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Masterprojekt/kugel.py
Tammo.Weber 2ff4cff2be Kugel
2025-11-18 13:17:33 +01:00

78 lines
2.5 KiB
Python

import numpy as np
def cart2sph(x, y, z):
r = np.sqrt(x**2 + y**2 + z**2)
phi = np.atan2(z, np.sqrt(x**2 + y**2))
lamb = np.atan2(y, x)
return r, np.rad2deg(phi), np.rad2deg(lamb)
def sph2cart(r, phi, lamb):
phi_rad = np.deg2rad(phi)
lamb_rad = np.deg2rad(lamb)
x = r * np.cos(phi_rad) * np.cos(lamb_rad)
y = r * np.cos(phi_rad) * np.sin(lamb_rad)
z = r * np.sin(phi_rad)
return x, y, z
def kugel_erste_gha(R, phi_1, lamb_1, s_d, a_12):
s = s_d / R
lamb_1_rad = np.deg2rad(lamb_1)
phi_1_rad = np.deg2rad(phi_1)
a_12_rad = np.deg2rad(a_12)
sin_satz = np.sin(s) * np.sin(a_12_rad)
sin_kos = np.cos(phi_1_rad) * np.cos(s) - np.sin(phi_1_rad) * np.sin(s) * np.cos(a_12_rad)
delta_lam = np.atan2(sin_satz, sin_kos)
lamb_2_rad = lamb_1_rad + delta_lam
phi_2_rad = np.asin(np.sin(phi_1_rad) * np.cos(s) + np.cos(phi_1_rad) * np.sin(s) * np.cos(a_12_rad))
sin_satz_2 = -np.cos(phi_1_rad) * np.sin(a_12_rad)
sin_kos_2 = np.sin(s) * np.sin(phi_1_rad) - np.cos(s) * np.cos(phi_1_rad) * np.cos(a_12_rad)
a_21_rad = np.atan2(sin_satz_2, sin_kos_2)
if a_21_rad < 0:
a_21_rad += 2 * np.pi
return np.rad2deg(phi_2_rad), np.rad2deg(lamb_2_rad), np.rad2deg(a_21_rad)
def kugel_zweite_gha(R, phi_1, lamb_1, phi_2, lamb_2):
phi_1_rad = np.deg2rad(phi_1)
lamb_1_rad = np.deg2rad(lamb_1)
phi_2_rad = np.deg2rad(phi_2)
lamb_2_rad = np.deg2rad(lamb_2)
sin_satz_1 = np.cos(phi_2_rad) * np.sin(lamb_2_rad - lamb_1_rad)
sin_kos_1 = np.cos(phi_1_rad) * np.sin(phi_2_rad) - np.sin(phi_1_rad) * np.cos(phi_2_rad) * np.cos(lamb_2_rad - lamb_1_rad)
a_12_rad = np.atan2(sin_satz_1, sin_kos_1)
kos = np.sin(phi_1_rad) * np.sin(phi_2_rad) + np.cos(phi_1_rad) * np.cos(phi_2_rad) * np.cos(lamb_2_rad - lamb_1_rad)
s = np.acos(kos)
s_d = R * s
sin_satz_2 = -np.cos(phi_1_rad) * np.sin(lamb_2_rad - lamb_1_rad)
sin_kos_2 = np.cos(phi_2_rad) * np.sin(phi_1_rad) - np.sin(phi_2_rad) * np.cos(phi_1_rad) * np.cos(lamb_2_rad - lamb_1_rad)
a_21_rad = np.atan2(sin_satz_2, sin_kos_2)
if a_21_rad < 0:
a_21_rad += 2 * np.pi
return s_d, np.rad2deg(a_12_rad), np.rad2deg(a_21_rad)
if __name__ == "__main__":
R = 6378815.904 # Bern
phi_1 = 10
lamb_1 = 40
a_12 = 100
s = 10000
phi_2, lamb_2, _ = kugel_erste_gha(R, phi_1, lamb_1, s, a_12)
print(kugel_erste_gha(R, phi_1, lamb_1, s, a_12))
print(kugel_zweite_gha(R, phi_1, lamb_1, phi_2, lamb_2))