simgear/math/sg_geodesy.hxx

   1 #ifndef _SG_GEODESY_HXX
   2 #define _SG_GEODESY_HXX
   3
   4 #include <simgear/math/point3d.hxx>
   5
   6 /**
   7  * Convert from geocentric coordinates to geodetic coordinates
   8  * @param lat_geoc (in) Geocentric latitude, radians, + = North
   9  * @param radius (in) C.G. radius to earth center (meters)
  10  * @param lat_geod (out) Geodetic latitude, radians, + = North
  11  * @param alt (out) C.G. altitude above mean sea level (meters)
  12  * @param sea_level_r (out) radius from earth center to sea level at
  13  *        local vertical (surface normal) of C.G. (meters)
  14  */
  15 void sgGeocToGeod(double lat_geoc, double radius,
  16                   double *lat_geod, double *alt, double *sea_level_r);
  17
  18
  19 /**
  20  * Convert from geodetic coordinates to geocentric coordinates.
  21  * WARNING: this function is non-reversible.  Due to the fact that
  22  * "up" is a different direction for geocentric and geodetic frames,
  23  * you can not simply add your "alt" parameter to the "sl_radius"
  24  * result and get back (via sgGeodToGeoc()) to the coordinates you
  25  * started with.  The error under normal conditions will be of
  26  * centimeter order; whether that is important or not is application
  27  * dependent. Consider using sgGeodToCart() instead.
  28  *
  29  * @param lat_geod (in) Geodetic latitude, radians, + = North
  30  * @param alt (in) C.G. altitude above mean sea level (meters)
  31  * @param sl_radius (out) SEA LEVEL radius to earth center (meters)
  32  * @param lat_geoc (out) Geocentric latitude, radians, + = North
  33  */
  34 void sgGeodToGeoc(double lat_geod, double alt,
  35                   double *sl_radius, double *lat_geoc );
  36
  37 /**
  38  * Convert a cartesian point to a geodetic lat/lon/altitude.
  39  *
  40  * @param xyz (in) Pointer to cartesian point.
  41  * @param lat (out) Latitude, in radians
  42  * @param lon (out) Longitude, in radians
  43  * @param alt (out) Altitude, in meters above the WGS84 ellipsoid
  44  */
  45 void sgCartToGeod(const double* xyz, double* lat, double* lon, double* alt);
  46
  47 /**
  48  * Convert a cartesian point to a geodetic lat/lon/altitude.
  49  * Alternate form using Point3D objects.
  50  *
  51  * @param cartesian point
  52  * @return geodetic point
  53  */
  54 inline Point3D sgCartToGeod(const Point3D& p)
  55 {
  56     double lat, lon, alt, xyz[3];
  57     xyz[0] = p.x(); xyz[1] = p.y(); xyz[2] = p.z();
  58     sgCartToGeod(xyz, &lat, &lon, &alt);
  59     return Point3D(lon, lat, alt);
  60 }
  61
  62
  63 /**
  64  * Convert a geodetic lat/lon/altitude to a cartesian point.
  65  *
  66  * @param lat (in) Latitude, in radians
  67  * @param lon (in) Longitude, in radians
  68  * @param alt (in) Altitude, in meters above the WGS84 ellipsoid
  69  * @param xyz (out) Pointer to cartesian point.
  70  */
  71 void sgGeodToCart(double lat, double lon, double alt, double* xyz);
  72
  73 /**
  74  * Convert a geodetic lat/lon/altitude to a cartesian point.
  75  * Alternate form using Point3D objects.
  76  *
  77  * @param geodetic point
  78  * @return cartesian point
  79  */
  80 inline Point3D sgGeodToCart(const Point3D& geod)
  81 {
  82     double xyz[3];
  83     sgGeodToCart(geod.lat(), geod.lon(), geod.elev(), xyz);
  84     return Point3D(xyz[0], xyz[1], xyz[2]);
  85 }
  86
  87 /**
  88  * Given a starting position and an offset radial and distance,
  89  * calculate an ending positon on a wgs84 ellipsoid.
  90  * @param alt (in) meters
  91  * @param lat1 (in) degrees
  92  * @param lon1 (in) degrees
  93  * @param az1 (in) degrees
  94  * @param s (in) distance in meters
  95  * @param lat2 (out) degrees
  96  * @param lon2 (out) degrees
  97  * @param az2 (out) return course in degrees
  98  */
  99 int geo_direct_wgs_84 ( double alt, double lat1,
 100                         double lon1, double az1,
 101                         double s, double *lat2, double *lon2,
 102                         double *az2 );
 103
 104
 105 /**
 106  * Given an altitude and two sets of (lat, lon) calculate great circle
 107  * distance between them as well as the starting and ending azimuths.
 108  * @param alt (in) meters
 109  * @param lat1 (in) degrees
 110  * @param lon1 (in) degrees
 111  * @param lat2 (in) degrees
 112  * @param lon2 (in) degrees
 113  * @param az1 (out) start heading degrees
 114  * @param az2 (out) end heading degrees
 115  * @param s (out) distance meters
 116  */
 117 int geo_inverse_wgs_84( double alt, double lat1,
 118                         double lon1, double lat2,
 119                         double lon2, double *az1, double *az2,
 120                         double *s );
 121
 122 #endif // _SG_GEODESY_HXX