Python 模拟真实运动轨迹，轻松完成长跑和打卡

文 | Joeric@cnblog

编辑 | EarlGrey

推荐 | 编程派公众号（ID：codingpy）

前言

在某些app中，需要根据用户的实时位置来完成某些事件

例如跑步打卡软件（步道乐跑）、考勤打卡软件（钉钉）、某些基于实时位置的游戏（Pokemon Go、一起来捉妖）

一般解决办法是通过使用安卓模拟器，通过改变模拟器的位置属性来实现模拟位置

但是某些软件会通过比对常用设备的uuid，设备序列号等

一旦出现不匹配或者无法识别就可能会被列为怀疑对象，且安卓模拟器较难实现连续的拟人化的路径

因此，为了减少被判定作弊的可能，只能通过在常用设备上连续的改变实时位置来模拟跑步行为

硬件环境：

MacBook Pro (15-inch, 2017)
iPhone 8 Plus

软件环境：

macOS Mojave 10.14.5
iOS 12.4
Xcode 10.2.1
Python 3.7.0
sublime text 3.1.1

具体步骤

1.使用Xcode创建一个IOS项目

打开Xcode -> Preferences 添加Apple ID

在Xcode上创建新项目，打开Xcode -> create a new Xcode project

选择ios菜单 -> Single View App，填写项目名推荐非中文，在事先准备好的文件夹内存放文件夹推荐非中文

此时将iPhone连接mac 左上角显示连接设备

出现如下结果即为成功：

2.使用Xcode创建一个含有gpx的文件

GPX（GPS eXchange Format，GPS交换格式）是一个XML格式，为应用软件设计的通用GPS数据格式，专门用来存储地理信息

一个GPX文件内包含一些经纬度点组成的轨迹，包含了时间、名字等信息

回到Xcode 打开Xcode -> File -> New -> File...

在IOS菜单下选择GPX File

选择一个位置并命名GPX文件例：fake_loc.gpx

自动生成如下gpx文件即为成功

分析该gpx文件，格式类似标签语言风格

在标签内包含经纬度（lat、lon）、该点名称以及时间

第一段注释内容大意为：

“提供一个或多个包含纬度/经度对的点_
如果提供一个点，Xcode将模拟那个特定的点_
如果提供多个点，Xcode将依次模拟每一个点”_

第二段注释内容大意为：

“可以选择为每一个坐标点添加一个时间标签_可，Xcode可以根据时间标签的顺序依次移动到每一个坐标点，并根据时间点来插入速度X
如果不提供一个时间标签，那么Xcode将使用一个固定的速度_
航路点必须按时间升序排序_”

因此，可以通过输入一系列点来模拟位置，让Xcode来依次定为每一个点来模拟人的跑动行为

3.使用Python来自动生成一系列轨迹点

mac下python与sublime text3的环境配置在第一篇随笔中有记录

分析gpx文件结构可以得到目标gpx文件结构应该为：

"1.0"?>
 version="1.1" creator="Xcode">
     lat="坐标点经度1" lon="坐标点纬度1">



    
    

     lat="坐标点经度2" lon="坐标点纬度2">
    

     lat="坐标点经度3" lon="坐标点纬度3">
     #......
    #以此类推

在地图经纬度查询网站可以得到指定地点的经纬度信息：http://www.gpsspg.com/maps.htm

我们选择西安市某211高校作为实验地点：

该网站提供多个公司的定位标准下的经纬度信息

由于每一家公司的定位标准不同，经纬度就会存在偏差，这时候就要看用来模拟的APP使用哪家的地图了

我们以某跑步打卡APP 步道乐跑作为实验对象，在该高校实现水平移动与竖直移动

经过验证该APP使用的是谷歌地球标准，通过该网站首先得到一段直线的首尾经纬度点：

开始点：

lat：34.3752989239 lon：108.9080291565

中间点：

lat：34.3740193255 lon：108.9085977848

结束点：

lat：34.3733728774 lon：108.9064091023

在该网站可以通过经纬度获得距离信息：http://www.hhlink.com/经纬度/

计算得到距离约为78米

后续可根据需求，通过测距来得到相应距离从而计算得到水平与竖直移动速度

可以得出结论：

在该高校相对从北到南经度减少，纬度增加
在该高校相对从东到西经度减小，纬度减小

在符合跑步打卡APP步道乐跑的配速要求：3～9 min/km，例如从北到南生成100个点

经度依次减少纬度依次增加，并使得这100个点散布在路径上

每个点之间减少或者增加的距离可以通过乘以指定范围内的随机数，使得点之间呈现左右略为摇摆的路径

在点数量较多的情况下近似为人的跑动轨迹

根据该高校的位置情况编写相应的python程序：

import random #初始点信息
a1 = 34.3752989239;
b1 = 108.9080291565; #中间点信息
a2 = 34.3740193255;
b2 = 108.9085977848; for i in range( 1,1000 ): while( a1 >= a2 ):        # 循环条件 经度未到达中间点时执行
        xa = round( random.uniform(0.2, 


    
7) )    # 随机数，用于模拟人跑动
        xb = round( random.uniform(12, 15) ) # 竖直移动
        a1 = round( a1 - 0.0000072 * xa , 10 )
        b1 = round( b1 + 0.0000008 * xb , 10 ) # 输出信息
        print( ' + str( a1 ) + '"' + ' ' + 'lon="' + str( b1 ) + '">' ) print( '' ) for i in range( 1,1000 ):
    xa = round( random.uniform(2, 8) )
    xb = round( random.uniform(1, 3) ) 


    
# 水平移动
    a2 = round( a2 - 0.000003 * xa, 10 )
    b2 = round( b2 - 0.000025 * xb, 10 ) print( ' + str( a2 ) + '"' + ' ' + 'lon="' + str( b2 ) + '">' ) print( '' )