（地理）位置的通用数据结构/格式是什么？如何比较它们？

Question

通用（或独立于设备）物理位置的结构是什么？我的猜测是它可能是一个具有两个长字段的结构，或者类似的东西。

另外，给定一个目的地位置和两个候选位置，是否有一种简单的算法来确定哪个候选位置最接近目的地？我并不是真的在寻找一个可以处理所有这些的库或服务，尽管这可能是一个选项（在 Java 中），而是我想要一些非常简单的低级概念，我可以自己实际操作它们。

谢谢！

编辑 鉴于 f1sh 指出的计算的复杂性 - 是否有一个不错的小型 Java 库可以处理半正弦计算？

Answer 1

正如您和 Andreas_D 已经提到的那样（2 个双字段），在类中存储纬度和经度对任何人来说都不应该成为问题。

棘手的部分是，计算该行星表面上 2 个点之间的距离并不像 2 个 2D 点之间的常见距离公式那么简单。
必须考虑以下事实：

• 虽然纬度范围从 -90°（南极）到 +90°，但经度是周期性的。这意味着点 (0°, 179°) 到点 (0°, -180°) 的距离仅为 1°。
• 地球是一个球体。这导致从纬度/经度到公制系统（我希望您正在使用......）的转换并不容易。赤道（即纬度 0°）的 1° 经度约为 111 公里，而在精确的北极，1° 经度为 0（公里/英寸/英尺/其他）。
• 更多数学。

Answer 2

GPS 设备通常提供以下有关位置的数据：

1. 纬度 经度
2. 高度
3. 水平
4. 精度
5. 垂直精度

（更不用说速度、目的地、卫星等）

现在问题的第二部分：您可以使用半正矢公式来计算所有候选人之间的距离您的位置，然后按此距离对它们进行排序。不确定是否有更通用/科学的方法。

编辑：看看半正矢公式

Answer 3

是的，像这样的类

public Geo {
  private double lat;
  private double lon;
}

足以存储地理位置。您可能需要添加 setter 方法来确保 lat、lon 始终在有效范围内，否则 Geo 对象可能具有无效状态。

Answer 4

这显然是最准确的公式，半正弦在短直径上不准确：

//L = latitude, G = longtitude
double delta = G1 - G2;  
double p1 = cos(L2) * sin(delta);
double p2 = cos(L1) * sin(L2) - sin(L1) * cos(L2) * cos(delta);  
double p3 = sin(L1) * sin(L2) + cos(L1) * cos(L2) * cos(delta);
distance = 60 * Math.atan2(Math.sqrt(p1*p1 + p2*p2), p3);

参考