math 경위도 - 2 GPS 좌표 사이의 거리 계산




경도 십진법 (22)

.NET을 사용하는 경우 휠을 다시 시작하지 마십시오. msdn.microsoft.com/en-us/library/… 참조하십시오. 다른 대답 의 댓글에서 fnx로 인정됩니다.

using System.Device.Location;

double lat1 = 45.421527862548828D;
double long1 = -75.697189331054688D;
double lat2 = 53.64135D;
double long2 = -113.59273D;

GeoCoordinate geo1 = new GeoCoordinate(lat1, long1);
GeoCoordinate geo2 = new GeoCoordinate(lat2, long2);

double distance = geo1.GetDistanceTo(geo2);

위도와 경도를 사용하여 두 GPS 좌표 간의 거리를 계산하려면 어떻게합니까?


다음은 내가 사용하는 파이썬에서 Haversine 함수입니다.

from math import pi,sqrt,sin,cos,atan2

def haversine(pos1, pos2):
    lat1 = float(pos1['lat'])
    long1 = float(pos1['long'])
    lat2 = float(pos2['lat'])
    long2 = float(pos2['long'])

    degree_to_rad = float(pi / 180.0)

    d_lat = (lat2 - lat1) * degree_to_rad
    d_long = (long2 - long1) * degree_to_rad

    a = pow(sin(d_lat / 2), 2) + cos(lat1 * degree_to_rad) * cos(lat2 * degree_to_rad) * pow(sin(d_long / 2), 2)
    c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a))
    km = 6367 * c
    mi = 3956 * c

    return {"km":km, "miles":mi}

여기는 C # (라디안 단위의 위도와 경도)입니다.

double CalculateGreatCircleDistance(double lat1, double long1, double lat2, double long2, double radius)
{
    return radius * Math.Acos(
        Math.Sin(lat1) * Math.Sin(lat2)
        + Math.Cos(lat1) * Math.Cos(lat2) * Math.Cos(long2 - long1));
}

위도와 경도가도 단위이면 180 / PI로 나누어 라디안으로 변환합니다.


    private double deg2rad(double deg)
    {
        return (deg * Math.PI / 180.0);
    }

    private double rad2deg(double rad)
    {
        return (rad / Math.PI * 180.0);
    }

    private double GetDistance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2)
    {
        //code for Distance in Kilo Meter
        double theta = lon1 - lon2;
        double dist = Math.Sin(deg2rad(lat1)) * Math.Sin(deg2rad(lat2)) + Math.Cos(deg2rad(lat1)) * Math.Cos(deg2rad(lat2)) * Math.Cos(deg2rad(theta));
        dist = Math.Abs(Math.Round(rad2deg(Math.Acos(dist)) * 60 * 1.1515 * 1.609344 * 1000, 0));
        return (dist);
    }

    private double GetDirection(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2)
    {
        //code for Direction in Degrees
        double dlat = deg2rad(lat1) - deg2rad(lat2);
        double dlon = deg2rad(lon1) - deg2rad(lon2);
        double y = Math.Sin(dlon) * Math.Cos(lat2);
        double x = Math.Cos(deg2rad(lat1)) * Math.Sin(deg2rad(lat2)) - Math.Sin(deg2rad(lat1)) * Math.Cos(deg2rad(lat2)) * Math.Cos(dlon);
        double direct = Math.Round(rad2deg(Math.Atan2(y, x)), 0);
        if (direct < 0)
            direct = direct + 360;
        return (direct);
    }

    private double GetSpeed(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2, DateTime CurTime, DateTime PrevTime)
    {
        //code for speed in Kilo Meter/Hour
        TimeSpan TimeDifference = CurTime.Subtract(PrevTime);
        double TimeDifferenceInSeconds = Math.Round(TimeDifference.TotalSeconds, 0);
        double theta = lon1 - lon2;
        double dist = Math.Sin(deg2rad(lat1)) * Math.Sin(deg2rad(lat2)) + Math.Cos(deg2rad(lat1)) * Math.Cos(deg2rad(lat2)) * Math.Cos(deg2rad(theta));
        dist = rad2deg(Math.Acos(dist)) * 60 * 1.1515 * 1.609344;
        double Speed = Math.Abs(Math.Round((dist / Math.Abs(TimeDifferenceInSeconds)) * 60 * 60, 0));
        return (Speed);
    }

    private double GetDuration(DateTime CurTime, DateTime PrevTime)
    {
        //code for speed in Kilo Meter/Hour
        TimeSpan TimeDifference = CurTime.Subtract(PrevTime);
        double TimeDifferenceInSeconds = Math.Abs(Math.Round(TimeDifference.TotalSeconds, 0));
        return (TimeDifferenceInSeconds);
    }

Google과 함께 호버린을 찾으십시오. 여기 내 해결책은 :

#include <math.h>
#include "haversine.h"

#define d2r (M_PI / 180.0)

//calculate haversine distance for linear distance
double haversine_km(double lat1, double long1, double lat2, double long2)
{
    double dlong = (long2 - long1) * d2r;
    double dlat = (lat2 - lat1) * d2r;
    double a = pow(sin(dlat/2.0), 2) + cos(lat1*d2r) * cos(lat2*d2r) * pow(sin(dlong/2.0), 2);
    double c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1-a));
    double d = 6367 * c;

    return d;
}

double haversine_mi(double lat1, double long1, double lat2, double long2)
{
    double dlong = (long2 - long1) * d2r;
    double dlat = (lat2 - lat1) * d2r;
    double a = pow(sin(dlat/2.0), 2) + cos(lat1*d2r) * cos(lat2*d2r) * pow(sin(dlong/2.0), 2);
    double c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1-a));
    double d = 3956 * c; 

    return d;
}

당신은 fssnip 에 대한 F # 에서 이것의 구현을 찾을 수있다.

중요한 부분은 다음과 같습니다.


let GreatCircleDistance&lt[&ltMeasure&gt] 'u&gt (R : float&lt'u&gt) (p1 : Location) (p2 : Location) =
    let degToRad (x : float&ltdeg&gt) = System.Math.PI * x / 180.0&ltdeg/rad&gt

    let sq x = x * x
    // take the sin of the half and square the result
    let sinSqHf (a : float&ltrad&gt) = (System.Math.Sin &gt&gt sq) (a / 2.0&ltrad&gt)
    let cos (a : float&ltdeg&gt) = System.Math.Cos (degToRad a / 1.0&ltrad&gt)

    let dLat = (p2.Latitude - p1.Latitude) |&gt degToRad
    let dLon = (p2.Longitude - p1.Longitude) |&gt degToRad

    let a = sinSqHf dLat + cos p1.Latitude * cos p2.Latitude * sinSqHf dLon
    let c = 2.0 * System.Math.Atan2(System.Math.Sqrt(a), System.Math.Sqrt(1.0-a))

    R * c

SQL Server 2008의 지리 유형을 사용하면이 작업을 매우 쉽게 수행 할 수 있습니다.

SELECT geography::Point(lat1, lon1, 4326).STDistance(geography::Point(lat2, lon2, 4326))
-- computes distance in meters using eliptical model, accurate to the mm

4326은 WGS84 elipsoidal 지구 모델에 대한 SRID입니다.


나는 최근에 똑같은 일을해야했다. this 웹 사이트는 구형 삼각뿔을 설명하기 쉽도록 예제를 설명하는 데 매우 유용하다는 것을 알았습니다.


이 스레드에 로마 마카 로프의 대답을 기반으로 Haversine 알고리즘의 Java 버전

public class HaversineAlgorithm {

    static final double _eQuatorialEarthRadius = 6378.1370D;
    static final double _d2r = (Math.PI / 180D);

    public static int HaversineInM(double lat1, double long1, double lat2, double long2) {
        return (int) (1000D * HaversineInKM(lat1, long1, lat2, long2));
    }

    public static double HaversineInKM(double lat1, double long1, double lat2, double long2) {
        double dlong = (long2 - long1) * _d2r;
        double dlat = (lat2 - lat1) * _d2r;
        double a = Math.pow(Math.sin(dlat / 2D), 2D) + Math.cos(lat1 * _d2r) * Math.cos(lat2 * _d2r)
                * Math.pow(Math.sin(dlong / 2D), 2D);
        double c = 2D * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1D - a));
        double d = _eQuatorialEarthRadius * c;

        return d;
    }

}

이 루아 코드는 Wikipedia와 Robert Lipe의 GPSbabel 도구에서 GPSbabel 수 있습니다.

local EARTH_RAD = 6378137.0 
  -- earth's radius in meters (official geoid datum, not 20,000km / pi)

local radmiles = EARTH_RAD*100.0/2.54/12.0/5280.0;
  -- earth's radius in miles

local multipliers = {
  radians = 1, miles = radmiles, mi = radmiles, feet = radmiles * 5280,
  meters = EARTH_RAD, m = EARTH_RAD, km = EARTH_RAD / 1000, 
  degrees = 360 / (2 * math.pi), min = 60 * 360 / (2 * math.pi)
}

function gcdist(pt1, pt2, units) -- return distance in radians or given units
  --- this formula works best for points close together or antipodal
  --- rounding error strikes when distance is one-quarter Earth's circumference
  --- (ref: wikipedia Great-circle distance)
  if not pt1.radians then pt1 = rad(pt1) end
  if not pt2.radians then pt2 = rad(pt2) end
  local sdlat = sin((pt1.lat - pt2.lat) / 2.0);
  local sdlon = sin((pt1.lon - pt2.lon) / 2.0);
  local res = sqrt(sdlat * sdlat + cos(pt1.lat) * cos(pt2.lat) * sdlon * sdlon);
  res = res > 1 and 1 or res < -1 and -1 or res
  res = 2 * asin(res);
  if units then return res * assert(multipliers[units])
  else return res
  end
end

센터에서 거리별로 레코드를 선택하는 데 사용하는 T-SQL 함수

Create Function  [dbo].[DistanceInMiles] 
 (  @fromLatitude float ,
    @fromLongitude float ,
    @toLatitude float, 
    @toLongitude float
  )
   returns float
AS 
BEGIN
declare @distance float

select @distance = cast((3963 * ACOS(round(COS(RADIANS([email protected]))*COS(RADIANS([email protected]))+ 
SIN(RADIANS([email protected]))*SIN(RADIANS([email protected]))*COS(RADIANS(@[email protected])),15)) 
)as float) 
  return  round(@distance,1)
END

나는 당신이 지구의 곡률을 따라 그것을 원한다고 생각합니다. 당신의 두 지점과 지구의 중심은 비행기 위에 있습니다. 지구의 중심은 그 평면에있는 원의 중심이며, 두 점은 그 원의 둘레에 (대략) 있습니다. 그로부터 한 지점에서 다른 지점까지의 각도를 알아 내서 거리를 계산할 수 있습니다.

포인트가 같은 높이가 아니면 지구가 완벽한 영역이 아니라는 점을 고려해야 할 필요가 있다면 좀 더 어려워집니다.


정확한 정확성이 필요한 경우 얼마나 정확하게 필요합니까? 밀리미터에 정확하게 맞는 Vincenty 알고리즘과 같은 구가 아닌 타원체를 사용하는 알고리즘을 살펴 보는 것이 가장 좋습니다. http://en.wikipedia.org/wiki/Vincenty%27s_algorithm


엘릭서 내 구현은 다음과 같습니다.

defmodule Geo do
  @earth_radius_km 6371
  @earth_radius_sm 3958.748
  @earth_radius_nm 3440.065
  @feet_per_sm 5280

  @d2r :math.pi / 180

  def deg_to_rad(deg), do: deg * @d2r

  def great_circle_distance(p1, p2, :km), do: haversine(p1, p2) * @earth_radius_km
  def great_circle_distance(p1, p2, :sm), do: haversine(p1, p2) * @earth_radius_sm
  def great_circle_distance(p1, p2, :nm), do: haversine(p1, p2) * @earth_radius_nm
  def great_circle_distance(p1, p2, :m), do: great_circle_distance(p1, p2, :km) * 1000
  def great_circle_distance(p1, p2, :ft), do: great_circle_distance(p1, p2, :sm) * @feet_per_sm

  @doc """
  Calculate the [Haversine](https://en.wikipedia.org/wiki/Haversine_formula)
  distance between two coordinates. Result is in radians. This result can be
  multiplied by the sphere's radius in any unit to get the distance in that unit.
  For example, multiple the result of this function by the Earth's radius in
  kilometres and you get the distance between the two given points in kilometres.
  """
  def haversine({lat1, lon1}, {lat2, lon2}) do
    dlat = deg_to_rad(lat2 - lat1)
    dlon = deg_to_rad(lon2 - lon1)

    radlat1 = deg_to_rad(lat1)
    radlat2 = deg_to_rad(lat2)

    a = :math.pow(:math.sin(dlat / 2), 2) +
        :math.pow(:math.sin(dlon / 2), 2) *
        :math.cos(radlat1) * :math.cos(radlat2)

    2 * :math.atan2(:math.sqrt(a), :math.sqrt(1 - a))
  end
end

스칼라 버전

  def deg2rad(deg: Double) = deg * Math.PI / 180.0

  def rad2deg(rad: Double) = rad / Math.PI * 180.0

  def getDistanceMeters(lat1: Double, lon1: Double, lat2: Double, lon2: Double) = {
    val theta = lon1 - lon2
    val dist = Math.sin(deg2rad(lat1)) * Math.sin(deg2rad(lat2)) + Math.cos(deg2rad(lat1)) *
      Math.cos(deg2rad(lat2)) * Math.cos(deg2rad(theta))
    Math.abs(
      Math.round(
        rad2deg(Math.acos(dist)) * 60 * 1.1515 * 1.609344 * 1000)
    )
  }

당신이 더 정확한 것을 필요로한다면 이것을 보아라 .

Vincenty의 공식은 Thaddeus Vincenty (1975a)가 개발 한 회전 타원체의 표면에서 두 점 사이의 거리를 계산하기 위해 측지학에 사용되는 두 개의 관련 반복적 인 방법입니다. 지구의 모습은 편평한 회전 타원체이므로 구형 지구를 가정하는 큰 원 거리와 같은 방법보다 정확합니다.

첫 번째 (직접) 메서드는 주어진 거리와 다른 점에서 방위각 (방향) 인 점의 위치를 ​​계산합니다. 두 번째 (역) 방법은 주어진 두 점 사이의 지리적 거리와 방위각을 계산합니다. 그들은 지구 타원체에서 0.5mm (0.020 ") 이내의 정밀도를 가지기 때문에 측지학에 널리 사용되었습니다.


PHP 버전 :

좌표가 이미 라디안 인 경우 deg2rad() 모두 제거하십시오.

$R = 6371; // km
$dLat = deg2rad($lat2-$lat1);
$dLon = deg2rad($lon2-$lon1);
$lat1 = deg2rad($lat1);
$lat2 = deg2rad($lat2);

$a = sin($dLat/2) * sin($dLat/2) +
     sin($dLon/2) * sin($dLon/2) * cos($lat1) * cos($lat2); 

$c = 2 * atan2(sqrt($a), sqrt(1-$a)); 
$d = $R * $c;

이것은 MySQL과 킬로미터에 맞게 조정 된 "Henry Vilinskiy"의 버전입니다.

CREATE FUNCTION `CalculateDistanceInKm`(
  fromLatitude float,
  fromLongitude float,
  toLatitude float, 
  toLongitude float
) RETURNS float
BEGIN
  declare distance float;

  select 
    6367 * ACOS(
            round(
              COS(RADIANS(90-fromLatitude)) *
                COS(RADIANS(90-toLatitude)) +
                SIN(RADIANS(90-fromLatitude)) *
                SIN(RADIANS(90-toLatitude)) *
                COS(RADIANS(fromLongitude-toLongitude))
              ,15)
            )
    into distance;

  return  round(distance,3);
END;

나는 최고의 대답을 가져 와서 Scala 프로그램에서 사용했다.

import java.lang.Math.{atan2, cos, sin, sqrt}

def latLonDistance(lat1: Double, lon1: Double)(lat2: Double, lon2: Double): Double = {
    val earthRadiusKm = 6371
    val dLat = (lat2 - lat1).toRadians
    val dLon = (lon2 - lon1).toRadians
    val latRad1 = lat1.toRadians
    val latRad2 = lat2.toRadians

    val a = sin(dLat / 2) * sin(dLat / 2) + sin(dLon / 2) * sin(dLon / 2) * cos(latRad1) * cos(latRad2)
    val c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a))
    earthRadiusKm * c
}

필자는 두 위치 중 하나를 고정 시키고 거리를 생성하기 위해 위도 / 경도의 쌍만 필요로하는 함수를 쉽게 생성 할 수 있도록 함수를 카레했습니다.


I. "빵 부스러기"방법에 대하여

  1. 지구 반경은 다른 위도에서 다릅니다. 이것은 Haversine 알고리즘에서 고려되어야합니다.
  2. 직선을 아치로 바꾸는 베어링 변경 고려 (길다)
  3. 속도 변경을 고려하면 아치가 나선 (아치보다 길거나 짧음)으로 바뀝니다.
  4. 고도를 변경하면 편평한 나선이 3D 나선으로 바뀝니다 (다시 길어짐). 언덕이 많은 지역에서는 매우 중요합니다.

다음은 C에서 # 1과 # 2를 고려한 함수입니다.

double   calcDistanceByHaversine(double rLat1, double rLon1, double rHeading1,
       double rLat2, double rLon2, double rHeading2){
  double rDLatRad = 0.0;
  double rDLonRad = 0.0;
  double rLat1Rad = 0.0;
  double rLat2Rad = 0.0;
  double a = 0.0;
  double c = 0.0;
  double rResult = 0.0;
  double rEarthRadius = 0.0;
  double rDHeading = 0.0;
  double rDHeadingRad = 0.0;

  if ((rLat1 < -90.0) || (rLat1 > 90.0) || (rLat2 < -90.0) || (rLat2 > 90.0)
              || (rLon1 < -180.0) || (rLon1 > 180.0) || (rLon2 < -180.0)
              || (rLon2 > 180.0)) {
        return -1;
  };

  rDLatRad = (rLat2 - rLat1) * DEGREE_TO_RADIANS;
  rDLonRad = (rLon2 - rLon1) * DEGREE_TO_RADIANS;
  rLat1Rad = rLat1 * DEGREE_TO_RADIANS;
  rLat2Rad = rLat2 * DEGREE_TO_RADIANS;

  a = sin(rDLatRad / 2) * sin(rDLatRad / 2) + sin(rDLonRad / 2) * sin(
              rDLonRad / 2) * cos(rLat1Rad) * cos(rLat2Rad);

  if (a == 0.0) {
        return 0.0;
  }

  c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a));
  rEarthRadius = 6378.1370 - (21.3847 * 90.0 / ((fabs(rLat1) + fabs(rLat2))
              / 2.0));
  rResult = rEarthRadius * c;

  // Chord to Arc Correction based on Heading changes. Important for routes with many turns and U-turns

  if ((rHeading1 >= 0.0) && (rHeading1 < 360.0) && (rHeading2 >= 0.0)
              && (rHeading2 < 360.0)) {
        rDHeading = fabs(rHeading1 - rHeading2);
        if (rDHeading > 180.0) {
              rDHeading -= 180.0;
        }
        rDHeadingRad = rDHeading * DEGREE_TO_RADIANS;
        if (rDHeading > 5.0) {
              rResult = rResult * (rDHeadingRad / (2.0 * sin(rDHeadingRad / 2)));
        } else {
              rResult = rResult / cos(rDHeadingRad);
        }
  }
  return rResult;
}

II. 꽤 좋은 결과를주는 쉬운 방법이 있습니다.

평균 속도.

Trip_distance = Trip_average_speed * Trip_time

GPS 속도는 도플러 효과에 의해 탐지되고 [Lon, Lat]와 직접적인 관련이 없으므로 주 거리 계산 방법이 아닌 경우 보조 (백업 또는 수정)로 간주 할 수 있습니다.


C # 버전의 Haversine

double _eQuatorialEarthRadius = 6378.1370D;
double _d2r = (Math.PI / 180D);

private int HaversineInM(double lat1, double long1, double lat2, double long2)
{
    return (int)(1000D * HaversineInKM(lat1, long1, lat2, long2));
}

private double HaversineInKM(double lat1, double long1, double lat2, double long2)
{
    double dlong = (long2 - long1) * _d2r;
    double dlat = (lat2 - lat1) * _d2r;
    double a = Math.Pow(Math.Sin(dlat / 2D), 2D) + Math.Cos(lat1 * _d2r) * Math.Cos(lat2 * _d2r) * Math.Pow(Math.Sin(dlong / 2D), 2D);
    double c = 2D * Math.Atan2(Math.Sqrt(a), Math.Sqrt(1D - a));
    double d = _eQuatorialEarthRadius * c;

    return d;
}

여기 .NET 피들이 있어 자신의 위도 / 경도로 테스트 할 수 있습니다.


원래 기능의 Javascript 버전

/**
 * Get a center latitude,longitude from an array of like geopoints
 *
 * @param array data 2 dimensional array of latitudes and longitudes
 * For Example:
 * $data = array
 * (
 *   0 = > array(45.849382, 76.322333),
 *   1 = > array(45.843543, 75.324143),
 *   2 = > array(45.765744, 76.543223),
 *   3 = > array(45.784234, 74.542335)
 * );
*/
function GetCenterFromDegrees(data)
{       
    if (!(data.length > 0)){
        return false;
    } 

    var num_coords = data.length;

    var X = 0.0;
    var Y = 0.0;
    var Z = 0.0;

    for(i = 0; i < data.length; i++){
        var lat = data[i][0] * Math.PI / 180;
        var lon = data[i][1] * Math.PI / 180;

        var a = Math.cos(lat) * Math.cos(lon);
        var b = Math.cos(lat) * Math.sin(lon);
        var c = Math.sin(lat);

        X += a;
        Y += b;
        Z += c;
    }

    X /= num_coords;
    Y /= num_coords;
    Z /= num_coords;

    var lon = Math.atan2(Y, X);
    var hyp = Math.sqrt(X * X + Y * Y);
    var lat = Math.atan2(Z, hyp);

    var newX = (lat * 180 / Math.PI);
    var newY = (lon * 180 / Math.PI);

    return new Array(newX, newY);
}




math geolocation geometry latitude-longitude geography