C#中的方位计算

Posted 2023-04-14

【中文标题】C#中的方位计算

【英文标题】：Bearing calculation in C#

【发布时间】：2018-09-25 03:10:37

【问题描述】：

我想计算 2 个 GPS 位置之间的方位，我对我的算法提出了 this page 建议：

    public static double Bearing(IPointGps pt1, IPointGps pt2)
    
        double x = Math.Cos(pt1.Latitude) * Math.Sin(pt2.Latitude) - Math.Sin(pt1.Latitude) * Math.Cos(pt2.Latitude) * Math.Cos(pt2.Longitude - pt1.Longitude);
        double y = Math.Sin(pt2.Longitude - pt1.Longitude) * Math.Cos(pt2.Latitude);

        // Math.Atan2 can return negative value, 0 <= output value < 2*PI expected 
        return (Math.Atan2(y, x) + Math.PI * 2)%(Math.PI * 2);
    

然后我使用这种方法以度为单位转换我的值

    public static double RadiansToDegrees(double angle)
    
        return (angle * 180.0) / Math.PI;
    

我有以下测试样本：

Point1（纬度、经度）= 43.6373638888888888888888888888889, 1.35762222222222222222222222222222 Point2（纬度、经度）= 43.6156444444444444444444444444444,1.380225 预期方位角 = 323°

但是，我获得了 315.5° (5.5062235835910762 rad) 的方位角。如果我计算预期的弧度值，我会得到 5.637413，这毫无疑问是我的问题在于我的方位方法。

我已经使用 .Net Math 包（包括 Cos、Sin、Tan 和 ATan 方法）实现了其他计算方法，并且我的单元测试以 1e-12 精度通过。我错过了什么？

PS：我还尝试重新实现 Atan2 方法，以防它缺乏精度。我得到了完全相同的结果

编辑：我的纬度和经度按照以下界面加倍

public interface IPointGps

    double Latitude  get; 
    double Longitude  get; 

【参考方案1】：

Math.Sin() 和所有类似的方法都需要以弧度为单位的参数，但您的纬度和经度以度为单位。您必须在计算方位之前将 IPointGps 转换为弧度，或修改方位计算，例如：

public static double Bearing(IPointGps pt1, IPointGps pt2)

    double x = Math.Cos(DegreesToRadians(pt1.Latitude)) * Math.Sin(DegreesToRadians(pt2.Latitude)) - Math.Sin(DegreesToRadians(pt1.Latitude)) * Math.Cos(DegreesToRadians(pt2.Latitude)) * Math.Cos(DegreesToRadians(pt2.Longitude - pt1.Longitude));
    double y = Math.Sin(DegreesToRadians(pt2.Longitude - pt1.Longitude)) * Math.Cos(DegreesToRadians(pt2.Latitude));

    // Math.Atan2 can return negative value, 0 <= output value < 2*PI expected 
    return (Math.Atan2(y, x) + Math.PI * 2) % (Math.PI * 2);


public static double DegreesToRadians(double angle)

    return angle * Math.PI / 180.0d;

返回轴承5.637716736134105。

【讨论】：

Daaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaam！非常感谢！

结果转换为真方位还是相对方位？

【参考方案2】：

看起来您的纬度和经度变量是浮点数（单精度）。如果是这种情况，那么您将面临精度错误。

【讨论】：

不，我从文件中读取这些值，但它们存储在双精度值中。