karney简介

karney库提供了C++库GeographicLib的一部分原生Python实现。目前实现以下操作：

• 计算两个地理位置之间的地表距离。

• 给定起点、方位角/航向和距离，找到目的地点。

所有函数都是矢量化，当在数组上操作时，提供与编译的C++代码相当的速度。

这些函数的一些常见特性

角度（纬度、经度、方位角）以度或弧度为单位测量。距离以米为单位测量。椭球体指定为[a, f]，其中a = 赤道半径，f = 扁率。保持|f| <= 1/50以获得完全的双精度精度。

安装

$ pip install karney

用法

以下给出两个地球曲率问题的解决方案。

地表距离

找到两个位置A和B之间的地表距离sAB（即大圆距离）。忽略A和B的高度，即如果它们不为零高度，则我们寻求位于地球表面的点之间的距离，直接位于A和B上方/下方。使用地球半径6371e3 m。将结果与WGS-84椭球体的精确计算进行比较。

在地球测量学中，这被称为“第二地球测量问题”或“球体/椭球体的反地球测量问题”。

球体的解决方案

>>> import numpy as np
>>> from karney.geodesic import rad, sphere_distance_rad, distance

>>> latlon_a = (88, 0)
>>> latlon_b = (89, -170)
>>> latlons = latlon_a + latlon_b
>>> r_Earth = 6371e3  # m, mean Earth radius
>>> s_AB = sphere_distance_rad(*rad(latlons))[0]*r_Earth
>>> s_AB = distance(*latlons, a=r_Earth, f=0, degrees=True)[0] # or alternatively

>>> 'Ex5: Great circle = {:5.2f} km'.format(s_AB / 1000)
'Ex5: Great circle = 332.46 km'

WGS84椭球体的精确解决方案

>>> s_12, azi1, azi2 = distance(*latlons, degrees=True)
>>> 'Ellipsoidal distance = {:5.2f} km'.format(s_12 / 1000)
'Ellipsoidal distance = 333.95 km'

另请参阅 www.navlab.net上的示例5

A和到B的方位角/距离

我们有初始位置A，以相对于北方的方位角（航向）给出的行进方向，以及沿大圆给定的行进距离sAB。使用地球半径6371e3 m找到目的地点B。

在地球测量学中，这被称为“第一地球测量问题”或“球体的直接地球测量问题”。

>>> import numpy as np
>>> from karney.geodesic import reckon
>>> lat, lon = 80, -90
>>> msg = 'Ex8, Destination: lat, lon = {:4.4f} deg, {:4.4f} deg'

大圆解决方案

>>> lat2, lon2, azi_b = reckon(lat, lon, distance=1000, azimuth=200, a=6371e3, f=0, degrees=True)

>>> msg.format(lat2, lon2)
'Ex8, Destination: lat, lon = 79.9915 deg, -90.0177 deg'

>>> np.allclose(azi_b, -160.0174292682187)
True

精确解决方案

>>> lat_b, lon_b, azi_b = reckon(lat, lon, distance=1000, azimuth=200, degrees=True)
>>> msg.format(lat_b, lon_b)
'Ex8, Destination: lat, lon = 79.9916 deg, -90.0176 deg'

>>> np.allclose(azi_b, -160.01742926820506)
True

另请参阅www.navlab.net上的示例8

贡献

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许可

karney由Per A. Brodtkorb创建，并采用MIT/X11许可证条款。

致谢

karney包为Python编写，由Per A. Brodtkorb在FFI（挪威国防研究机构）基于Charles Karney为Matlab和GNU Octave编写的地理工具箱编写。karney.geodesic模块是Matlab/Octave GeographicLib工具箱的矢量化重实现。

内容基于Karney, 2013的文章。因此，使用本软件的出版物应引用该文章。

使用cookiecutter和py-pkgs-cookiecutter模板创建了karney包结构。