换接口，通过转化处理后加载的定位就是设备当前的位置了。

Follow your heart.

参考资料

• Core Location | Apple Developer Documentation
• iOS 定位原理和使用建议