]> git.mxchange.org Git - simgear.git/commitdiff
Initial revision.
authorcurt <curt>
Thu, 31 Jul 1997 23:13:14 +0000 (23:13 +0000)
committercurt <curt>
Thu, 31 Jul 1997 23:13:14 +0000 (23:13 +0000)
Math/fg_geodesy.c [new file with mode: 0644]
Math/fg_geodesy.h [new file with mode: 0644]

diff --git a/Math/fg_geodesy.c b/Math/fg_geodesy.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ebc6073
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,199 @@
+/**************************************************************************
+ * fg_geodesy.c -- routines to convert between geodetic and geocentric 
+ *                 coordinate systems.
+ *
+ * Copied and adapted directly from LaRCsim/ls_geodesy.c
+ *
+ * See below for the complete original LaRCsim comments.
+ *
+ * $Id$
+ * (Log is kept at end of this file)
+ **************************************************************************/
+
+
+#include <math.h>
+
+#include "fg_geodesy.h"
+#include "../constants.h"
+
+
+/* ONE_SECOND is pi/180/60/60, or about 100 feet at earths' equator */
+#define ONE_SECOND 4.848136811E-6
+
+
+/* fgGeocToGeod(lat_geoc, radius, *lat_geod, *alt, *sea_level_r)
+ *     INPUTS: 
+ *         lat_geoc    Geocentric latitude, radians, + = North
+ *         radius      C.G. radius to earth center, ft
+ *
+ *     OUTPUTS:
+ *         lat_geod    Geodetic latitude, radians, + = North
+ *         alt         C.G. altitude above mean sea level, ft
+ *         sea_level_r radius from earth center to sea level at
+ *                      local vertical (surface normal) of C.G.
+ */
+
+void fgGeocToGeod( double lat_geoc, double radius, double
+                  *lat_geod, double *alt, double *sea_level_r )
+{
+    double t_lat, x_alpha, mu_alpha, delt_mu, r_alpha, l_point, rho_alpha;
+    double sin_mu_a, denom,delt_lambda, lambda_sl, sin_lambda_sl;
+
+    if( ( (FG_PI_2 - lat_geoc) < ONE_SECOND )     /* near North pole */
+       || ( (FG_PI_2 + lat_geoc) < ONE_SECOND ) )   /* near South pole */
+    {
+       *lat_geod = lat_geoc;
+       *sea_level_r = EQUATORIAL_RADIUS_KM*E;
+       *alt = radius - *sea_level_r;
+    } else {
+       t_lat = tan(lat_geoc);
+       x_alpha = E*EQUATORIAL_RADIUS_KM/sqrt(t_lat*t_lat + E*E);
+       mu_alpha = atan2(sqrt(RESQ_KM - x_alpha*x_alpha),E*x_alpha);
+       if (lat_geoc < 0) mu_alpha = - mu_alpha;
+       sin_mu_a = sin(mu_alpha);
+       delt_lambda = mu_alpha - lat_geoc;
+       r_alpha = x_alpha/cos(lat_geoc);
+       l_point = radius - r_alpha;
+       *alt = l_point*cos(delt_lambda);
+       denom = sqrt(1-EPS*EPS*sin_mu_a*sin_mu_a);
+       rho_alpha = EQUATORIAL_RADIUS_KM*(1-EPS)/
+           (denom*denom*denom);
+       delt_mu = atan2(l_point*sin(delt_lambda),rho_alpha + *alt);
+       *lat_geod = mu_alpha - delt_mu;
+       lambda_sl = atan( E*E * tan(*lat_geod) ); /* SL geoc. latitude */
+       sin_lambda_sl = sin( lambda_sl );
+       *sea_level_r = 
+           sqrt(RESQ_KM / (1 + ((1/(E*E))-1)*sin_lambda_sl*sin_lambda_sl));
+    }
+}
+
+
+/* fgGeodToGeoc( lat_geod, alt, *sl_radius, *lat_geoc )
+ *     INPUTS: 
+ *         lat_geod    Geodetic latitude, radians, + = North
+ *         alt         C.G. altitude above mean sea level, ft
+ *
+ *     OUTPUTS:
+ *         sl_radius   SEA LEVEL radius to earth center, ft (add Altitude to
+ *                      get true distance from earth center.
+ *         lat_geoc    Geocentric latitude, radians, + = North
+ *
+ */
+
+void fgGeodToGeoc( double lat_geod, double alt, double *sl_radius,
+                     double *lat_geoc )
+{
+    double lambda_sl, sin_lambda_sl, cos_lambda_sl, sin_mu, cos_mu, px, py;
+    
+    lambda_sl = atan( E*E * tan(lat_geod) ); /* sea level geocentric latitude */
+    sin_lambda_sl = sin( lambda_sl );
+    cos_lambda_sl = cos( lambda_sl );
+    sin_mu = sin(lat_geod);    /* Geodetic (map makers') latitude */
+    cos_mu = cos(lat_geod);
+    *sl_radius = 
+       sqrt(RESQ_KM / (1 + ((1/(E*E))-1)*sin_lambda_sl*sin_lambda_sl));
+    py = *sl_radius*sin_lambda_sl + alt*sin_mu;
+    px = *sl_radius*cos_lambda_sl + alt*cos_mu;
+    *lat_geoc = atan2( py, px );
+}
+
+
+/***************************************************************************
+
+       TITLE:  ls_geodesy
+       
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       FUNCTION:       Converts geocentric coordinates to geodetic positions
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       MODULE STATUS:  developmental
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       GENEALOGY:      Written as part of LaRCSim project by E. B. Jackson
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       DESIGNED BY:    E. B. Jackson
+       
+       CODED BY:       E. B. Jackson
+       
+       MAINTAINED BY:  E. B. Jackson
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       MODIFICATION HISTORY:
+       
+       DATE    PURPOSE                                         BY
+       
+       930208  Modified to avoid singularity near polar region.        EBJ
+       930602  Moved backwards calcs here from ls_step.                EBJ
+       931214  Changed erroneous Latitude and Altitude variables to 
+               *lat_geod and *alt in routine ls_geoc_to_geod.          EBJ
+       940111  Changed header files from old ls_eom.h style to ls_types, 
+               and ls_constants.  Also replaced old DATA type with new
+               SCALAR type.                                            EBJ
+
+       CURRENT RCS HEADER:
+
+$Header$
+$Log$
+Revision 1.1  1997/07/31 23:13:14  curt
+Initial revision.
+
+Revision 1.1  1997/05/29 00:09:56  curt
+Initial Flight Gear revision.
+
+ * Revision 1.5  1994/01/11  18:47:05  bjax
+ * Changed include files to use types and constants, not ls_eom.h
+ * Also changed DATA type to SCALAR type.
+ *
+ * Revision 1.4  1993/12/14  21:06:47  bjax
+ * Removed global variable references Altitude and Latitude.   EBJ
+ *
+ * Revision 1.3  1993/06/02  15:03:40  bjax
+ * Made new subroutine for calculating geodetic to geocentric; changed name
+ * of forward conversion routine from ls_geodesy to ls_geoc_to_geod.
+ *
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       REFERENCES:
+
+               [ 1]    Stevens, Brian L.; and Lewis, Frank L.: "Aircraft 
+                       Control and Simulation", Wiley and Sons, 1992.
+                       ISBN 0-471-61397-5                    
+
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       CALLED BY:      ls_aux
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       CALLS TO:
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       INPUTS: 
+               lat_geoc        Geocentric latitude, radians, + = North
+               radius          C.G. radius to earth center, ft
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       OUTPUTS:
+               lat_geod        Geodetic latitude, radians, + = North
+               alt             C.G. altitude above mean sea level, ft
+               sea_level_r     radius from earth center to sea level at
+                               local vertical (surface normal) of C.G.
+
+--------------------------------------------------------------------------*/
+
+
+/* $Log$
+/* Revision 1.1  1997/07/31 23:13:14  curt
+/* Initial revision.
+/*
+ */
diff --git a/Math/fg_geodesy.h b/Math/fg_geodesy.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..64c1662
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,151 @@
+/**************************************************************************
+ * fg_geodesy.h -- routines to convert between geodetic and geocentric 
+ *                 coordinate systems.
+ *
+ * Copied and adapted directly from LaRCsim/ls_geodesy.c
+ *
+ * See below for the complete original LaRCsim comments.
+ *
+ * $Id$
+ * (Log is kept at end of this file)
+ **************************************************************************/
+
+
+#ifndef FG_GEODESY_H
+#define FG_GEODESY_H
+
+
+/* fgGeocToGeod(lat_geoc, radius, *lat_geod, *alt, *sea_level_r)
+ *     INPUTS: 
+ *         lat_geoc    Geocentric latitude, radians, + = North
+ *         radius      C.G. radius to earth center, ft
+ *
+ *     OUTPUTS:
+ *         lat_geod    Geodetic latitude, radians, + = North
+ *         alt         C.G. altitude above mean sea level, ft
+ *         sea_level_r radius from earth center to sea level at
+ *                      local vertical (surface normal) of C.G.
+ */
+
+void fgGeocToGeod( double lat_geoc, double radius, double
+                  *lat_geod, double *alt, double *sea_level_r );
+
+/* fgGeodToGeoc( lat_geod, alt, *sl_radius, *lat_geoc )
+ *     INPUTS: 
+ *         lat_geod    Geodetic latitude, radians, + = North
+ *         alt         C.G. altitude above mean sea level, ft
+ *
+ *     OUTPUTS:
+ *         sl_radius   SEA LEVEL radius to earth center, ft (add Altitude to
+ *                      get true distance from earth center.
+ *         lat_geoc    Geocentric latitude, radians, + = North
+ *
+ */
+
+void fgGeodToGeoc( double lat_geod, double alt, double *sl_radius,
+                  double *lat_geoc );
+
+
+
+/***************************************************************************
+
+       TITLE:  ls_geodesy
+       
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       FUNCTION:       Converts geocentric coordinates to geodetic positions
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       MODULE STATUS:  developmental
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       GENEALOGY:      Written as part of LaRCSim project by E. B. Jackson
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       DESIGNED BY:    E. B. Jackson
+       
+       CODED BY:       E. B. Jackson
+       
+       MAINTAINED BY:  E. B. Jackson
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       MODIFICATION HISTORY:
+       
+       DATE    PURPOSE                                         BY
+       
+       930208  Modified to avoid singularity near polar region.        EBJ
+       930602  Moved backwards calcs here from ls_step.                EBJ
+       931214  Changed erroneous Latitude and Altitude variables to 
+               *lat_geod and *alt in routine ls_geoc_to_geod.          EBJ
+       940111  Changed header files from old ls_eom.h style to ls_types, 
+               and ls_constants.  Also replaced old DATA type with new
+               SCALAR type.                                            EBJ
+
+       CURRENT RCS HEADER:
+
+$Header$
+$Log$
+Revision 1.1  1997/07/31 23:13:14  curt
+Initial revision.
+
+Revision 1.1  1997/05/29 00:09:56  curt
+Initial Flight Gear revision.
+
+ * Revision 1.5  1994/01/11  18:47:05  bjax
+ * Changed include files to use types and constants, not ls_eom.h
+ * Also changed DATA type to SCALAR type.
+ *
+ * Revision 1.4  1993/12/14  21:06:47  bjax
+ * Removed global variable references Altitude and Latitude.   EBJ
+ *
+ * Revision 1.3  1993/06/02  15:03:40  bjax
+ * Made new subroutine for calculating geodetic to geocentric; changed name
+ * of forward conversion routine from ls_geodesy to ls_geoc_to_geod.
+ *
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       REFERENCES:
+
+               [ 1]    Stevens, Brian L.; and Lewis, Frank L.: "Aircraft 
+                       Control and Simulation", Wiley and Sons, 1992.
+                       ISBN 0-471-61397-5                    
+
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       CALLED BY:      ls_aux
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       CALLS TO:
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       INPUTS: 
+               lat_geoc        Geocentric latitude, radians, + = North
+               radius          C.G. radius to earth center, ft
+
+----------------------------------------------------------------------------
+
+       OUTPUTS:
+               lat_geod        Geodetic latitude, radians, + = North
+               alt             C.G. altitude above mean sea level, ft
+               sea_level_r     radius from earth center to sea level at
+                               local vertical (surface normal) of C.G.
+
+--------------------------------------------------------------------------*/
+
+
+#endif /* FG_GEODESY_H */
+
+
+/* $Log$
+/* Revision 1.1  1997/07/31 23:13:14  curt
+/* Initial revision.
+/*
+ */