用C++实现大地坐标系与空间直角坐标系之间的相互转换

实现大地坐标系与空间直角坐标系之间的相互转换，需要用到一些数学公式和计算方法。以下是一个简单的用 C 语言实现的转换示例：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define PI 3.14159265358979323846

// 定义大地坐标结构体
typedef struct {
    double B; // 纬度，单位：弧度
    double L; // 经度，单位：弧度
    double H; // 高程，单位：米
} GeodeticCoord;

// 定义空间直角坐标结构体
typedef struct {
    double X; // X 坐标，单位：米
    double Y; // Y 坐标，单位：米
    double Z; // Z 坐标，单位：米
} CartesianCoord;

// 大地坐标转空间直角坐标函数
void geodetic2cartesian(GeodeticCoord geodetic, CartesianCoord *cartesian) {
    double a = 6378137.0; // 地球长半轴，单位：米
    double f = 1.0 / 298.257223563; // 地球扁率
    double b = a * (1.0 - f); // 地球短半轴，单位：米
    double e = sqrt(a * a - b * b) / a; // 地球第一偏心率
    double N = a / sqrt(1.0 - e * e * sin(geodetic.B) * sin(geodetic.B)); // 卯酉圈半径，单位：米

    cartesian->X = (N + geodetic.H) * cos(geodetic.B) * cos(geodetic.L);
    cartesian->Y = (N + geodetic.H) * cos(geodetic.B) * sin(geodetic.L);
    cartesian->Z = (N * (1.0 - e * e) + geodetic.H) * sin(geodetic.B);
}

// 空间直角坐标转大地坐标函数
void cartesian2geodetic(CartesianCoord cartesian, GeodeticCoord *geodetic) {
    double a = 6378137.0; // 地球长半轴，单位：米
    double f = 1.0 / 298.257223563; // 地球扁率
    double b = a * (1.0 - f); // 地球短半轴，单位：米
    double e = sqrt(a * a - b * b) / a; // 地球第一偏心率
    double e2 = e * e; // 地球第二偏心率
    double p = sqrt(cartesian.X * cartesian.X + cartesian.Y * cartesian.Y); // 投影距离，单位：米
    double theta = atan2(cartesian.Z * a, p * b); // 纬度，单位：弧度
    double N = a / sqrt(1.0 - e2 * sin(theta) * sin(theta)); // 卯酉圈半径，单位：米
    double H = p / cos(theta) - N; // 高程，单位：米

    geodetic->B = theta;
    geodetic->L = atan2(cartesian.Y, cartesian.X);
    geodetic->H = H;
}

int main() {
    GeodeticCoord geodetic;
    geodetic.B = 30.0 / 180.0 * PI;
    geodetic.L = 120.0 / 180.0 * PI;
    geodetic.H = 0.0;

    CartesianCoord cartesian;
    geodetic2cartesian(geodetic, &cartesian);
    printf("X=%lf, Y=%lf, Z=%lf\n", cartesian.X, cartesian.Y, cartesian.Z);

    GeodeticCoord result;
    cartesian2geodetic(cartesian, &result);
    printf("B=%lf, L=%lf, H=%lf\n", result.B / PI * 180.0, result.L / PI * 180.0, result.H);

    return 0;
}

这个示例中，我们定义了两个结构体 `GeodeticCoord` 和 `CartesianCoord`，分别表示大地坐标和空间直角坐标。然后我们实现了两个函数 `geodetic2cartesian` 和 `cartesian2geodetic`，分别用于将大地坐标转换为空间直角坐标，以及将空间直角坐标转换为大地坐标。在 `main` 函数中，我们先定义了一个大地坐标，然后通过 `geodetic2cartesian` 函数将其转换为空间直角坐标，并输出结果。接着我们又通过 `cartesian2geodetic` 函数将空间直角坐标转换为大地坐标，并输出结果。

需要注意的是，这里只是一个简单的示例，实际应用中还需要考虑更多的因素，比如大地高和正常高之间的转换等等。