2つのGPS座標間の距離を(緯度と経度を使用して)計算する方法
Javascriptの実装も含め、緯度と経度 で2つの座標間の距離を計算します。
WestおよびSouthの位置は負です。分と秒は60から外れているのでS31 30 'は-31.50度です。
度をラジアンに変換することを忘れないでください。多くの言語がこの機能を持っています。それとも簡単な計算:radians = degrees * PI / 180
。
function degreesToRadians(degrees) {
return degrees * Math.PI / 180;
}
function distanceInKmBetweenEarthCoordinates(lat1, lon1, lat2, lon2) {
var earthRadiusKm = 6371;
var dLat = degreesToRadians(lat2-lat1);
var dLon = degreesToRadians(lon2-lon1);
lat1 = degreesToRadians(lat1);
lat2 = degreesToRadians(lat2);
var a = Math.sin(dLat/2) * Math.sin(dLat/2) +
Math.sin(dLon/2) * Math.sin(dLon/2) * Math.cos(lat1) * Math.cos(lat2);
var c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));
return earthRadiusKm * c;
}
使用例をいくつか示します。
distanceInKmBetweenCoordinates(0,0,0,0)//同じ点間の距離は0 0でなければならない
グーグルとhaversineを探してください。これが私の解決策です:
#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;
}
HaversineのC#バージョン
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;
}
これがこの.NET Fiddleです 。したがって、自分のLat/Longsでテストできます。
これは、SQL Server 2008の地域の種類を使用して非常に簡単に行えます。
SELECT geography::Point(lat1, lon1, 4326).STDistance(geography::Point(lat2, lon2, 4326))
-- computes distance in meters using eliptical model, accurate to the mm
4326はWGS84楕円体地球モデルのSRIDです
Roman Makarovのこのスレッドに対する返信に基づくJavaバージョンのHaversine Algorithm
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;
}
}
これが私が使用するPythonのHaversine関数です:
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}
正確さによりますが、正確さに依存します。ピンポイントの正確さが必要な場合は、mmよりも正確なVincentyのアルゴリズムのように、球ではなく楕円体を使用するアルゴリズムを検討するのが最善です。 http://ja.wikipedia.org/wiki/Vincenty%27s_algorithm
PHPのバージョン
(座標が既にラジアンの場合は、すべてのdeg2rad()
を削除してください。)
$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;
これはC#です(緯度と経度はラジアン)。
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));
}
緯度と経度が度数の場合は、180/PIで割り、ラジアンに変換します。
私は自分のプロジェクトのためにポイント間の多くの距離を計算する必要があったので、先に行き、コードを最適化しようとしました、私はここで見つけました。異なるブラウザで平均して、私の新しい実装は、最も支持された答えよりも2倍速く実行されます。
function distance(lat1, lon1, lat2, lon2) {
var p = 0.017453292519943295; // Math.PI / 180
var c = Math.cos;
var a = 0.5 - c((lat2 - lat1) * p)/2 +
c(lat1 * p) * c(lat2 * p) *
(1 - c((lon2 - lon1) * p))/2;
return 12742 * Math.asin(Math.sqrt(a)); // 2 * R; R = 6371 km
}
あなたは私のjsPerfで遊ぶことができて、ここで 結果を見ることができます 。
最近私はpythonで同じことをする必要がありました、それでこれがpython実装です:
from math import cos, asin, sqrt
def distance(lat1, lon1, lat2, lon2):
p = 0.017453292519943295
a = 0.5 - cos((lat2 - lat1) * p)/2 + cos(lat1 * p) * cos(lat2 * p) * (1 - cos((lon2 - lon1) * p)) / 2
return 12742 * asin(sqrt(a))
そして完全を期すために: ウィキでHaversine 。
中心の距離でレコードを選択するために使用するT-SQL関数
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(90-@fromLatitude))*COS(RADIANS(90-@toLatitude))+
SIN(RADIANS(90-@fromLatitude))*SIN(RADIANS(90-@toLatitude))*COS(RADIANS(@fromLongitude-@toLongitude)),15))
)as float)
return round(@distance,1)
END
もっと正確なものが必要な場合は これを見てください 。
Vincentyの公式は、Thaddeus Vincenty(1975a)によって開発された、回転楕円体の表面上の2点間の距離を計算するために測地学で使用される2つの関連反復法です。球の地球を仮定する大円距離などの方法よりも正確です。
最初の(直接の)方法は、与えられた距離と他の点からの方位(方向)である点の位置を計算します。 2番目(逆)の方法は、2点間の地理的距離と方位角を計算します。それらは地球楕円体上で0.5 mm(0.020インチ)以内の精度であるため、測地学で広く使用されてきました。
あなたが.NETを使用しているならば、車輪を再発明しないでください。 System.Device.Location を参照してください。 もう一つの答え のコメントにあるfnxの功績。
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);
私。ブレッドクラム法について
下記は、#1と#2を考慮に入れたCの関数です。
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。かなり良い結果を出す簡単な方法があります
平均速度で。
Trip_distance = Trip_average_speed * Trip_time
GPS速度はドップラー効果によって検出され、[Lon、Lat]とは直接関係がないため、主な距離計算方法ではないとしても、少なくともセカンダリ(バックアップまたは補正)と見なすことができます。
このLuaコードは、ウィキペディアとRobert Lipeの GPSbabel ツールにあるものを基にしています。
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
これが答えからのSwift実装です。
func degreesToRadians(degrees: Double) -> Double {
return degrees * Double.pi / 180
}
func distanceInKmBetweenEarthCoordinates(lat1: Double, lon1: Double, lat2: Double, lon2: Double) -> Double {
let earthRadiusKm: Double = 6371
let dLat = degreesToRadians(degrees: lat2 - lat1)
let dLon = degreesToRadians(degrees: lon2 - lon1)
let lat1 = degreesToRadians(degrees: lat1)
let lat2 = degreesToRadians(degrees: lat2)
let a = sin(dLat/2) * sin(dLat/2) +
sin(dLon/2) * sin(dLon/2) * cos(lat1) * cos(lat2)
let c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a))
return earthRadiusKm * c
}
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);
}
これはMySQLとキロメートルに適応した "Henry Vilinskiy"のバージョンです。
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;
私はあなたがそれを地球の曲率に沿って欲しいと思います。あなたの2点と地球の中心は平面上にあります。地球の中心はその平面上の円の中心であり、2つの点はその円の周囲に(大体)あります。それからあなたはある点から他の点への角度が何であるかを調べることによって距離を計算することができます。
ポイントが同じ高さではない場合、または地球が完全な球ではないことを考慮する必要がある場合は、もう少し難しくなります。
私は最近同じことをしなければなりませんでした。私は この ウェブサイトが、一緒に従うのが簡単であった例で球形の引き金を説明するのに非常に役に立つことがわかった。
Scalaのバージョン
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)
)
}
あなたはF#on fssnip で(いくらかの良い説明付きで)この実装を見つけることができます。
重要な部分は次のとおりです。
let GreatCircleDistance<[<Measure>] 'u> (R : float<'u>) (p1 : Location) (p2 : Location) =
let degToRad (x : float<deg>) = System.Math.PI * x / 180.0<deg/rad>
let sq x = x * x
// take the sin of the half and square the result
let sinSqHf (a : float<rad>) = (System.Math.Sin >> sq) (a / 2.0<rad>)
let cos (a : float<deg>) = System.Math.Cos (degToRad a / 1.0<rad>)
let dLat = (p2.Latitude - p1.Latitude) |> degToRad
let dLon = (p2.Longitude - p1.Longitude) |> 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
これをPowerShellで実装する必要がありました。他の人に役立つことを願っています。この方法に関するいくつかの注意
私はHaversineを使用しています、他の投稿がVincentyの式がはるかに正確であると指摘したように
Function MetresDistanceBetweenTwoGPSCoordinates($latitude1, $longitude1, $latitude2, $longitude2)
{
$Rad = ([math]::PI / 180);
$earthsRadius = 6378.1370 # Earth's Radius in KM
$dLat = ($latitude2 - $latitude1) * $Rad
$dLon = ($longitude2 - $longitude1) * $Rad
$latitude1 = $latitude1 * $Rad
$latitude2 = $latitude2 * $Rad
$a = [math]::Sin($dLat / 2) * [math]::Sin($dLat / 2) + [math]::Sin($dLon / 2) * [math]::Sin($dLon / 2) * [math]::Cos($latitude1) * [math]::Cos($latitude2)
$c = 2 * [math]::ATan2([math]::Sqrt($a), [math]::Sqrt(1-$a))
$distance = [math]::Round($earthsRadius * $c * 1000, 0) #Multiple by 1000 to get metres
Return $distance
}
私はトップの答えを取り、Scalaプログラムでそれを使用しました
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
}
2つの位置のうちの1つが固定された、作成するのに必要な緯度と経度のペアのみを簡単に作成できるように、関数をカレー化しました。距離。
これがElixirでの私の実装です。
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
//タイプミスがあるのでしょうか。
GetDirectionに未使用の変数dlonがあります。
私が想定し
double y = Math.Sin(dlon) * Math.Cos(lat2);
// cannot use degrees in Cos ?
あるべき
double y = Math.Sin(dlon) * Math.Cos(dlat);
ダーツバージョン
ハバーサインアルゴリズム
import 'Dart:math';
class GeoUtils {
static double _degreesToRadians(degrees) {
return degrees * pi / 180;
}
static double distanceInKmBetweenEarthCoordinates(lat1, lon1, lat2, lon2) {
var earthRadiusKm = 6371;
var dLat = _degreesToRadians(lat2-lat1);
var dLon = _degreesToRadians(lon2-lon1);
lat1 = _degreesToRadians(lat1);
lat2 = _degreesToRadians(lat2);
var a = sin(dLat/2) * sin(dLat/2) +
sin(dLon/2) * sin(dLon/2) * cos(lat1) * cos(lat2);
var c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1-a));
return earthRadiusKm * c;
}
}