从NMEA日志文件计算两个纬度和经度坐标之间的方位角，使用C#编程语言。

Question

从NMEA日志文件计算两个纬度和经度坐标之间的方位角，使用C#编程语言。

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使用以下GPS日志提取内容:

$GPGGA,153500.009,5137.2603,N,00244.8715,W,1,10,0.8,50.6,M,51.4,M,,0000*71
$GPRMC,153500.009,A,5137.2603,N,00244.8715,W,037.7,101.7,300912,,,A*74
$GPGGA,153500.059,5137.2601,N,00244.8706,W,1,10,0.8,50.6,M,51.4,M,,0000*74
$GPRMC,153500.059,A,5137.2601,N,00244.8706,W,038.0,101.8,300912,,,A*76
$GPGGA,153500.109,5137.2600,N,00244.8697,W,1,10,0.8,50.6,M,51.4,M,,0000*78
$GPRMC,153500.109,A,5137.2600,N,00244.8697,W,038.3,101.9,300912,,,A*78
$GPGGA,153500.159,5137.2599,N,00244.8688,W,1,10,0.8,50.5,M,51.4,M,,0000*73
$GPRMC,153500.159,A,5137.2599,N,00244.8688,W,038.6,101.9,300912,,,A*75
$GPGGA,153500.209,5137.2597,N,00244.8679,W,1,10,0.8,50.5,M,51.4,M,,0000*75
$GPRMC,153500.209,A,5137.2597,N,00244.8679,W,038.9,102.0,300912,,,A*76

我正在使用以下代码逐行循环比较记录的GPS方位角和上一个位置与当前位置之间计算出的方位角：

string[] splitline = line.Split(',');
course = Convert.ToDouble(splitline[8]);
Lat = Convert.ToDouble(splitline[3]);
Long = Convert.ToDouble(splitline[5]);

LatDeg = (Convert.ToInt16(Lat) / 100) + (Lat - (Convert.ToInt16(Lat) / 100) * 100) / 60;
LongDeg = (Convert.ToInt16(Long) / 100) + (Long - (Convert.ToInt16(Long) / 100) * 100) / 60;
lastLatDeg = (Convert.ToInt16(lastLat) / 100) + (lastLat - (Convert.ToInt16(lastLat) / 100) * 100) / 60;
lastLongDeg = (Convert.ToInt16(lastLong) / 100) + (lastLong - (Convert.ToInt16(lastLong) / 100) * 100) / 60;

var dLon = lastLongDeg - LongDeg;
var y = Math.Sin(dLon) * Math.Cos(lastLatDeg);
var x = Math.Cos(lastLatDeg) * Math.Sin(LatDeg) - Math.Sin(lastLatDeg) *           Math.Cos(LatDeg) * Math.Cos(dLon);
Console.WriteLine(DEG_PER_RAD * Math.Atan2(y, x));
Console.WriteLine("> " + course + " <");

lastLat = Lat;
lastLong = Long;
lastcourse = course;

以下是结果：

136.131182151555
> 101.8 <
117.480364881602
> 101.9 <
117.480186101881
> 101.9 <
136.130309531745
> 102 <
117.479649572813
> 102 <

我的计算是否有误，因为它们似乎都与记录的GPS方位角约101度相差很远？

谢谢

- Dwayne Dibbley

为什么要转换成整数？为了得到精确的数字，请将结果保留为double类型，并除以100.00。在执行数学运算后，您可以使用Math.Round截断最终结果。 - jdweng

唯一的原因是要拆分原始纬度和经度格式：5137.2597 = 作为int的5137，然后将其除以100 = 51，即GPRMC纬度和经度格式= 51度37.2597分，需要将其转换为十进制度。 - Dwayne Dibbley

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- PeterJ · Accepted Answer

我在代码中发现了一些问题，首先，在解释纬度和经度时，你应该查看这些位置落入地球的哪个象限，并将南部或西部位置转换为负数：

Lat = Convert.ToDouble(splitline[3]);
if (splitline[4] == "S")
    Lat = 0.0 - Lat;
Long = Convert.ToDouble(splitline[5]);
if (splitline[6] == "W")
    Long = 0.0 - Long;

问题的其余部分源于将度数而非弧度传递给数学函数，以及经度增量的计算似乎是相反的。我引入了一些辅助函数，并重写了代码的这部分，如下所示：

public static double DegreesToRadians(double degrees)
{
    return degrees * (Math.PI / 180);
}

public static double RadiansToDegrees(double radians)
{
    return radians * 180 / Math.PI;
}

double dLon = DegreesToRadians(LongDeg - lastLongDeg);
double y = Math.Sin(dLon) * Math.Cos(DegreesToRadians(lastLatDeg));
double x = Math.Cos(DegreesToRadians(lastLatDeg)) * Math.Sin(DegreesToRadians(LatDeg)) - Math.Sin(DegreesToRadians(lastLatDeg)) * Math.Cos(DegreesToRadians(LatDeg)) * Math.Cos(dLon);
Console.WriteLine((RadiansToDegrees(Math.Atan2(y, x)) + 360.0) % 360);
Console.WriteLine("> " + course + " <");

使用您提供的测试数据，我得到了以下结果，忽略第一个无效的数据，因为该方向尚未确定：

109.693614586392
> 101.8 <
100.14641169874
> 101.9 <
100.146411372034
> 101.9 <
109.693611985053
> 102 <

我从GGA速度信息看到设备似乎要么静止不动，要么移动得很慢。一些GPS接收器会在这种情况下过滤或保留航向信息，因此可能会出现一些变化。更改后，我使用了一些来自移动车辆的GPS数据进行测试，结果相差不到一度。