C语言实验:已知地球上两点的经度和纬度求其球面距离

这篇博客介绍如何利用C语言,根据地球两点的经度和纬度,计算它们之间的球面距离。通过解析几何和向量知识,确定经度、纬度与三维坐标的关系,并转换坐标,最后实现计算地面距离的代码。文章提到了坐标正负值的规则,并建议深入研究微分几何中的测地线概念以验证思路。

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要求:地球的平均半径为6371千米,已知地球上两个城市A、B的经度和纬度,编程序求出这两个城市之间的地面距离。


首先,固定两点,a(x1,y1,z1),b(x2,y2,z2)。


由空间解析几何及向量知识知:

其中,theta是两向量夹角,球面距离d:


对于A点来说,

这个问题涉及到地理坐标系球面三角学的知识。你可以使用Haversine公式来计算球面两点之间的距离,并将其应用于已知的两个点第三个点的距离。然后,你可以使用逆Haversine公式来计算第三点的经纬度。 以下是一个C语言示例代码,用于计算第三点的经纬度: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> #define RADIUS 6371 // 地球半径,单位为公里 struct point { double latitude; double longitude; }; double deg2rad(double deg) { return deg * M_PI / 180; } double rad2deg(double rad) { return rad * 180 / M_PI; } struct point calculate_third_point(struct point p1, struct point p2, double distance) { double lat1 = deg2rad(p1.latitude); double lon1 = deg2rad(p1.longitude); double lat2 = deg2rad(p2.latitude); double lon2 = deg2rad(p2.longitude); double delta_lon = lon2 - lon1; double a = pow(sin((lat2 - lat1) / 2), 2) + cos(lat1) * cos(lat2) * pow(sin(delta_lon / 2), 2); double c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a)); double bearing = atan2(sin(delta_lon) * cos(lat2), cos(lat1) * sin(lat2) - sin(lat1) * cos(lat2) * cos(delta_lon)); double third_point_lat = asin(sin(lat1) * cos(distance / RADIUS) + cos(lat1) * sin(distance / RADIUS) * cos(bearing)); double third_point_lon = lon1 + atan2(sin(bearing) * sin(distance / RADIUS) * cos(lat1), cos(distance / RADIUS) - sin(lat1) * sin(third_point_lat)); struct point third_point; third_point.latitude = rad2deg(third_point_lat); third_point.longitude = rad2deg(third_point_lon); return third_point; } int main() { struct point p1 = {40.7128, -74.0060}; // 已知的第一个点的纬度经度 struct point p2 = {34.0522, -118.2437}; // 已知的第二个点的纬度经度 double distance = 500; // 第三个点到已知两点距离,单位为公里 struct point third_point = calculate_third_point(p1, p2, distance); printf("Third point: Latitude - %lf, Longitude - %lf\n", third_point.latitude, third_point.longitude); return 0; } ``` 请注意,这只是一个简单的示例代码,实际应用中需要考虑更多因素,如地球的椭球形状、精度误差等。
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