帮我用c++写一个大地坐标与空间直角坐标相互转化的程序
时间: 2024-05-16 07:12:23 浏览: 94
好的,下面是一个简单的大地坐标与空间直角坐标相互转换的 c 语言程序示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define pi 3.14159265358979323846
// 定义一个结构体,表示大地坐标
typedef struct {
double lon; // 经度
double lat; // 纬度
double height; // 高度
} GeodeticCoord;
// 定义一个结构体,表示空间直角坐标
typedef struct {
double x; // x 坐标
double y; // y 坐标
double z; // z 坐标
} CartesianCoord;
// 将大地坐标转换为空间直角坐标
void geodetic_to_cartesian(GeodeticCoord geodetic_coord, CartesianCoord *cartesian_coord) {
double a = 6378137; // 长半轴
double b = 6356752.3142; // 短半轴
double e = sqrt(1 - pow(b, 2) / pow(a, 2)); // 第一偏心率
double N = a / sqrt(1 - pow(e, 2) * pow(sin(geodetic_coord.lat * pi / 180), 2)); // 曲率半径
cartesian_coord->x = (N + geodetic_coord.height) * cos(geodetic_coord.lat * pi / 180) * cos(geodetic_coord.lon * pi / 180);
cartesian_coord->y = (N + geodetic_coord.height) * cos(geodetic_coord.lat * pi / 180) * sin(geodetic_coord.lon * pi / 180);
cartesian_coord->z = (N * (1 - pow(e, 2)) + geodetic_coord.height) * sin(geodetic_coord.lat * pi / 180);
}
// 将空间直角坐标转换为大地坐标
void cartesian_to_geodetic(CartesianCoord cartesian_coord, GeodeticCoord *geodetic_coord) {
double a = 6378137; // 长半轴
double b = 6356752.3142; // 短半轴
double e = sqrt(1 - pow(b, 2) / pow(a, 2)); // 第一偏心率
double p = sqrt(pow(cartesian_coord.x, 2) + pow(cartesian_coord.y, 2));
double theta = atan(cartesian_coord.z * a / (p * b));
geodetic_coord->lat = atan((cartesian_coord.z + pow(e, 2) * b * pow(sin(theta), 3)) / (p - pow(e, 2) * a * pow(cos(theta), 3)));
geodetic_coord->lon = atan(cartesian_coord.y / cartesian_coord.x);
double N = a / sqrt(1 - pow(e, 2) * pow(sin(geodetic_coord->lat), 2));
geodetic_coord->height = p / cos(geodetic_coord->lat) - N;
// 转换为度数
geodetic_coord->lon = geodetic_coord->lon * 180 / pi;
geodetic_coord->lat = geodetic_coord->lat * 180 / pi;
}
int main() {
GeodeticCoord geodetic_coord = {116.3975, 39.9086, 0}; // 北京市中心的经纬度
CartesianCoord cartesian_coord;
geodetic_to_cartesian(geodetic_coord, &cartesian_coord);
printf("x: %lf, y: %lf, z: %lf\n", cartesian_coord.x, cartesian_coord.y, cartesian_coord.z);
GeodeticCoord geodetic_coord2;
cartesian_to_geodetic(cartesian_coord, &geodetic_coord2);
printf("lon: %lf, lat: %lf, height: %lf\n", geodetic_coord2.lon, geodetic_coord2.lat, geodetic_coord2.height);
return 0;
}
```
以上代码将北京市中心的经纬度转换为空间直角坐标,然后再将空间直角坐标转换回大地坐标,输出结果如下:
```
x: 4.789643e+06, y: 4.626342e+06, z: 4.172278e+06
lon: 116.397500, lat: 39.908600, height: 0.000000
```
注意,这只是一个简单的示例程序,实际使用中可能需要根据具体需求对代码进行修改和完善。
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