Sibainu Relax Room

愛犬の柴犬とともに過ごす部屋

Javascript でスマホの GPS を使ってみる

スマホでも、そんなに簡単にGPSを使ったアプリができるのかと驚いた顔をしている柴犬です。

近くの公園です。やっと二凛桜が咲きました。今年の3月末の寒さは格別でした。他の桜の木の蕾はまだ固いようです。

概要

今回は Javascript でアクセスした URL でGPSを実行するプログラムを書いてみました。

なんとか機能しているようですので記録することにします。

また、本ブログのミラーにした別のブログを作っているのですが、次のURLに置いてありますので、
適当に遊んでください。

https://sibainu.lsv.jp/memo/learninghtml/test.html

辞書代わりに使っています。

JavaScript 第7版
オライリー・ジャパン David Flanagan(著) 村上 列(訳)

2024年3月31日現在

楽天ブックス
アマゾン
アマゾン

Android など他のプログラミング言語から Javascript を扱う時、思考回路を整理するときに読み直したりしています。

改訂3版JavaScript本格入門
技術評論社 山田 祥寛(著)

2024年3月31日現在

技術評論社
アマゾン
アマゾンKindle

基本の関数

MDN web doc のHPのURLの関数を使ってみました。

https://developer.mozilla.org/ja/docs/Web/API/Geolocation_API

run1()、un2() もこれを基本にしています。

copy

    function geoFindMe() {
      const status = document.querySelector("#status");
      const mapLink = document.querySelector("#map-link");

      mapLink.href = "";
      mapLink.textContent = "";

      function success(position) {
        const latitude = position.coords.latitude;
        const longitude = position.coords.longitude;

        status.textContent = "";
        mapLink.href = `https://www.openstreetmap.org/#map=18/${latitude}/${longitude}`;
        mapLink.textContent = `緯度: ${latitude}°、経度: ${longitude}°`;
      }

      function error() {
        status.textContent = "Unable to retrieve your location";
      }

      const options = {
        enableHighAccuracy: true,
        timeout: 5000,
        maximumAge: 0,
      };

      if (!navigator.geolocation) {
        status.textContent = "このブラウザーは位置情報に対応していません";
      } else {
        status.textContent = "位置情報を取得中…";
        navigator.geolocation.getCurrentPosition(success, error, options);
      }
    }

緯度経度を直交座標にする変換関数

GRS80（測地系）により

赤道半径は、6378137ｍとされ

扁平率は、1 / 298.257222101 とされているようですので次のようにしました。

国土地理院のHPの次のURLの変換式を使いました。

https://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/surveycalc/algorithm/trans/trans_alg.html

卯酉線曲率半径は、西修二郎氏のHPの次のURLに詳しい解説書がありますので、その式を使っています。

http://nishishu.net/geod/introgeod.pdf

N=a*a/Math.sqrt(a*a*cos(lati)*cos(lati)+b*b*sin(lati)*sin(lati))
なので
cos(lati)*cos(lati)=1-sin(lati)*sin(lati)
(a*a-b*b)/a*a=e*e
を使うと
N=a/Math.sqrt(1-e*e*sin(lati)*sin(lati))
となります。

copy

// ido: 緯度  keido: 経度  hyoko: 楕円体からの高さ
    function xyzchange(ido, keido, hyoko) {
      // 緯度　[ラジアン]
      const lati = ido * Math.PI / 180.0;
      // 経度　[ラジアン]
      const longi = keido * Math.PI / 180.0;
      // 楕円体高 altitude [m]
      const h = hyoko;
      // 赤道半径 GRS80（測地系）による major axis [m]
      const a = 6378137.0;
      // 扁平率 GRS80（測地系）による
      const f = 1.0 / 298.257222101;
      // 極半径	minor axis
      const b = a * (1.0 - f);
      // 離心率	Eccentricity
      // Math.sqrt(a * a - b * b) / a に b を代入して整理する
      const e = Math.sqrt(2.0 * f - f * f);
      // 卯酉線曲率半径	Prime vertical radius of curvature
      const sinlati = Math.sin(lati);
      const e2 = (e * e) * (sinlati * sinlati);
      const W = Math.sqrt(1.0 - e2);
      const N = a / W;
      // 地心直交座標系
      const X = (N + h ) * Math.cos(lati) * Math.cos(longi);
      const Y = (N + h ) * Math.cos(lati) * Math.sin(longi);
      const Z = (N * (1.0 - e2) + h ) * Math.sin(lati);
      // 配列で返します
      return [X, Y, Z];
    }

GPS を使った Javascript

copy

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, 
  maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />
  <script type="text/javascript">

    function geoFindMe() {
      const status = document.querySelector("#status");
      const mapLink = document.querySelector("#map-link");

      mapLink.href = "";
      mapLink.textContent = "";

      function success(position) {
        const latitude = position.coords.latitude;
        const longitude = position.coords.longitude;

        status.textContent = "";
        mapLink.href = `https://www.openstreetmap.org/#map=18/${latitude}/${longitude}`;
        mapLink.textContent = `緯度: ${latitude}°、経度: ${longitude}°`;
      }

      function error() {
        status.textContent = "Unable to retrieve your location";
      }

      const options = {
        enableHighAccuracy: true,
        timeout: 5000,
        maximumAge: 0,
      };

      if (!navigator.geolocation) {
        status.textContent = "このブラウザーは位置情報に対応していません";
      } else {
        status.textContent = "位置情報を取得中…";
        navigator.geolocation.getCurrentPosition(success, error, options);
      }
    }

    function run1() {
      const status = document.querySelector("#status");
      const mapLink = document.querySelector("#map-link");
      const point1_lati = document.querySelector("#point1_lati");
      const point1_longi = document.querySelector("#point1_longi");
      const point1_X = document.querySelector("#point1_X");
      const point1_Y = document.querySelector("#point1_Y");
      const point1_Z = document.querySelector("#point1_Z");

      mapLink.href = "";
      mapLink.textContent = "";

      function success(position) {
        const latitude = position.coords.latitude;
        const longitude = position.coords.longitude;

        status.textContent = "";
        point1_lati.innerText = "";
        point1_longi.innerText = "";
        point1_X.innerText = "";
        point1_Y.innerText = "";
        point1_Z.innerText = "";

        mapLink.href = `https://www.openstreetmap.org/#map=18/${latitude}/${longitude}`;
        mapLink.textContent = `緯度: ${latitude}°、経度: ${longitude}°`;

        point1_lati.innerText = latitude.toFixed(8);
        point1_longi.innerText = longitude.toFixed(8);

        const posi = xyzchange(latitude, longitude, 8);
        point1_X.innerText = posi[0].toFixed(8);
        point1_Y.innerText = posi[1].toFixed(8);
        point1_Z.innerText = posi[2].toFixed(8);
      }

      function error() {
        status.textContent = "Unable to retrieve your location";
      }

      const options = {
        enableHighAccuracy: true,
        timeout: 5000,
        maximumAge: 0,
      };

      if (!navigator.geolocation) {
        status.textContent = "このブラウザーは位置情報に対応していません";
      } else {
        status.textContent = "位置情報を取得中…";
        navigator.geolocation.getCurrentPosition(success, error, options);
      }
    }


    function run2() {
      const status = document.querySelector("#status");
      const mapLink = document.querySelector("#map-link");
      const point2_lati = document.querySelector("#point2_lati");
      const point2_longi = document.querySelector("#point2_longi");
      const point2_X = document.querySelector("#point2_X");
      const point2_Y = document.querySelector("#point2_Y");
      const point2_Z = document.querySelector("#point2_Z");

      mapLink.href = "";
      mapLink.textContent = "";

      function success(position) {
        const latitude = position.coords.latitude;
        const longitude = position.coords.longitude;

        status.textContent = "";
        point2_lati.innerText = "";
        point2_longi.innerText = "";
        point2_X.innerText = "";
        point2_Y.innerText = "";
        point2_Z.innerText = "";

        mapLink.href = `https://www.openstreetmap.org/#map=18/${latitude}/${longitude}`;
        mapLink.textContent = `緯度: ${latitude}°、経度: ${longitude}°`;

        point2_lati.innerText = latitude.toFixed(8);
        point2_longi.innerText = longitude.toFixed(8);

        const posi = xyzchange(latitude, longitude, 8);
        point2_X.innerText = posi[0].toFixed(8);
        point2_Y.innerText = posi[1].toFixed(8);
        point2_Z.innerText = posi[2].toFixed(8);
      }

      function error() {
        status.textContent = "Unable to retrieve your location";
      }

      const options = {
        enableHighAccuracy: true,
        timeout: 5000,
        maximumAge: 0,
      };

      if (!navigator.geolocation) {
        status.textContent = "このブラウザーは位置情報に対応していません";
      } else {
        status.textContent = "位置情報を取得中…";
        navigator.geolocation.getCurrentPosition(success, error, options);
      }
    }

    function run3() {
      const point1_X = document.querySelector("#point1_X");
      const point1_Y = document.querySelector("#point1_Y");
      const point1_Z = document.querySelector("#point1_Z");
      const point2_X = document.querySelector("#point2_X");
      const point2_Y = document.querySelector("#point2_Y");
      const point2_Z = document.querySelector("#point2_Z");
      const x1 = point1_X.value;
      const y1 = point1_Y.value;
      const z1 = point1_Z.value;
      const x2 = point2_X.value;
      const y2 = point2_Y.value;
      const z2 = point2_Z.value;
      const x = x2 - x1;
      const y = y2 - y1;
      const z = z2 - z1;
      const span_L = document.querySelector("#span_L");
      const span = Math.sqrt(x * x + y * y + z * z);
      span_L.innerText = span.toFixed(3);
    }

    // ido: 緯度  keido: 経度  hyoko: 楕円体からの高さ
    function xyzchange(ido, keido, hyoko) {
      // 緯度　[ラジアン]
      const lati = ido * Math.PI / 180.0;
      // 経度　[ラジアン]
      const longi = keido * Math.PI / 180.0;
      // 楕円体高 altitude [m]
      const h = hyoko;
      // 赤道半径 GRS80（測地系）による major axis [m]
      const a = 6378137.0;
      // 扁平率 GRS80（測地系）による
      const f = 1.0 / 298.257222101;
      // 極半径	minor axis
      const b = a * (1.0 - f);
      // 離心率	Eccentricity
      // Math.sqrt(a * a - b * b) / a に b を代入して整理する
      const e = Math.sqrt(2.0 * f - f * f);
      // 卯酉線曲率半径	Prime vertical radius of curvature
      const sinlati = Math.sin(lati);
      const e2 = (e * e) * (sinlati * sinlati);
      const W = Math.sqrt(1.0 - e2);
      const N = a / W;
      // 地心直交座標系
      const X = (N + h ) * Math.cos(lati) * Math.cos(longi);
      const Y = (N + h ) * Math.cos(lati) * Math.sin(longi);
      const Z = (N * (1.0 - e2) + h ) * Math.sin(lati);
      // 配列で返します
      return [X, Y, Z];
    }
  </script>
</head>
<body>

<button id="find-me" onClick="geoFindMe();">現在の位置を表示</button><br>
<p id="status"></p><br>
<a id="map-link" target="_blank"></a><br><br>

  <button id="get-point1" onClick="run1();">ポイント1</button><br><br>
  <textarea id="point1_lati" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point1_lati</textarea><br>
  <textarea id="point1_longi" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point1_longi</textarea><br>
  <textarea id="point1_X" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point1_X</textarea><br>
  <textarea id="point1_Y" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point1_Y</textarea><br>
  <textarea id="point1_Z" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point1_Z</textarea><br><br>

  <button id="get-point2" onClick="run2();">ポイント2</button><br><br>
  <textarea id="point2_lati" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point2_lati</textarea><br>
  <textarea id="point2_longi" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point2_longi</textarea><br>
  <textarea id="point2_X" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point2_X</textarea><br>
  <textarea id="point2_Y" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point2_Y</textarea><br>
  <textarea id="point2_Z" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>point2_Z</textarea><br><br>

  <button onclick="run3();">距離測定</button><br><br>
  <textarea id="span_L" rows="1" cols="1" style="width:300px;" readonly>span_L</textarea><br>

</body>
</html>

スマホで実行してみた

URL を開いたときは、左の画面です。同じ場所に留まって「ポイント１」タップして実行して、「ポイント２」を続いてタップしてみました。「距離測定」をタップして「ポイント１」と「ポイント２」の距離を算出してみました。

同じ場所にも関わらず6mほど距離が離れていると誤差が出ています。

少し移動して、同じ場所に留まって上と同じことをしてみました。今度は、3.5m離れていると算出されました。現在の位置を表示のリンク先を開いてみたのが、右の画面です。

画面中央が、その緯度経度で示されていると考えれば「まあこんなところか」という表示です。

移動せずに、繰り返してみました。びっくりです。50m離れていると計算されました。

現在の位置を表示のリンク先を開いてみたのが、右の画面です。全く同じです。

私の方法では、大体の位置を知るにはいいけれども、2点間の距離を測るのには適していないようです。

この件はここまでとします。