使用Xcode + Python進行IOS運動軌跡模擬

前言

在某些app中，須要根據用戶的實時位置來完成某些事件

例如跑步打卡軟件（步道樂跑）、考勤打卡軟件（叮叮）、某些基於實時位置的遊戲（Pokemon Go、一塊兒來捉妖）

通常解決辦法是經過使用安卓模擬器，經過改變模擬器的位置屬性來實現模擬位置

可是某些軟件會經過比對經常使用設備的uuid，設備序列號等

一旦出現不匹配或者沒法識別就可能會被列爲懷疑對象，且安卓模擬器較難實現連續的擬人化的路徑

所以，爲了減小被斷定做弊的可能，只能經過在經常使用設備上連續的改變實時位置來模擬跑步行爲

 

硬件環境：

　　　　MacBook Pro (15-inch, 2017)

　　　　iPhone 8 Plus

軟件環境：

　　　　macOS Mojave 10.14.5

　　　　iOS 12.4

　　　　Xcode 10.2.1

　　　　Python 3.7.0

　　　　sublime text 3.1.1

 

具體步驟

1.使用Xcode建立一個IOS項目

打開Xcode -> Preferences 添加Apple ID

 　　　　　　　　 

在Xcode上建立新項目

打開Xcode -> create a new Xcode project

選擇ios菜單 -> Single View App

填寫項目名 推薦非中文

在事先準備好的文件夾內存放 文件夾推薦非中文

　　　　　　　　

　　　　　　　

此時將iPhone鏈接mac 左上角顯示鏈接設備

出現以下結果即爲成功：

 

 

2.使用Xcode建立一個含有gpx的文件

GPX（GPS eXchange Format，GPS交換格式）是一個XML格式，爲應用軟件設計的通用GPS數據格式，專門用來存儲地理信息

一個GPX文件內包含一些經緯度點組成的軌跡，包含了時間、名字等信息

 

回到Xcode 打開Xcode -> File -> New -> File...

在IOS菜單下選擇GPX File

選擇一個位置並命名GPX文件 例：fake_loc.gpx

　　　　　　　　　　　　 

 

自動生成以下gpx文件即爲成功

分析該gpx文件，格式相似標籤語言風格

在<wpt>標籤內包含經緯度（lat、lon）、該點名稱以及時間

第一段註釋內容大意爲： 

　　「提供一個或多個包含緯度/經度對的點

　　若是提供一個點，Xcode將模擬那個特定的點

　　若是提供多個點，Xcode將依次模擬每個點」

第二段註釋內容大意爲： 

　　「能夠選擇爲每個座標點添加一個時間標籤可，Xcode能夠根據時間標籤的順序依次移動到每個座標點，並根據時間點來插入速度X

　　若是不提供一個時間標籤，那麼Xcode將使用一個固定的速度

　　航路點必須按時間升序排序」

 

所以，能夠經過輸入一系列點來模擬位置，讓Xcode來依次定爲每個點來模擬人的跑動行爲

 

3.使用Python來自動生成一系列軌跡點

mac下python與sublime text3的環境配置在第一篇隨筆中有記錄

 

分析gpx文件結構能夠獲得目標gpx文件結構應該爲：

<?xml version="1.0"?>
<gpx version="1.1" creator="Xcode">
    <wpt lat="座標點經度1" lon="座標點緯度1">
    </wpt>

    <wpt lat="座標點經度2" lon="座標點緯度2">
    </wpt>

    <wpt lat="座標點經度3" lon="座標點緯度3">
    </wpt>

    #......
    #以此類推
</gpx>

 

在地圖經緯度查詢網站能夠獲得指定地點的經緯度信息：http://www.gpsspg.com/maps.htm

咱們選擇西安市某211高校做爲實驗地點：

該網站提供多個公司的定位標準下的經緯度信息

因爲每一家公司的定位標準不一樣，經緯度就會存在誤差，這時候就要看用來模擬的APP使用哪家的地圖了

咱們以某跑步打卡APP 步道樂跑 做爲實驗對象

在該高校實現水平移動與豎直移動

 

通過驗證該APP使用的是 谷歌地球標準

 

經過該網站首先獲得一段直線的首尾經緯度點：

　　　　　　　　　　

 

 

開始點：

lat：34.3752989239

lon：108.9080291565

中間點：

lat：34.3740193255

lon：108.9085977848

結束點：

 

lat：34.3733728774

 

lon：108.9064091023

 

 

在該網站能夠經過經緯度得到距離信息：http://www.hhlink.com/經緯度/

計算獲得距離約爲78米

後續可根據需求，經過測距來獲得相應距離 從而計算獲得水平與豎直移動速度

能夠得出結論：

在該高校相對從北到南 經度減小，緯度增長

在該高校相對從東到西 經度減少，緯度減少

在符合跑步打卡APP步道樂跑的配速要求：3～9 min/km

 

 例如從北到南生成100個點

經度依次減小 緯度依次增長，並使得這100個點散佈在路徑上

每一個點之間減小或者增長的距離能夠經過乘以指定範圍內的隨機數，使得點之間呈現左右略爲搖擺的路徑

在點數量較多的狀況下近似爲人的跑動軌跡

 

根據該高校的位置狀況編寫相應的python程序：

import random

#初始點信息
a1 = 34.3752989239;
b1 = 108.9080291565;
#中間點信息
a2 = 34.3740193255;
b2 = 108.9085977848;


for i in range( 1,1000 ):
    while( a1 >= a2 ):        # 循環條件 經度未到達中間點時執行
        xa = round( random.uniform(0.2, 7) )    # 隨機數，用於模擬人跑動
        xb = round( random.uniform(12, 15) )
        # 豎直移動
        a1 = round( a1 - 0.0000072 * xa , 10 )
        b1 = round( b1 + 0.0000008 * xb , 10 )
        # 輸出信息
        print( '<wpt lat="' + str( a1 ) + '"' + ' ' + 'lon="' + str( b1 ) + '">' )
        print( '</wpt>' )


for i in range( 1,1000 ):
    xa = round( random.uniform(2, 8) )
    xb = round( random.uniform(1, 3) )
    # 水平移動
    a2 = round( a2 - 0.000003 * xa, 10 )
    b2 = round( b2 - 0.000025 * xb, 10 )
    print( '<wpt lat="' + str( a2 ) + '"' + ' ' + 'lon="' + str( b2 ) + '">' )
    print( '</wpt>' )

 

獲得輸出（節選）：

 

將該輸出複製並粘貼在gpx文件裏

並 command + s 保存

能夠在xcode項目目錄內找到並打開該文件：

 

 

4.開始位置模擬

確保手機鏈接上電腦，並解鎖保持屏幕常亮

點擊Xcode右上角開始圖標：

 

第一次會提示iPhone未信任開發者

在設置 -> 通用 -> 設備管理 點擊該開發者並選擇信任

再次在Xcode上點擊右上角圖標

一分鐘左右手機上會多出一個灰色的app圖標

點擊後按home鍵退出，進入步道樂跑

在Xcode下方多出一欄功能，點擊位置圖標並選擇你的fake_loc

 

此時APP就已經按照gpx文件內的路徑開始移動了