3D座标系与经纬度座标换算

在开发与经纬度有关的项目时，通常需要将经纬度座标与3D引擎中的座标系进行互相换算。本次创新以Unity3D为例，使用一系列算法将经纬度座标与3D座标系进行换算。

1.座标系分析（以Unity3D左手座标系为例）

 

经纬度座标是描述球面上某个点的位置，若已知球体半径（R）和球体中心点的3D座标（O）便可通过一些列计算的到3D座标系中的座标点（P）。

        通过经度可以计算出 ∠AOB的度数

        通过纬度可以计算出 ∠BOP的度数

 

        经度转3D座标公式：

        X=R*Cos（∠BOP）*Cos（∠AOB）

        Y=R*Cos（∠BOP）*Sin（∠AOB）

        Z=R*（∠BOP）

 

        经度转3D座标公式：

        ∠BOP=Asin（Z/R）

        ∠AOB=Asin（Y/X）

2.具体实现：

    座标转换功能

using UnityEngine;  
using System.Collections;  
  
public class SaiGetLatLog : MonoBehaviour {  
  
    public Transform firstPoint; //Unity中左上点  
    public Transform secondPoint;//Unity中右下点  
  
      
    public SaiEarth firstSai;//地图中对应的左上经纬度点  
    public SaiEarth secondSai;//地图中对应的右下经纬度点  
  
    private float z_offset,x_offset,z_w_offset,x_w_offset;  
  
    private RaycastHit rayHit;  
  
    // Use this for initialization  
    void Start () {  
        InitBasicNum ();//初始化参数  
    }  
      
    // Update is called once per frame  
    void Update () {  
        if (Input.GetMouseButton (0) && Physics.Raycast (Camera.main.ScreenPointToRay (Input.mousePosition), out rayHit, Mathf.Infinity)) {  
  
            print ( getWorldPoint(firstSai).x+","+ getWorldPoint(firstSai).z);  
  
        }  
    }  
  
    void InitBasicNum()  
    {  
  
        firstSai = new SaiEarth (new Vector3 (116f, 23f, 9.27f), new Vector3 (39f, 55f, 15.74f));  
        secondSai = new SaiEarth (new Vector3(116f,23f,44.39f),new Vector3(39f,54f,44.27f));  
  
        z_offset = Mathf.Abs ((firstSai.latitude.x+firstSai.latitude.y/60+firstSai.latitude.z/3600) - (secondSai.latitude.x+secondSai.latitude.y/60+secondSai.latitude.z/3600));//地图中的维度差  
        x_offset = Mathf.Abs ((firstSai.longitude.x+firstSai.longitude.y/60+firstSai.longitude.z/3600)-(secondSai.longitude.x+secondSai.longitude.y/60+secondSai.longitude.z/3600));//地图中的经度差  
  
         z_w_offset = Mathf.Abs (firstPoint.localPosition.z - secondPoint.localPosition.z);//unity中的维度差  
         x_w_offset = Mathf.Abs (firstPoint.localPosition.x - secondPoint.localPosition.x);//unity中的经度差  
  
  
    }  
  
  
    Vector3 getWorldPoint(SaiEarth se)//由经纬度得到位置点  
    {  
  
        float tempX = (float)(se.longitude.x + se.longitude.y / 60 + se.longitude.z / 3600 - (secondSai.longitude.x + secondSai.longitude.y / 60 + secondSai.longitude.z / 3600));  
        float tempZ = (float)(se.latitude.x + se.latitude.y / 60 + se.latitude.z / 3600 - (secondSai.latitude.x + secondSai.latitude.y / 60 + secondSai.latitude.z / 3600));  
  
        float _tempX = (float)(tempX * x_w_offset / x_offset + secondPoint.localPosition.x);  
        float _tempZ = (float)(tempZ * z_w_offset / z_offset + secondPoint.localPosition.z);  
  
        return new Vector3((float)_tempX,0f,(float)_tempZ);  
  
  
    }  
  
    SaiEarth getLatLon(Vector3 curPoint)//由位置点得到经纬度  
    {  
        SaiEarth tempEarth = new SaiEarth();  
  
        float _z_offset = Mathf.Abs (curPoint.z - secondPoint.localPosition.z) * z_offset / z_w_offset;  
        float _x_offset = Mathf.Abs (curPoint.x - secondPoint.localPosition.x) * x_offset / x_w_offset;  
  
        float resultX = _x_offset + (secondSai.longitude.x + secondSai.longitude.y/60 + secondSai.longitude.z/3600);  
        float resultZ = _z_offset + (secondSai.latitude.x + secondSai.latitude.y/60 + secondSai.latitude.z/3600);  
  
        tempEarth.longitude = new Vector3 ((int)resultX, (int)((resultX - (int)resultX)*60),((resultX - (int)resultX)*60 - (int)((resultX - (int)resultX)*60))*60);  
        tempEarth.latitude = new Vector3 ((int)resultZ, (int)((resultZ - (int)resultZ)*60),((resultZ - (int)resultZ)*60 - (int)((resultZ - (int)resultZ)*60))*60);  
  
        return tempEarth;  
  
    }  
}
using UnityEngine;  
using System.Collections;  
  
public class SaiEarth  {  
  
  
    public Vector3 longitude;  
    public Vector3 latitude;  
  
    public SaiEarth()  
    {  
  
    }  
  
    public SaiEarth(Vector3 longitude,Vector3 latitude)  
    {  
        this.latitude = latitude;  
        this.longitude = longitude;  
    }  
  
    public string toString()  
    {  
        return "Lat:"+this.latitude + ",Long:" + this.longitude;  
    }  
}