用c语言实现大地坐标与空间坐标的相互转换
时间: 2023-09-14 21:10:08 浏览: 152
这里提供一种基于WGS84椭球模型的大地坐标与空间直角坐标系之间的相互转换方法,使用C语言实现。
1. 定义常量
首先需要定义一些常量,包括椭球体长半轴a、短半轴b、第一偏心率e、第二偏心率e'等,以及一些常量的计算结果。
```c
#define PI 3.14159265358979323846
#define a 6378137.0 // 椭球体长半轴
#define b 6356752.314245 // 椭球体短半轴
#define f (a - b) / a // 扁率
#define e2 (2 * f - f * f) // 第一偏心率的平方
#define ep2 (e2 / (1 - e2)) // 第二偏心率的平方
```
2. 大地坐标转换为空间坐标
给定一个大地坐标(经度、纬度、高程),需要将其转换为空间坐标(X、Y、Z)。计算方法如下:
```c
void geodetic2ecef(double lon, double lat, double h, double *x, double *y, double *z)
{
double N = a / sqrt(1 - e2 * sin(lat) * sin(lat)); // 卯酉圈曲率半径
*x = (N + h) * cos(lat) * cos(lon);
*y = (N + h) * cos(lat) * sin(lon);
*z = (N * (1 - e2) + h) * sin(lat);
}
```
3. 空间坐标转换为大地坐标
给定一个空间坐标(X、Y、Z),需要将其转换为大地坐标(经度、纬度、高程)。计算方法如下:
```c
void ecef2geodetic(double x, double y, double z, double *lon, double *lat, double *h)
{
double p = sqrt(x * x + y * y); // 投影距离
double theta = atan2(z * a, p * b); // 纬度角
double sintheta = sin(theta);
double costheta = cos(theta);
*lon = atan2(y, x);
double N = a / sqrt(1 - e2 * sintheta * sintheta); // 卯酉圈曲率半径
*lat = atan2(z + ep2 * N * sintheta * sintheta, p - e2 * N * costheta * costheta);
double sinlat = sin(*lat);
N = a / sqrt(1 - e2 * sinlat * sinlat);
*h = p / cos(*lat) - N;
}
```
使用示例:
```c
int main()
{
double lon = 116.3975; // 经度
double lat = 39.9086; // 纬度
double h = 50.0; // 高程
double x, y, z;
geodetic2ecef(lon * PI / 180, lat * PI / 180, h, &x, &y, &z);
printf("x = %lf, y = %lf, z = %lf\n", x, y, z);
double lon1, lat1, h1;
ecef2geodetic(x, y, z, &lon1, &lat1, &h1);
printf("lon = %lf, lat = %lf, h = %lf\n", lon1 * 180 / PI, lat1 * 180 / PI, h1);
return 0;
}
```