用c++实现大地坐标与空间直角坐标的转化

大地坐标（经纬度）与空间直角坐标（地心坐标）之间的转换涉及到大地椭球模型和大地坐标系的定义。以下是一个简单的C++示例代码，用于实现大地坐标与空间直角坐标的转换：

#include <iostream>
#include <cmath>

const double PI = 3.141592653589793238463;

// 定义大地椭球模型参数
const double a = 6378137.0; // 长半轴
const double b = 6356752.3142; // 短半轴
const double f = (a - b) / a; // 扁率

// 定义空间直角坐标结构体
struct CartesianCoordinate {
    double x;
    double y;
    double z;
};

// 经纬度转弧度
double deg2rad(double degree) {
    return degree * PI / 180.0;
}

// 大地坐标转空间直角坐标
CartesianCoordinate geodeticToCartesian(double latitude, double longitude, double height) {
    double latRad = deg2rad(latitude);
    double lonRad = deg2rad(longitude);
    double sinLat = std::sin(latRad);
    double cosLat = std::cos(latRad);
    double sinLon = std::sin(lonRad);
    double cosLon = std::cos(lonRad);
    double N = a / std::sqrt(1 - f * f * sinLat * sinLat);

    CartesianCoordinate result;
    result.x = (N + height) * cosLat * cosLon;
    result.y = (N + height) * cosLat * sinLon;
    result.z = (N * (1 - f * f) + height) * sinLat;

    return result;
}

// 空间直角坐标转大地坐标
void cartesianToGeodetic(const CartesianCoordinate& cartesian, double& latitude, double& longitude, double& height) {
    double p = std::sqrt(cartesian.x * cartesian.x + cartesian.y * cartesian.y);
    double theta = std::atan2(cartesian.z * a, p * b);

    latitude = std::atan2(cartesian.z + f * f * b * std::pow(std::sin(theta), 3),
                          p - a * std::pow(std::cos(theta), 3));
    longitude = std::atan2(cartesian.y, cartesian.x);
    height = p / std::cos(latitude) - a / std::sqrt(1 - f * f * std::pow(std::sin(latitude), 2));
}

int main() {
    // 大地坐标转空间直角坐标
    double latitude = 39.9087; // 纬度（单位：度）
    double longitude = 116.3975; // 经度（单位：度）
    double height = 50.0; // 高程（单位：米）

    CartesianCoordinate cartesian = geodeticToCartesian(latitude, longitude, height);
    std::cout << "空间直角坐标：\n";
    std::cout << "X: " << cartesian.x << "\n";
    std::cout << "Y: " << cartesian.y << "\n";
    std::cout << "Z: " << cartesian.z << "\n";

    // 空间直角坐标转大地坐标
    double lat, lon, h;
    cartesianToGeodetic(cartesian, lat, lon, h);
    std::cout << "大地坐标：\n";
    std::cout << "纬度: " << lat << " 度\n";
    std::cout << "经度: " << lon << " 度\n";
    std::cout << "高程: " << h << " 米\n";

    return 0;
}

这段代码实现了大地坐标（经纬度）与空间直角坐标（地心坐标）之间的转换。你可以将待转换的经纬度和高程输入到`geodeticToCartesian`函数中，即可得到对应的空间直角坐标。同样地，你也可以输入空间直角坐标到`cartesianToGeodetic`函数中，即可得到对应的大地坐标。