-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 1
/
Copy pathgeodesy.h
226 lines (205 loc) · 14.6 KB
/
geodesy.h
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
/*
* Библиотека перевода геодезических координат
*
* История версий:
*
* Версия 3.0 (текущая), 03.02.2021
* Удалены функции ecef2ecef_xxx в пользу констант преобразования
*
* Для функции ecef2ecef добавлены константы преобразования:
* wgs84_to_pz9011
* pz9011_to_wgs84
* pz9011_to_pz90
* pz90_to_pz9011
* sk42_to_pz9011
* pz9011_to_sk42
*
* Версия 2.0, 17.09.2020
* Введены doxygen-комментарии
*
* Добавлены функции перевода:
* geodetic2gk_zone - определение предпочтительной зоны в проекции Гаусса-Крюгера
* gk2geodetic - перевод из проекции Гаусса-Крюгера в геодезическую СК (СК-42)
* ecef2ecef_wgs84_pz90 - перевод геоцентрических координат из WGS-84 в ПЗ-90
* ecef2ecef_ck42_pz90 - перевод геоцентрических координат из СК-42 в ПЗ-90
* ecef2ecef_ck42_wgs84 - перевод геоцентрических координат из СК-42 в WGS-84
* ecef2ecef_wgs84_ck42 - перевод геоцентрических координат из WGS-84 в СК-42
* ecef2ecef_pz90_ck42 - перевод геоцентрических координат из ПЗ-90 в СК-42
* ecef2ecef_pz90_wgs84 - перевод геоцентрических координат из ПЗ-90 в WGS-84
*
* Версия 1.0, 11.09.2020
* Добавлены основные функции перевода:
* geodetic2ecef - перевод из геодезической СК в геоцентрическую с указанием параметров эллипсоида
* ecef2geodetic - перевод из геоцентрической СК в геодезическую с указанием параметров эллипсоида
* ecef2enu - перевод из геоцентрической СК в топоцентрическую с указанием точки стояния и эллипсоида
* enu2ecef - перевод из топоцентрической СК в геоцентрическую с указанием точки стояния и эллипсоида
* geodetic2enu - перевод из геодезической СК в топоцентрическую с указанием точки стояния и эллипсоида
* enu2geodetic - перевод из топоцентрической СК в геодезическую с указанием точки стояния и эллипсоида
* geodetic2gk - перевод из геодезической СК (СК-42) в проекцию Гаусса-Крюгера
* ecef2ecef - перевод из геоцентрической СК в другую геоцентрическую СК
*/
#ifndef GEODESY_H
#define GEODESY_H
#include <stdint.h>
#include <stddef.h>
#include <math.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
typedef struct
{
double a; /**< Большая полуось, метры */
double b; /**< Малая полуось, метры */
double f; /**< Коэффициент сжатия: 1/f = a / (a - b) */
} ellipsoid_t;
typedef struct
{
double dx; /**< Линейный параметр трансформирования по х */
double dy; /**< Линейный параметр трансформирования по y */
double dz; /**< Линейный параметр трансформирования по z */
double wx; /**< Угловой параметр трансформирования по х */
double wy; /**< Угловой параметр трансформирования по y */
double wz; /**< Угловой параметр трансформирования по z */
double m; /**< Масштабный параметр трансформирования */
} ecefconv_t;
extern const ellipsoid_t sk42; /**< Параметры эллипсоида СК-42 */
extern const ellipsoid_t wgs84; /**< Параметры эллипсоида WGS-84 */
extern const ellipsoid_t pz90; /**< Параметры эллипсоида ПЗ-90 */
extern const ellipsoid_t pz9011; /**< Параметры эллипсоида ПЗ-90.11 */
extern const ecefconv_t wgs84_to_pz9011; /**< Константы преобразования из wgs84 в ПЗ-90.11 */
extern const ecefconv_t pz9011_to_wgs84; /**< Константы преобразования из ПЗ-90.11 в wgs84 */
extern const ecefconv_t pz9011_to_pz90; /**< Константы преобразования из ПЗ-90.11 в ПЗ-90 */
extern const ecefconv_t pz90_to_pz9011; /**< Константы преобразования из ПЗ-90 в ПЗ-90.11 */
extern const ecefconv_t sk42_to_pz9011; /**< Константы преобразования из СК-42 в ПЗ-90.11 */
extern const ecefconv_t pz9011_to_sk42; /**< Константы преобразования из ПЗ-90.11 в СК-42 */
/**
* @brief Перевод геодезических коодринат (ШДВ) в геоцентрические (XYZ)
* @param [in] lat Широта
* @param [in] lon Долгота
* @param [in] alt Высота над уровнем эллипсоида
* @param [out] x Рассчитанная координата X
* @param [out] y Рассчитанная координата Y
* @param [out] z Рассчитанная координата Z
* @param [in] ell Параметры эллипсоида
*/
void geodetic2ecef(double lat, double lon, double alt, double *x, double *y, double *z, const ellipsoid_t *ell);
/**
* @brief Перевод геоцентрических коодринат (XYZ) в геодезические (ШДВ)
* @param [in] x Координата X
* @param [in] y Координата Y
* @param [in] z Координата Z
* @param [out] lat Рассчитанная широта
* @param [out] lon Рассчитанная долгота
* @param [out] alt Рассчитанная высота над эллипсоидом
* @param [in] ell Параметры эллипсоида
*/
void ecef2geodetic(double x, double y, double z, double *lat, double *lon, double *alt, const ellipsoid_t *ell);
/**
* @brief Перевод геоцентрических коодринат (XYZ) в топоцентрические (ENU)
* @param [in] x Координата X
* @param [in] y Координата Y
* @param [in] z Координата Z
* @param [in] lat0 Широта начала координат топоцентрической системы
* @param [in] lon0 Долгота начала координат топоцентрической системы
* @param [in] h0 Высота начала координат топоцентрической системы
* @param [out] east Рассчитанная координата в топоцентрической системе в направлении востока
* @param [out] north Рассчитанная координата в топоцентрической системе в направлении севера
* @param [out] up Рассчитанная координата в топоцентрической системе в направлении вверх
* @param [in] ell Параметры эллипсоида
*/
void ecef2enu(double x, double y, double z, double lat0, double lon0, double h0, double *east, double *north, double *up, const ellipsoid_t *ell);
/**
* @brief Перевод топоцентрических координат (ENU) в геоцентрические (XYZ)
* @param [in] e1 Координата в топоцентрической системе в направлении востока
* @param [in] n1 Координата в топоцентрической системе в направлении севера
* @param [in] u1 Координата в топоцентрической системе в направлении вверх
* @param [in] lat0 Широта начала координат топоцентрической системы
* @param [in] lon0 Долгота начала координат топоцентрической системы
* @param [in] h0 Высота начала координат топоцентрической системы
* @param [out] x Рассчитанная координата X
* @param [out] y Рассчитанная координата Y
* @param [out] z Рассчитанная координата Z
* @param [in] ell Параметры эллипсоида
*/
void enu2ecef(double e1, double n1, double u1, double lat0, double lon0, double h0, double *x, double *y, double *z, const ellipsoid_t *ell);
/**
* @brief Перевод геодезических координат (ШДВ) в топоцентрические (ENU)
* @param [in] lat Широта
* @param [in] lon Долгота
* @param [in] h Высота над уровнем эллипсоида
* @param [in] lat0 Широта начала координат топоцентрической системы
* @param [in] lon0 Долгота начала координат топоцентрической системы
* @param [in] h0 Высота начала координат топоцентрической системы
* @param [out] east Рассчитанная координата в топоцентрической системе в направлении востока
* @param [out] north Рассчитанная координата в топоцентрической системе в направлении севера
* @param [out] up Рассчитанная координата в топоцентрической системе в направлении вверх
* @param [in] ell Параметры эллипсоида
*/
void geodetic2enu(double lat, double lon, double h, double lat0, double lon0, double h0, double *east, double *north, double *up, const ellipsoid_t *ell);
/**
* @brief Перевод топоцентрических (ENU) координат в геодезические (ШДВ)
* @param [in] east Координата в топоцентрической системе в направлении востока
* @param [in] north Координата в топоцентрической системе в направлении севера
* @param [in] up Координата в топоцентрической системе в направлении вверх
* @param [in] lat0 Широта начала координат топоцентрической системы
* @param [in] lon0 Долгота начала координат топоцентрической системы
* @param [in] h0 Высота начала координат топоцентрической системы
* @param [out] lat Рассчитанная широта
* @param [out] lon Рассчитанная долгота
* @param [out] h Рассчитанная высота над эллипсоидом
* @param [in] ell Параметры эллипсоида
*/
void enu2geodetic(double east, double north, double up, double lat0, double lon0, double h0, double *lat, double *lon, double *h, const ellipsoid_t *ell);
/**
* @brief Перевод из геодезической СК в проекцию Гаусса - Крюгера
* @param [in] lat Широта
* @param [in] lon Долгота
* @param [in] zone Номер зоны для вычислений проекции
* @param [out] x_gk Рассчитанная координата x
* @param [out] y_gk Рассчитанная координата y
*/
void geodetic2gk(double lat, double lon, int zone, double *x_gk, double *y_gk);
/**
* @brief Возвращает номер предпочтительной для использования зоны в проекции Гаусса-Крюгера
* @param [in] lon Долгота [0, 2pi)
* @return Номер зоны в проекции Гаусса-Крюгера
*/
int geodetic2gk_zone(double lon);
/**
* @brief Перевод из проекции Гаусса - Крюгера в геодезическую СК
* @param [in] x Абсцисса
* @param [in] y Ордината
* @param [out] lat Рассчитанная широта x
* @param [out] lon Рассчитанная долгота y
*/
void gk2geodetic(double x, double y, double* lat, double* lon);
/**
* @brief Перевод из проекции Гаусса - Крюгера в геодезическую СК
* @param [in] x Абсцисса
* @param [in] y Ордината
* @param [in] zone Номер зоны для вычисленной проекции
* @param [out] lat Рассчитанная широта x
* @param [out] lon Рассчитанная долгота y
*/
void gkz2geodetic(double x, double y, int zone, double* lat, double* lon);
/**
* @brief Возвращает номер зоны в проекции Гаусса-Крюгера
* @param [in] y Ордината [0, 60 * 1e6)
* @return Номер зоны в проекции Гаусса-Крюгера
*/
int gk_zone(double y);
/**
* @brief Перевод из одной геоцентрической системы координат в другую
* @param [in] src_x координата x в изначальной системе координат
* @param [in] src_y координата y в изначальной системе координат
* @param [in] src_z координата z в изначальной системе координат
* @param [out] dst_x координата x в новой системе координат
* @param [out] dst_y координата y в новой системе координат
* @param [out] dst_z координата z в новой системе координат
* @param [in] conv Константы преобразования
*/
void ecef2ecef(double src_x, double src_y, double src_z, double *dst_x, double *dst_y, double *dst_z, const ecefconv_t *conv);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* GEODESY_H */