Geodesic

Библиотека предназначена для решения геометрических задач на выгнутой поверхности сфероида или эллипсоида вращения.

С помощью библиотеки можно:

• решить прямую геодезическую задачу;
• решить обратную геодезическую задачу;
• найти точку пересечения двух ортодромий, заданных кординатами концов;
• зная координаты концов ортодромии, найти значение широты по известной долготе;
• зная координаты концов ортодромии, найти значение долготы по известной широте;

Термины

Прямой геодезической задачей называют вычисление геодезических координат - широты и долготы точки, лежащей эллипсоиде, по координатам другой точки и по известным длине и дирекционному углу направления, соединяющей эти точки.

Обратная геодезическая задача заключается в определении по геодезическим координатам двух точек на эллипсоиде длины и дирекционного угла направления между этими точками.

Ортодромия - название кратчайшего расстояния между двумя точками на поверхности Земли или другого эллипсоида вращения.

Примеры

Решение прямой геодезической задачи

Для решения прямой геодезической задачи, неоходимо создать объект класса DirectProblemService.

var directEllipsoid = new DirectProblemService(new Ellipsoid());
var directSpheroid = new DirectProblemService(new Spheroid());

В качестве параметра в конструктор следует передать объект реализующий интерфейс IEllipsoid, в котором задаются полярный и экваториальный радиус, а так же коэффициент полярного сжатия.

Для решения прямой задачи вызвать метод DirectProblem, в который передать в качестве параметров, начальную точку, азимут = направление и расстояние:

var point1 = new Point(15, 25, 53, CardinalLongitude.W, 28, 7, 38, CardinalLatitude.N);
var azimuth = 21;
var distance = 2000;
var directAnswer = directEllipsoid.DirectProblem(point1, azimuth, distance);

Ответ directAnswer содержит вторую точку ортодромии Сoordinate и обратный азимут ReverseAzimuth.

Решение обратной геодезической задачи

Для решения обратной геодезической задачи, неоходимо создать объект класса InverseProblemService.

var inverseEllipsoid = new InverseProblemService(new Ellipsoid());
var inverseSpheroid = new InverseProblemService(new Spheroid());

В качестве параметра в конструктор следует передать объект реализующий интерфейс IEllipsoid, в котором задаются полярный и экваториальный радиус, а так же коэффициент полярного сжатия.

Для решения обратной задачи вызвать метод OrthodromicDistance, в который передать в качестве параметров, две точки:

var point1 = new Point(15, 25, 53, CardinalLongitude.W, 28, 7, 38, CardinalLatitude.N);
var point2 = new Point(59, 36, 30, CardinalLongitude.W, 13, 5, 46, CardinalLatitude.N);
var inverseAnswer = inverseEllipsoid.OrthodromicDistance(point1, point2);

Ответ inverseAnswer содержит прямой и обратный азимуты ForwardAzimuth, ReverseAzimuth, а также расстояние между точками Distance.

Вычисление точки пересечения ортодромий

Для вычисления точки пересечения ортодромий, неоходимо создать объект класса IntersectService.

var intersectEllipsoid = new IntersectService(new Ellipsoid());
var intersectSpheroid = new IntersectService(new Spheroid());

В качестве параметра в конструктор следует передать объект реализующий интерфейс IEllipsoid, в котором задаются полярный и экваториальный радиус, а так же коэффициент полярного сжатия.

Для рассчёта вызвать метод IntersectOrthodromic, в который передать в качестве параметров, по две точки для каждой из двух ортодромий:

var point1 = new Point(22, 36, 30, CardinalLongitude.E, 13, 5, 46, CardinalLatitude.N);
var point2 = new Point(27, 25, 53, CardinalLongitude.E, 15, 7, 38, CardinalLatitude.N);
var point3 = new Point(20, 36, 30, CardinalLongitude.E, 17, 5, 46, CardinalLatitude.N);
var point4 = new Point(26, 25, 53, CardinalLongitude.E, 13, 7, 38, CardinalLatitude.N);
var intersectCoord = intersectEllipsoid.IntersectOrthodromic(point1, point2, point3, point4);

Ответом будет точка - объект класса Point, в котором определены долгота и широта, в десятичных градуса (Longitude,Latitude) или в радианах (LonR,LatR).

Вычисление широты по долготе или долготы по широте

Для рассчётов, неоходимо создать объект класса IntermediatePointService.

var intermediateEllipsoid = new IntermediatePointService(new Ellipsoid());
var ntermediateSpheroid = new IntermediatePointService(new Spheroid());

В качестве параметра в конструктор следует передать объект реализующий интерфейс IEllipsoid, в котором задаются полярный и экваториальный радиус, а так же коэффициент полярного сжатия.

Для вычисления широты вызвать метод GetLatitude, в который передать значение долготы, для которого мы вычисляем широту, и две координаты характеризующие ортодромию.

var coord1 = new Point(10, 10);
var coord2 = new Point(30, 50);
var lat = intermediateEllipsoid.GetLatitude(20, coord1, coord2);

Для вычисления долготы вызвать метод GetLongitude, в который передать значение широты, для которого мы вычисляем долготу, и две координаты характеризующие ортодромию.

var coord1 = new Point(10, 10);
var coord2 = new Point(30, 50);
var lat = intermediateEllipsoid.GetLongitude(20, coord1, coord2);

В обоих случая ответом будет значение типа double.