一、概述
随着全球经济的发展和交通出行的便捷,我们需要对两点之间的距离进行准确的计算,而经纬度距离计算就是最常见的一种计算方法。在Java中,我们可以使用不同的方法来实现经纬度距离计算,本文将针对这一问题,介绍一些经典的算法和代码实现。
二、常见的经纬度距离计算方法
在实现经纬度距离计算时,常用的有以下三种方法:
1、球面余弦定理:该方法适用于计算地球上两点之间的距离,需要使用球面三角形的余弦定理。
2、Vincenty公式:该方法是基于椭球体上的测地线距离计算的,是计算地球上两点之间距离的精确方法。
3、Haversine公式:该方法是一种简单的计算地球上两点之间距离的方法,适用于全球各地的距离计算。
三、球面余弦定理计算代码示例:
public static final double EARTH_RADIUS = 6371.393; //地球半径,单位千米 public static double getDistance(double long1, double lat1, double long2, double lat2){ long1 = Math.toRadians(long1); long2 = Math.toRadians(long2); lat1 = Math.toRadians(lat1); lat2 = Math.toRadians(lat2); double cos = Math.cos(lat1) * Math.cos(lat2) * Math.cos(long1 - long2) + Math.sin(lat1) * Math.sin(lat2); double distance = EARTH_RADIUS * Math.acos(cos); return distance; }
以上代码是基于球面余弦定理实现的经纬度距离计算,通过该方法我们可以计算出两点之间的准确距离。需要注意的是,计算的结果是千米,如果需要转换为其他单位,需要自行进行转换计算。
四、Vincenty公式计算代码示例:
public static final double EARTH_RADIUS = 6378137; //地球半径,单位米 public static double getDistance(double long1, double lat1, double long2, double lat2){ double a = EARTH_RADIUS; double b = a - 21.385 * (1 - Math.sin(Math.toRadians(lat1))) / 180; double f = (a - b) / a; double L = Math.toRadians(long2 - long1); double U1 = Math.atan((1 - f) * Math.tan(Math.toRadians(lat1))); double U2 = Math.atan((1 - f) * Math.tan(Math.toRadians(lat2))); double sinU1 = Math.sin(U1); double cosU1 = Math.cos(U1); double sinU2 = Math.sin(U2); double cosU2 = Math.cos(U2); double lambda = L; double sinLambda = Math.sin(lambda); double cosLambda = Math.cos(lambda); double sinSigma = 0; double cosSigma = 0; double sigma = 0; double sinAlpha = 0; double cosSqAlpha = 0; double cos2SigmaM = 0; double C = 0; double deltaLambda = 0; double tempLambda = 0; for (int i = 0; i < 100; i++) { tempLambda = lambda; sinLambda = Math.sin(tempLambda); cosLambda = Math.cos(tempLambda); sinSigma = Math.sqrt((cosU2 * sinLambda) * (cosU2 * sinLambda) + (cosU1 * sinU2 - sinU1 * cosU2 * cosLambda) * (cosU1 * sinU2 - sinU1 * cosU2 * cosLambda)); cosSigma = sinU1 * sinU2 + cosU1 * cosU2 * cosLambda; sigma = Math.atan2(sinSigma, cosSigma); sinAlpha = cosU1 * cosU2 * sinLambda / sinSigma; cosSqAlpha = 1 - sinAlpha * sinAlpha; cos2SigmaM = cosSigma - 2 * sinU1 * sinU2 / cosSqAlpha; if (Double.isNaN(cos2SigmaM)) { cos2SigmaM = 0; } C = f / 16 * cosSqAlpha * (4 + f * (4 - 3 * cosSqAlpha)); deltaLambda = L + (1 - C) * f * sinAlpha * (sigma + C * sinSigma * (cos2SigmaM + C * cosSigma * (-1 + 2 * cos2SigmaM * cos2SigmaM))); if (Math.abs(deltaLambda - lambda) < 0.0001) { break; } else { lambda = deltaLambda; } } double distance = b * cosU2 * (deltaLambda - L); return distance; }
以上代码是基于Vincenty公式实现的距离计算,这个算法可以提供更高的计算精度,但计算量相对较大。
五、Haversine公式计算代码示例:
public static final double EARTH_RADIUS = 6371.393; //地球半径,单位千米 public static double getDistance(double long1, double lat1, double long2, double lat2){ double radLat1 = Math.toRadians(lat1); double radLat2 = Math.toRadians(lat2); double a = radLat1 - radLat2; double b = Math.toRadians(long1) - Math.toRadians(long2); double s = 2 * Math.asin(Math.sqrt(Math.pow(Math.sin(a / 2), 2) + Math.cos(radLat1) * Math.cos(radLat2) * Math.pow(Math.sin(b / 2), 2))); s = s * EARTH_RADIUS; return s; }
以上代码是基于Haversine公式实现的经纬度距离计算,算法简单而效率高,早在18世纪时就被广泛应用于海洋导航。
六、总结
在本文中,我们介绍了三种不同的方法实现经纬度距离计算,分别是球面余弦定理、Vincenty公式和Haversine公式。在实际应用中,我们需要根据具体情况选择不同的方法。球面余弦定理适用于需要快速计算近似距离的场景,Haversine公式可用于快速计算全球各地的距离,Vincenty公式则可提供更高的计算精度。