使用Java计算两个经纬度之间的距离

地球经度和纬度的距离在地球表面上并不是简单的直线距离，而是大圆弧的长度。因此，计算两个全球位置之间的距离需要使用数学公式。在Java中，有几种方法可以准确地计算两点之间的距离，几乎可以支持全球任何位置。

一、Haversine公式

Haversine公式是一种常用的计算球面距离的方法。这个公式用来计算两个地球表面上的点之间的距离。

public static double haversine(double startLat, double startLong, double endLat, double endLong) {
    final int earthRadius = 6371;
    double dLat = Math.toRadians(endLat - startLat);
    double dLong = Math.toRadians(endLong - startLong);

    startLat = Math.toRadians(startLat);
    endLat = Math.toRadians(endLat);

    double a = Math.pow(Math.sin(dLat / 2), 2) +
               Math.pow(Math.sin(dLong / 2), 2) *
               Math.cos(startLat) *
               Math.cos(endLat);
    double c = 2 * Math.asin(Math.sqrt(a));
    return earthRadius * c;
}

这段代码用来计算两个经纬度之间的距离，它将地球看做是一个球形，所以需要知道地球的半径。在这个例子中，半径设置为6371千米。函数参数startLat和startLong是第一个点的纬度和经度，endLat和endLong是第二个点的纬度和经度。这个函数返回两个点之间的距离，以千米为单位。

二、Vincenty公式

Vincenty公式是另一种球面距离计算方法。这个算法比Haversine算法更准确，但也需要更多的计算。这个公式考虑了地球的椭球形状以及海拔高度对距离的影响。

public static double vincenty(double startLat, double startLong, double endLat, double endLong) {
    final double earthRadius = 6371; // km

    double lat1 = Math.toRadians(startLat);
    double lat2 = Math.toRadians(endLat);
    double dLong = Math.toRadians(endLong - startLong);

    double y = Math.sin(dLong) * Math.cos(lat2);
    double x = Math.cos(lat1) * Math.sin(lat2) -
               Math.sin(lat1) * Math.cos(lat2) * Math.cos(dLong);
    double bearing = Math.atan2(y, x);
    
    double phi1 = Math.atan2(Math.tan(lat1), Math.cos(bearing));
    double phi2 = Math.atan2(Math.tan(lat2), Math.cos(bearing));

    double a = Math.pow(Math.cos(phi2) * Math.sin(dLong), 2) +
               Math.pow(Math.cos(phi1) * Math.sin(phi2) -
                         Math.sin(phi1) * Math.cos(phi2) * Math.cos(dLong), 2);
    double b = Math.sin(phi1) * Math.sin(phi2) +
               Math.cos(phi1) * Math.cos(phi2) * Math.cos(dLong);
    double c = Math.atan2(Math.sqrt(a), b);
    return earthRadius * c;
}

这段代码中的变量和参数与上面的函数类似，使用的是地球半径6371千米。这里的函数使用了发射角(bearing)的概念，它是第一点和第二点之间的连线与正北方向之间的角度。这个函数返回两点之间的距离，以千米为单位。

三、不考虑海拔高度的计算

如果您不需要考虑海拔高度的影响，那么可以使用简单的勾股定理来计算两点之间的距离。下面是一个示例函数：

public static double distance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) {
    double theta = lon1 - lon2; 
    double dist = Math.sin(Math.toRadians(lat1)) * Math.sin(Math.toRadians(lat2)) + Math.cos(Math.toRadians(lat1)) * Math.cos(Math.toRadians(lat2)) * Math.cos(Math.toRadians(theta));
    dist = Math.acos(dist); 
    dist = Math.toDegrees(dist); 
    dist = dist * 60 * 1.1515; 
    dist = dist * 1.609344;
    return (dist);
}

这个函数返回两点之间的距离，单位是千米。它使用的是经典的勾股定理，但是将地球的曲球面考虑在内。

四、代码示例

public class DistanceCalculator {

    public static double haversine(double startLat, double startLong, double endLat, double endLong) {
        final int earthRadius = 6371;
        double dLat = Math.toRadians(endLat - startLat);
        double dLong = Math.toRadians(endLong - startLong);

        startLat = Math.toRadians(startLat);
        endLat = Math.toRadians(endLat);

        double a = Math.pow(Math.sin(dLat / 2), 2) +
                   Math.pow(Math.sin(dLong / 2), 2) *
                   Math.cos(startLat) *
                   Math.cos(endLat);
        double c = 2 * Math.asin(Math.sqrt(a));
        return earthRadius * c;
    }

    public static double vincenty(double startLat, double startLong, double endLat, double endLong) {
        final double earthRadius = 6371; // km

        double lat1 = Math.toRadians(startLat);
        double lat2 = Math.toRadians(endLat);
        double dLong = Math.toRadians(endLong - startLong);

        double y = Math.sin(dLong) * Math.cos(lat2);
        double x = Math.cos(lat1) * Math.sin(lat2) -
                   Math.sin(lat1) * Math.cos(lat2) * Math.cos(dLong);
        double bearing = Math.atan2(y, x);

        double phi1 = Math.atan2(Math.tan(lat1), Math.cos(bearing));
        double phi2 = Math.atan2(Math.tan(lat2), Math.cos(bearing));

        double a = Math.pow(Math.cos(phi2) * Math.sin(dLong), 2) +
                   Math.pow(Math.cos(phi1) * Math.sin(phi2) -
                             Math.sin(phi1) * Math.cos(phi2) * Math.cos(dLong), 2);
        double b = Math.sin(phi1) * Math.sin(phi2) +
                   Math.cos(phi1) * Math.cos(phi2) * Math.cos(dLong);
        double c = Math.atan2(Math.sqrt(a), b);
        return earthRadius * c;
    }

    public static double distance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) {
        double theta = lon1 - lon2; 
        double dist = Math.sin(Math.toRadians(lat1)) * Math.sin(Math.toRadians(lat2)) + Math.cos(Math.toRadians(lat1)) * Math.cos(Math.toRadians(lat2)) * Math.cos(Math.toRadians(theta));
        dist = Math.acos(dist); 
        dist = Math.toDegrees(dist); 
        dist = dist * 60 * 1.1515; 
        dist = dist * 1.609344;
        return (dist);
    }
}