Großkreisentfernung Frage

Question

Ich bin mit der Formel vertraut die Großkreisentfernung zwischen zwei Punkten zu berechnen.

d.

<?php
$theta = $lon1 - $lon2; 
$dist = sin(deg2rad($lat1)) * sin(deg2rad($lat2)) +  cos(deg2rad($lat1)) * cos(deg2rad($lat2)) * cos(deg2rad($theta)); 
$dist = acos($dist); 
$dist = rad2deg($dist); 
//convert degrees to distance depending on units desired
?>

Was ich brauche, aber ist das Gegenteil davon. Bei einem gegebenen Ausgangspunkt, eine Entfernung und eine einfachen Cardinal NSEW Richtung, um die Position des Zielpunkts zu berechnen. Es ist schon lange her, dass ich in einem Mathe-Unterricht war. ;)

Answer 1

Hier ist eine C-Implementierung, die ich gefunden, sollte ziemlich einfach sein, um PHP zu übersetzen:

#define KmPerDegree         111.12000071117
#define DegreesPerKm        (1.0/KmPerDegree)
#define PI                  M_PI
#define TwoPI               (M_PI+M_PI)
#define HalfPI              M_PI_2
#define RadiansPerDegree    (PI/180.0)
#define DegreesPerRadian    (180.0/PI)
#define copysign(x,y)       (((y)<0.0)?-fabs(x):fabs(x))
#define NGT1(x)             (fabs(x)>1.0?copysign(1.0,x):(x))
#define ArcCos(x)           (fabs(x)>1?quiet_nan():acos(x))
#define hav(x)              ((1.0-cos(x))*0.5)              /* haversine */
#define ahav(x)             (ArcCos(NGT1(1.0-((x)*2.0))))   /* arc haversine */
#define sec(x)              (1.0/cos(x))                    /* secant */
#define csc(x)              (1.0/sin(x))                    /* cosecant */

/*
**  GreatCirclePos() --
**
**  Compute ending position from course and great-circle distance.
**
**  Given a starting latitude (decimal), the initial great-circle
**  course and a distance along the course track, compute the ending
**  position (decimal latitude and longitude).
**  This is the inverse function to GreatCircleDist).
*/
void
GreatCirclePos(dist, course, slt, slg, xlt, xlg)
    double  dist;   /* -> great-circle distance (km) */
    double  course; /* -> initial great-circle course (degrees) */
    double  slt;    /* -> starting decimal latitude (-S) */
    double  slg;    /* -> starting decimal longitude(-W) */
    double  *xlt;   /* <- ending decimal latitude (-S) */
    double  *xlg;   /* <- ending decimal longitude(-W) */
{
    double  c, d, dLo, L1, L2, coL1, coL2, l;

    if (dist > KmPerDegree*180.0) {
        course -= 180.0;
        if (course < 0.0) course += 360.0;
        dist    = KmPerDegree*360.0-dist;
    }
    if (course > 180.0) course -= 360.0;
    c    = course*RadiansPerDegree;
    d    = dist*DegreesPerKm*RadiansPerDegree;
    L1   = slt*RadiansPerDegree;
    slg *= RadiansPerDegree;
    coL1 = (90.0-slt)*RadiansPerDegree;
    coL2 = ahav(hav(c)/(sec(L1)*csc(d))+hav(d-coL1));
    L2   = HalfPI-coL2;
    l    = L2-L1;
    if ((dLo=(cos(L1)*cos(L2))) != 0.0)
        dLo  = ahav((hav(d)-hav(l))/dLo);
    if (c < 0.0) dLo = -dLo;
    slg += dLo;
    if (slg < -PI)
        slg += TwoPI;
    else if (slg > PI)
        slg -= TwoPI;

    *xlt = L2*DegreesPerRadian;
    *xlg = slg*DegreesPerRadian;

} /* GreatCirclePos() */

  

Quelle: http://sam.ucsd.edu/sio210/propseawater/ ppsw_c / gcdist.c

Answer 2

Um meine eigene Frage zu beantworten nur so ist es hier für alle neugierig, eine PHP-Klasse von der C-Funktion von Chad Birch vorgesehen umgesetzt:

class GreatCircle 
{

    /*
     * Find a point a certain distance and vector away from an initial point
     * converted from c function found at: http://sam.ucsd.edu/sio210/propseawater/ppsw_c/gcdist.c
     * 
     * @param int distance in meters
     * @param double direction in degrees i.e. 0 = North, 90 = East, etc.
     * @param double lon starting longitude
     * @param double lat starting latitude
     * @return array ('lon' => $lon, 'lat' => $lat)
     */
    public static function getPositionByDistance($distance, $direction, $lon, $lat)
    {
        $metersPerDegree = 111120.00071117;
        $degreesPerMeter = 1.0 / $metersPerDegree;
        $radiansPerDegree = pi() / 180.0;
        $degreesPerRadian = 180.0 / pi();

        if ($distance > $metersPerDegree*180)
        {
            $direction -= 180.0;
            if ($direction < 0.0)
            {
                $direction += 360.0;
            }
            $distance = $metersPerDegree * 360.0 - $distance;
        }

        if ($direction > 180.0)
        {
            $direction -= 360.0;
        }

        $c = $direction * $radiansPerDegree;
        $d = $distance * $degreesPerMeter * $radiansPerDegree;
        $L1 = $lat * $radiansPerDegree;
        $lon *= $radiansPerDegree;
        $coL1 = (90.0 - $lat) * $radiansPerDegree;
        $coL2 = self::ahav(self::hav($c) / (self::sec($L1) * self::csc($d)) + self::hav($d - $coL1));
        $L2   = (pi() / 2) - $coL2;
        $l    = $L2 - $L1;

        $dLo = (cos($L1) * cos($L2));
        if ($dLo != 0.0)
        {
            $dLo  = self::ahav((self::hav($d) - self::hav($l)) / $dLo);
        }

        if ($c < 0.0) 
        {
            $dLo = -$dLo;
        }

        $lon += $dLo;
        if ($lon < -pi())
        {
            $lon += 2 * pi();
        }
        elseif ($lon > pi())
        {
            $lon -= 2 * pi();
        }

        $xlat = $L2 * $degreesPerRadian;
        $xlon = $lon * $degreesPerRadian;

        return array('lon' => $xlon, 'lat' => $xlat);
    }


    /*
     * copy the sign
     */
    private static function copysign($x, $y)
    {
        return ((($y) < 0.0) ? - abs($x) : abs($x));
    }   

    /*
     * not greater than 1
     */
    private static function ngt1($x)
    {
        return (abs($x) > 1.0 ? self::copysign(1.0 , $x) : ($x));
    }   

    /*
     * haversine
     */
    private static function hav($x)
    {
        return ((1.0 - cos($x)) * 0.5);
    }

    /*
     * arc haversine
     */
    private static function ahav($x)
    {
        return acos(self::ngt1(1.0 - ($x * 2.0)));
    }

    /*
     * secant
     */
    private static function sec($x)
    {
        return (1.0 / cos($x));
    }

    /*
     * cosecant
     */
    private static function csc($x)
    {
        return (1.0 / sin($x));
    }

}

Answer 3

Es wäre schwieriger, die Haversine fomula wieder heraus, dann selbst erzeugen, würde ich denken.

Zuerst wird der Winkel von der Erde Kern erzeugt, indem eine „gerade“ Linie auf der Oberfläche Reisen (Sie denken, es ist gerade, aber es ist Krümmen).

Winkel in Radiant = Arc Länge / Radius. Winkel = arcLen / 6371 km

Latitude sollte einfach sein, nur das "vertikale" (Nord / Süd) Komponente des Winkels.

Lat1 + Cos (Lager) * Winkel

Longitude Teilungen ändern sich je nach Breitengrad. So wird das schwieriger. Sie würden verwenden:

Sin (Lager) * Winkel (mit Ost als negativ definiert), um den Winkel in Längenrichtung zu finden, aber in diesem Breitengrad zurück zur tatsächlichen Länge Umwandlung schwieriger sein würde.

Answer 4

Im Abschnitt Zielpunkt gegeben Distanz und Peilung vom Startpunkt auf dieser Website: http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html