Math/polar3d.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * polar.cxx -- routines to deal with polar math and transformations
   3  *
   4  * Written by Curtis Olson, started June 1997.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11  * License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21  *
  22  * $Id$
  23  * (Log is kept at end of this file)
  24  **************************************************************************/
  25
  26
  27 #include <math.h>
  28 #include <stdio.h>
  29
  30 #include <Include/fg_constants.h>
  31
  32 #include "polar3d.hxx"
  33
  34
  35 /* Convert a polar coordinate to a cartesian coordinate.  Lon and Lat
  36  * must be specified in radians.  The FG convention is for distances
  37  * to be specified in meters */
  38 fgPoint3d fgPolarToCart3d(fgPoint3d p) {
  39     fgPoint3d pnew;
  40     double tmp;
  41
  42     tmp = cos(p.lat) * p.radius;
  43
  44     pnew.x = cos(p.lon) * tmp;
  45     pnew.y = sin(p.lon) * tmp;
  46     pnew.z = sin(p.lat) * p.radius;
  47
  48     return(pnew);
  49 }
  50
  51
  52 /* Convert a cartesian coordinate to polar coordinates (lon/lat
  53  * specified in radians.  Distances are specified in meters. */
  54 fgPoint3d fgCartToPolar3d(fgPoint3d cp) {
  55     fgPoint3d pp;
  56
  57     pp.lon = atan2( cp.y, cp.x );
  58     pp.lat = FG_PI_2 - atan2( sqrt(cp.x*cp.x + cp.y*cp.y), cp.z );
  59     pp.radius = sqrt(cp.x*cp.x + cp.y*cp.y + cp.z*cp.z);
  60
  61     /* printf("lon = %.2f  lat = %.2f  radius = %.2f\n",
  62               pp.lon, pp.lat, pp.radius); */
  63     return(pp);
  64 }
  65
  66
  67 /* Find the Altitude above the Ellipsoid (WGS84) given the Earth
  68  * Centered Cartesian coordinate vector Distances are specified in
  69  * meters. */
  70 double fgGeodAltFromCart(fgPoint3d cp)
  71 {
  72     double t_lat, x_alpha, mu_alpha;
  73     double lat_geoc, radius;
  74     double result;
  75
  76     lat_geoc = FG_PI_2 - atan2( sqrt(cp.x*cp.x + cp.y*cp.y), cp.z );
  77     radius = sqrt(cp.x*cp.x + cp.y*cp.y + cp.z*cp.z);
  78
  79     if( ( (FG_PI_2 - lat_geoc) < ONE_SECOND )    /* near North pole */
  80         || ( (FG_PI_2 + lat_geoc) < ONE_SECOND ) )   /* near South pole */
  81     {
  82         result = radius - EQUATORIAL_RADIUS_M*E;
  83     } else {
  84         t_lat = tan(lat_geoc);
  85         x_alpha = E*EQUATORIAL_RADIUS_M/sqrt(t_lat*t_lat + E*E);
  86         mu_alpha = atan2(sqrt(RESQ_M - x_alpha*x_alpha),E*x_alpha);
  87         if (lat_geoc < 0) {
  88             mu_alpha = - mu_alpha;
  89         }
  90         result = (radius - x_alpha/cos(lat_geoc))*cos(mu_alpha - lat_geoc);
  91     }
  92
  93     return(result);
  94 }
  95
  96
  97 /* $Log$
  98 /* Revision 1.2  1998/08/24 20:04:11  curt
  99 /* Various "inline" code optimizations contributed by Norman Vine.
 100 /*
 101  * Revision 1.1  1998/07/08 14:40:08  curt
 102  * polar3d.[ch] renamed to polar3d.[ch]xx, vector.[ch] renamed to vector.[ch]xx
 103  * Updated fg_geodesy comments to reflect that routines expect and produce
 104  *   meters.
 105  *
 106  * Revision 1.2  1998/05/03 00:45:49  curt
 107  * Commented out a debugging printf.
 108  *
 109  * Revision 1.1  1998/05/02 01:50:11  curt
 110  * polar.[ch] renamed to polar3d.[ch]
 111  *
 112  * Revision 1.6  1998/04/25 22:06:23  curt
 113  * Edited cvs log messages in source files ... bad bad bad!
 114  *
 115  * Revision 1.5  1998/01/27 00:48:00  curt
 116  * Incorporated Paul Bleisch's <pbleisch@acm.org> new debug message
 117  * system and commandline/config file processing code.
 118  *
 119  * Revision 1.4  1998/01/19 19:27:12  curt
 120  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 121  * This should simplify things tremendously.
 122  *
 123  * Revision 1.3  1997/12/15 23:54:54  curt
 124  * Add xgl wrappers for debugging.
 125  * Generate terrain normals on the fly.
 126  *
 127  * Revision 1.2  1997/07/31 22:52:27  curt
 128  * Working on redoing internal coordinate systems & scenery transformations.
 129  *
 130  * Revision 1.1  1997/07/07 21:02:36  curt
 131  * Initial revision.
 132  * */