根据2个经纬度点,计算这2个经纬度点之间的距离(通过经度纬度得到距离)

如下一个半径为1 的圆,O是圆心,A、B是弦(chord)。角度AOB=theta。则角度AOC=theta/2。OC是垂直于AB的垂线(perpendicular)。AC长度是sin(theta/2),AB长度是2sin(theta/2)
在这里插入图片描述
如下地球图所示,假设半径R为1,O是球心,A (lat1,lon1) 和 B (lat2,lon2) 是我们感兴趣的2个点。2跟经度线 lon1,lon2相交于北极(north pole)N。EF所在的线是赤道(equator)。ACBD是平面上的等腰梯形的四个顶点(vertice)。AC和DB的弦(直线)在图上没有画出。CD的位置是:C (lat2,lon1) and D (lat1,lon2)。角度AOC是A点与C点的纬度差 dlat。角度EOF是经度E点和经度F点的差dlon。
在这里插入图片描述
弦AC的长度,参照图1的方式,那么是AC=2
sin(dlat/2),弦BD也是一样的长度。

E、F 2个点是赤道上的2个点,它们的纬度是0。EF的距离是EF=2*sin(dlon/2)

A、D2个点所在的纬度是lat1。AD所在纬度的圆平面的半径是cos(lat1)。从A作一条垂线(perpendicular)到OE为AG,AO是球半径,则OG=cos(lat1),即A、D所在纬度圆圈的半径(AO`)。

这时候,AD的弦长AD= 2*sin(dlon/2)cos(lat1),类似的可以推出CB的长度= CB=2sin(dlon/2)*cos(lat2)
下面看一下如何求AB的长度,回到平面等腰梯形,如下图:
在这里插入图片描述
AH是到CB的垂线(perpendicular),CH= (CB-AD)/2。

根据勾股定理(Pythagorean theorem): 【^2表示2的平方】

AH^2 = AC^2 - CH^2

   = AC^2 - (CB-AD)^2/4

HB 的长度是HB=AD+CH = AD+(CB-AD)/2 = (CB+AD)/2,根据勾股定理得到:

AB^2 = AH^2 + HB^2

   = AC^2 - (CB-AD)^2/4 + (CB+AD)^2/4

   = AC^2 + CB*AD

根据前面球面上的求经纬距离的方式,我们已经得到 AC、AD和CB的长度,代入公式得到:

AB^2 = 4*(sin^2(dlat/2) + 4*cos(lat1)*cos(lat2)*sin^2(dlon/2))

假设中间值h 是AB长度一半的平方,如下

h = (AB/2)^2
= (sin^2(dlat/2)) + cos(lat1) * cos(lat2) * sin^2(dlon/2)

(请参看代码里的h)

最后一步,是求得代表AB长度的角度AOB。参照图1的方式,我们可以知道

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