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关注测绘营地,不定期收获实用技能前言火星坐标系其实是一个很“古老”的话题了,但还是想为不了解它的读者作一期简单的科普,以及分享一些小发现和不成熟的想法。本期文章目录如下:一、什么是火星坐标系二、火星坐标系应用于何处三、火星坐标系偏移了多少四、有了火星坐标系,就无法知道真实的坐标信息了吗五、结语一什么是火星坐标系它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(GCJ-02)。——来源于百度百科二火星坐标系应用于何处它主要应用于两个方面,电子地图和导航设备。第一步,地图公司测绘地图,测绘完成后,送到国家测绘部门,将真实坐标的电子地图,加密成“火星坐标”,这样的地图才是可以出版和发布的,然后才可以让GPS公司处理。第二步,所有的GPS公司,只要需要汽车导航的,需要用到导航电子地图的,都需要在软件中加入国家保密算法,将COM口读出来的真实的坐标信号,加密转换成国家要求的保密的坐标。这样,GPS导航仪和导航电子地图就可以完全匹配,GPS也就可以正常工作了。也就是说,对互联网地图加了偏移,对GPS定位设备也加了同样的偏移,这样就实现了定位和地图在偏移坐标系下的吻合。三火星坐标系偏移了多少偏移可以从两个方面来查看:一是某点的点位偏差,二是线段在不同坐标系下的距离偏差。营地君利用奥维,从天地图上随意选取了8个坐标点,分别导出它的WGS84坐标和GCJ-02坐标,用来计算点位偏差和距离偏差。(一个偶然的发现:使用9.0.6版本的奥维地图,在台湾以及其附近海上区域添加标签,在经纬度界面是查看不到带有偏移的CCJ-02坐标的,也就是说,在台湾区域,通过添加标签来查看到的坐标似乎都是真实经纬度?不知道是火星坐标系的覆盖范围本来就不全,还是奥维地图犯的一个如此低级的错误?)回归正题。(1)点位偏差从下表可以看出,选取的几个任意点的坐标偏差是随机的,基本毫无规律可言。(2)距离偏差从下表可以看出,距离偏差不是一个线性函数,但相对误差较小。选取的几段中最大的相对误差也才1/1993,即对于每1993米的距离才差1米左右,对于地图或者导航来说影响不大。四有了火星坐标系,就无法知道真实的坐标信息了吗火星坐标系建立的初衷是为了国家安全,为了实现信息保密。那么,在2021年的今天,这套算法是否已经过时?或者说是否还能完全履行其保密职责?下面就营地君想到的两个方面来和大家探讨分享一下。(1)逆向算法实现从网络上随意截了张图给大家感受下:可以说,随着计算机的计算能力越来越强大,火星坐标系的逆向算法,在数年前就已经被“破解”了,当然,尽管不能做到100%还原,但足以达到厘米级的还原精度。(2)软件实现举个例子,我们在奥维地图中任意新建一个点位标签,可以在标签详情里面查看到以下经纬度信息:根据国家相关要求,这里显示的是GCJ-02坐标,即加密偏移之后的经纬度坐标。然而,当我们在收藏夹中选择标签进行导出,选择txt格式,那么在弹出的以下界面中我们可以看到:没错,有三种经纬度类型可以选择,意味着我们就可以直接获取到该点的真实WGS84经纬度了。当然,能转换这几种偏移坐标系的软件工具还很多,随便一搜都能出来大把。五结语这些现状说明了什么?对于地图保密这项收费项目来说,即增加了GIS工作者为了获取真实坐标或者实现信息叠加付出的精力和金钱成本,又没有真正履行其应该做到的保密职责。一切的加密偏移都成为了纸糊的窗户,一捅即破。一个不争的事实,为保密而生的火星坐标系,实则已经过时了,亟需一套更加先进、严谨的保密算法来对地图资源和导航信息进行安全加密。一个不成熟的想法,当大家都严格遵守规矩,完全使用国内的卫星影像地图,从而看不到野外的涉密区域,就无法在网络上进行标注,就无法获取涉密区域的准确坐标,是否就”真正“实现了信息安全了呢?好好学习END天天向上