Lib/Math/fg_geodesy.hxx

   1 // fg_geodesy.hxx -- routines to convert between geodetic and geocentric
   2 //                   coordinate systems.
   3 //
   4 // Copied and adapted directly from LaRCsim/ls_geodesy.c
   5 //
   6 // See below for the complete original LaRCsim comments.
   7 //
   8 // $Id$
   9 // (Log is kept at end of this file)
  10
  11
  12 #ifndef _FG_GEODESY_HXX
  13 #define _FG_GEODESY_HXX
  14
  15
  16 #ifndef __cplusplus
  17 # error This library requires C++
  18 #endif
  19
  20
  21 #include <Math/point3d.hxx>
  22 #include <Math/polar3d.hxx>
  23
  24
  25 // fgGeocToGeod(lat_geoc, radius, *lat_geod, *alt, *sea_level_r)
  26 //     INPUTS:
  27 //         lat_geoc     Geocentric latitude, radians, + = North
  28 //         radius       C.G. radius to earth center (meters)
  29 //
  30 //     OUTPUTS:
  31 //         lat_geod     Geodetic latitude, radians, + = North
  32 //         alt          C.G. altitude above mean sea level (meters)
  33 //         sea_level_r  radius from earth center to sea level at
  34 //                      local vertical (surface normal) of C.G. (meters)
  35
  36 void fgGeocToGeod( double lat_geoc, double radius, double
  37                    *lat_geod, double *alt, double *sea_level_r );
  38
  39
  40 // fgGeodToGeoc( lat_geod, alt, *sl_radius, *lat_geoc )
  41 //     INPUTS:
  42 //         lat_geod     Geodetic latitude, radians, + = North
  43 //         alt          C.G. altitude above mean sea level (meters)
  44 //
  45 //     OUTPUTS:
  46 //         sl_radius    SEA LEVEL radius to earth center (meters)
  47 //                      (add Altitude to get true distance from earth center.
  48 //         lat_geoc     Geocentric latitude, radians, + = North
  49 //
  50
  51 void fgGeodToGeoc( double lat_geod, double alt, double *sl_radius,
  52                       double *lat_geoc );
  53
  54
  55 // convert a geodetic point lon(radians), lat(radians), elev(meter) to
  56 // a cartesian point
  57
  58 inline Point3D fgGeodToCart(const Point3D& geod) {
  59     double gc_lon, gc_lat, sl_radius;
  60
  61     // printf("A geodetic point is (%.2f, %.2f, %.2f)\n",
  62     //        geod[0], geod[1], geod[2]);
  63
  64     gc_lon = geod.lon();
  65     fgGeodToGeoc(geod.lat(), geod.radius(), &sl_radius, &gc_lat);
  66
  67     // printf("A geocentric point is (%.2f, %.2f, %.2f)\n", gc_lon,
  68     //        gc_lat, sl_radius+geod[2]);
  69
  70     Point3D pp = Point3D( gc_lon, gc_lat, sl_radius + geod.radius());
  71     return fgPolarToCart3d(pp);
  72 }
  73
  74
  75 /***************************************************************************
  76
  77         TITLE:  ls_geodesy
  78
  79 ----------------------------------------------------------------------------
  80
  81         FUNCTION:       Converts geocentric coordinates to geodetic positions
  82
  83 ----------------------------------------------------------------------------
  84
  85         MODULE STATUS:  developmental
  86
  87 ----------------------------------------------------------------------------
  88
  89         GENEALOGY:      Written as part of LaRCSim project by E. B. Jackson
  90
  91 ----------------------------------------------------------------------------
  92
  93         DESIGNED BY:    E. B. Jackson
  94
  95         CODED BY:       E. B. Jackson
  96
  97         MAINTAINED BY:  E. B. Jackson
  98
  99 ----------------------------------------------------------------------------
 100
 101         MODIFICATION HISTORY:
 102
 103         DATE    PURPOSE                                         BY
 104
 105         930208  Modified to avoid singularity near polar region.        EBJ
 106         930602  Moved backwards calcs here from ls_step.                EBJ
 107         931214  Changed erroneous Latitude and Altitude variables to
 108                 *lat_geod and *alt in routine ls_geoc_to_geod.          EBJ
 109         940111  Changed header files from old ls_eom.h style to ls_types,
 110                 and ls_constants.  Also replaced old DATA type with new
 111                 SCALAR type.                                            EBJ
 112
 113         CURRENT RCS HEADER:
 114
 115 $Header$
 116 $Log$
 117 Revision 1.4  1999/01/27 04:46:15  curt
 118 Portability tweaks by Bernie Bright.
 119
 120 Revision 1.3  1998/10/18 01:17:11  curt
 121 Point3D tweaks.
 122
 123 Revision 1.2  1998/10/16 23:36:37  curt
 124 c++-ifying.
 125
 126 Revision 1.1  1998/10/16 19:30:42  curt
 127 Renamed .c -> .h so we can start adding c++ supporting routines.
 128
 129 Revision 1.4  1998/07/08 14:40:08  curt
 130 polar3d.[ch] renamed to polar3d.[ch]xx, vector.[ch] renamed to vector.[ch]xx
 131 Updated fg_geodesy comments to reflect that routines expect and produce
 132   meters.
 133
 134 Revision 1.3  1998/04/21 17:03:48  curt
 135 Prepairing for C++ integration.
 136
 137 Revision 1.2  1998/01/22 02:59:38  curt
 138 Changed #ifdef FILE_H to #ifdef _FILE_H
 139
 140 Revision 1.1  1997/07/31 23:13:14  curt
 141 Initial revision.
 142
 143 Revision 1.1  1997/05/29 00:09:56  curt
 144 Initial Flight Gear revision.
 145
 146  * Revision 1.5  1994/01/11  18:47:05  bjax
 147  * Changed include files to use types and constants, not ls_eom.h
 148  * Also changed DATA type to SCALAR type.
 149  *
 150  * Revision 1.4  1993/12/14  21:06:47  bjax
 151  * Removed global variable references Altitude and Latitude.   EBJ
 152  *
 153  * Revision 1.3  1993/06/02  15:03:40  bjax
 154  * Made new subroutine for calculating geodetic to geocentric; changed name
 155  * of forward conversion routine from ls_geodesy to ls_geoc_to_geod.
 156  *
 157
 158 ----------------------------------------------------------------------------
 159
 160         REFERENCES:
 161
 162                 [ 1]    Stevens, Brian L.; and Lewis, Frank L.: "Aircraft
 163                         Control and Simulation", Wiley and Sons, 1992.
 164                         ISBN 0-471-61397-5
 165
 166
 167 ----------------------------------------------------------------------------
 168
 169         CALLED BY:      ls_aux
 170
 171 ----------------------------------------------------------------------------
 172
 173         CALLS TO:
 174
 175 ----------------------------------------------------------------------------
 176
 177         INPUTS:
 178                 lat_geoc        Geocentric latitude, radians, + = North
 179                 radius          C.G. radius to earth center, ft
 180
 181 ----------------------------------------------------------------------------
 182
 183         OUTPUTS:
 184                 lat_geod        Geodetic latitude, radians, + = North
 185                 alt             C.G. altitude above mean sea level, ft
 186                 sea_level_r     radius from earth center to sea level at
 187                                 local vertical (surface normal) of C.G.
 188
 189 --------------------------------------------------------------------------*/
 190
 191
 192 #endif // _FG_GEODESY_HXX
 193
 194
 195 // $Log$
 196 // Revision 1.4  1999/01/27 04:46:15  curt
 197 // Portability tweaks by Bernie Bright.
 198 //
 199 // Revision 1.3  1998/10/18 01:17:11  curt
 200 // Point3D tweaks.
 201 //
 202 // Revision 1.2  1998/10/16 23:36:37  curt
 203 // c++-ifying.
 204 //
 205 // Revision 1.1  1998/10/16 19:30:42  curt
 206 // Renamed .c -> .h so we can start adding c++ supporting routines.
 207 //
 208 // Revision 1.4  1998/07/08 14:40:08  curt
 209 // polar3d.[ch] renamed to polar3d.[ch]xx, vector.[ch] renamed to vector.[ch]xx
 210 // Updated fg_geodesy comments to reflect that routines expect and produce
 211 //   meters.
 212 //
 213 // Revision 1.3  1998/04/21 17:03:48  curt
 214 // Prepairing for C++ integration.
 215 //
 216 // Revision 1.2  1998/01/22 02:59:38  curt
 217 // Changed #ifdef FILE_H to #ifdef _FILE_H
 218 //
 219 // Revision 1.1  1997/07/31 23:13:14  curt
 220 // Initial revision.
 221 //
 222