java中经纬度使用与相关工具类

经纬度互换

度(DDD):E 108.90593度 N 34.21630度

如何将度(DDD):: 108.90593度换算成度分秒(DMS)东经E 108度54分22.2秒?转换方法是将108.90593整数位不变取108(度),用0.90593*60=54.3558,取整数位54(分),0.3558*60=21.348再取整数位21(秒),故转化为108度54分21秒.

同样将度分秒(DMS):东经E 108度54分22.2秒 换算成度(DDD)的方法如下:108度54分22.2秒=108+(54/60)+(22.2/3600)=108.90616度

因为计算时小数位保留的原因,导致正反计算存在一定误差,但误差影响不是很大。1秒的误差就是几米的样子。GPS车友可以用上述方法换算成自己需要的单位坐标。

经纬度换算成米

纬度分为60分,每一分再分为60秒以及秒的小数。
纬度线投射在图上看似水平的平行线,但实际上是不同半径的圆。有相同特定纬度的所有位置都在同一个纬线上。
赤道的纬度为0°,将行星平分为南半球和北半球。
纬度是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角,其数值在0至90度之间。位于赤道以北的点的纬度叫北纬,记为N,位于赤道以南的点的纬度称南纬,记为S。
纬度数值在0至30度之间的地区称为低纬地区,纬度数值在30至60度之间的地区称为中纬地区,纬度数值在60至90度之间的地区称为高纬地区。
赤道、南回归线、北回归线、南极圈和北极圈是特殊的纬线。
纬度1秒的长度
地球的子午线总长度大约40008km。平均:
纬度1度 = 大约111km
纬度1分 = 大约1.85km
纬度1秒 = 大约30.9m

根据地球上任意两点的经纬度计算两点间的距离

地球是一个近乎标准的椭球体,它的赤道半径为6378.140千米,极半径为 6356.755千米,平均半径6371.004千米。如果我们假设地球是一个完美的球体,那么它的半径就是地球的平均半径,记为R。如果以0度经线为基 准,那么根据地球表面任意两点的经纬度就可以计算出这两点间的地表距离(这里忽略地球表面地形对计算带来的误差,仅仅是理论上的估算值)。设第一点A的经 纬度为(LonA, LatA),第二点B的经纬度为(LonB, LatB),按照0度经线的基准,东经取经度的正值(Longitude),西经取经度负值(-Longitude),北纬取90-纬度值(90- Latitude),南纬取90+纬度值(90+Latitude),则经过上述处理过后的两点被计为(MLonA, MLatA)和(MLonB, MLatB)。那么根据三角推导,可以得到计算两点距离的如下公式:

C = sin(MLatA)*sin(MLatB)*cos(MLonA-MLonB) + cos(MLatA)*cos(MLatB)

Distance = R*Arccos(C)*Pi/180

这里,R和Distance单位是相同,如果是采用6371.004千米作为半径,那么Distance就是千米为单位,如果要使用其他单位,比如mile,还需要做单位换算,1千米=0.621371192mile

如果仅对经度作正负的处理,而不对纬度作90-Latitude(假设都是北半球,南半球只有澳洲具有应用意义)的处理,那么公式将是:

C = sin(LatA)*sin(LatB) + cos(LatA)*cos(LatB)*cos(MLonA-MLonB)

Distance = R*Arccos(C)*Pi/180

以上通过简单的三角变换就可以推出。

如果三角函数的输入和输出都采用弧度值,那么公式还可以写作:

C = sin(LatA*Pi/180)*sin(LatB*Pi/180) + cos(LatA*Pi/180)*cos(LatB*Pi/180)*cos((MLonA-MLonB)*Pi/180)

Distance = R*Arccos(C)*Pi/180

也就是:

C = sin(LatA/57.2958)*sin(LatB/57.2958) + cos(LatA/57.2958)*cos(LatB/57.2958)*cos((MLonA-MLonB)/57.2958)

Distance = R*Arccos(C) = 6371.004*Arccos(C) kilometer = 0.621371192*6371.004*Arccos(C) mile = 3958.758349716768*Arccos(C) mile

根据一个经纬度,计算出当前经纬度的半径,可用于打卡,场合。工具类

/**
 * 经纬度,围栏相关工具类
 * 根据一个经纬度,计算出当前经纬度的半径,可用于打卡,场合。
 * @author zhangtonghao
 * @create 2022-03-17 14:37
 */
public class FenceUtils {

    //圆周率
    private static final double PI = 3.1415926;

    /**
     * 计算地球上任意两点(经纬度)距离
     *
     * @param long1 第一点经度
     * @param lat1  第一点纬度
     * @param long2 第二点经度
     * @param lat2  第二点纬度
     * @return 返回距离 单位:米
     */
    public static int distanceByLongNLat(double long1, double lat1, double long2, double lat2) {
        double a, b, R;
        //地球半径
        R = 6378137;
        lat1 = lat1 * Math.PI / 180.0;
        lat2 = lat2 * Math.PI / 180.0;
        a = lat1 - lat2;
        b = (long1 - long2) * Math.PI / 180.0;
        double d;
        double sa2, sb2;
        sa2 = Math.sin(a / 2.0);
        sb2 = Math.sin(b / 2.0);
        d = 2 * R * Math.asin(Math.sqrt(sa2 * sa2 + Math.cos(lat1) * Math.cos(lat2) * sb2 * sb2));
        return (int)d;
    }

    /**
     * 根据经纬度和半径计算经纬度范围
     *
     * @param raidus 单位米
     * @return minLat, minLng, maxLat, maxLng
     */
    public static double[] getAround(double lat, double lon, int raidus) {

        Double latitude = lat;
        Double longitude = lon;

        Double degree = (24901 * 1609) / 360.0;
        double raidusMile = raidus;

        Double dpmLat = 1 / degree;
        Double radiusLat = dpmLat * raidusMile;
        Double minLat = latitude - radiusLat;
        Double maxLat = latitude + radiusLat;

        Double mpdLng = degree * Math.cos(latitude * (PI / 180));
        Double dpmLng = 1 / mpdLng;
        Double radiusLng = dpmLng * raidusMile;
        Double minLng = longitude - radiusLng;
        Double maxLng = longitude + radiusLng;
        return new double[]{minLat, minLng, maxLat, maxLng};
    }
}

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