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python 计算方位角实例(根据两点的坐标计算)

转载作者：qq735679552 更新时间：2022-09-29 22:32:09

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知道两点坐标，怎么计算两点方向的方位角?

答：首先计算坐标增量dx，dy(两个对应坐标分量相减，终点的减始点的).

若dx,dy中有一个为零时，根据另一个的正负决定方位角（0，90，180，270这四个中的一个，可画坐标轴图分析，但不要画为数学坐标哦）.

基本思路:

若dx,dy都不为零；则。

计算a=arcatn(|dy/dx|)（这好像叫象限角）。

当dx>0dy>0时方位角=a,

当dx<0dy>0时方位角=180-a,

当dx<0dy<0时方位角=180+a; 负范围为a-pi 。

当dx>0dy<0时方位角=360-a; 负范围为-a 。

还有一种方法，使用 atan2来计算方位角，范围为-pi,pi 。

atan2(y,x)所表达的意思是坐标原点为起点，指向(x,y)的射线在坐标平面上与x轴正方向之间的角的角度.

结果为正表示从 X 轴逆时针旋转的角度，结果为负表示从 X 轴顺时针旋转的角度.

atan 和 atan2 都是求反正切函数，如：有两个点 point(x1,y1), 和 point(x2,y2),

那么这两个点形成的斜率的角度计算方法分别是:

float angle = atan( (y2-y1)/(x2-x1) ); float angle = atan2( y2-y1, x2-x1 ),

atan 和 atan2 区别:

1：参数的填写方式不同；。

2：atan2 的优点在于如果 x2-x1等于0 依然可以计算，但是atan函数就会导致程序出错；。

3：atan2(a,b)的取值范围介于 -pi 到 pi 之间（不包括 -pi），而atan(a/b)的取值范围介于-pi/2到pi/2之间（不包括±pi/2).

另外要注意的是，函数atan2(y,x)中参数的顺序是倒置的，atan2(y,x)计算的值相当于点(x,y)的角度值.

 
    ? 
   
 
     
       
       
         atan2(y, x)是 
         4 
         象限反正切，它的取值不仅取决于正切值y 
         / 
         x，还取决于点 (x, y) 落入哪个象限： 
        

            
        
 
         当点(x, y) 落入第一象限时，atan2(y, x)的范围是  
         0 
         ~ pi 
         / 
         2 
         ; 
        
 
         当点(x, y) 落入第二象限时，atan2(y, x)的范围是 pi 
         / 
         2 
         ~ pi; 
        
 
         当点(x, y) 落入第三象限时，atan2(y, x)的范围是 －pi～－pi 
         / 
         2 
         ; 
        
 
         当点(x, y) 落入第四象限时，atan2(y, x)的范围是  
         - 
         pi 
         / 
         2 
         ～ 
         0. 
        

            
        

            
        
 
         而 atan(y 
         / 
         x) 仅仅根据正切值为y 
         / 
         x求出对应的角度 （可以看作仅仅是 
         2 
         象限反正切）： 
        

            
        
 
         当 y 
         / 
         x >  
         0 
         时，atan(y 
         / 
         x)取值范围是  
         0 
         ~ pi 
         / 
         2 
         ； 
        
 
         当 y 
         / 
         x <  
         0 
         时，atan(y 
         / 
         x)取值范围是  
         - 
         pi 
         / 
         2 
         ～ 
         0. 
        
 
     
 
   

如果要实现方位角的计算，代码如下:

 
    ? 
   
 
     
       
       
         # 计算方位角函数 
        
 
         def 
         azimuthAngle( x1, y1, x2, y2): 
        
 
            
         angle  
         = 
         0.0 
         ; 
        
 
            
         dx  
         = 
         x2  
         - 
         x1 
        
 
            
         dy  
         = 
         y2  
         - 
         y1 
        
 
            
         if 
         x2  
         = 
         = 
         x1: 
        
 
              
         angle  
         = 
         math.pi  
         / 
         2.0 
        
 
              
         if 
         y2  
         = 
         = 
         y1 : 
        
 
                
         angle  
         = 
         0.0 
        
 
              
         elif 
         y2 < y1 : 
        
 
                
         angle  
         = 
         3.0 
         * 
         math.pi  
         / 
         2.0 
        
 
            
         elif 
         x2 > x1  
         and 
         y2 > y1: 
        
 
              
         angle  
         = 
         math.atan(dx  
         / 
         dy) 
        
 
            
         elif 
         x2 > x1  
         and 
         y2 < y1 : 
        
 
              
         angle  
         = 
         math.pi  
         / 
         2 
         + 
         math.atan( 
         - 
         dy  
         / 
         dx) 
        
 
            
         elif 
         x2 < x1  
         and 
         y2 < y1 : 
        
 
              
         angle  
         = 
         math.pi  
         + 
         math.atan(dx  
         / 
         dy) 
        
 
            
         elif 
         x2 < x1  
         and 
         y2 > y1 : 
        
 
              
         angle  
         = 
         3.0 
         * 
         math.pi  
         / 
         2.0 
         + 
         math.atan(dy  
         / 
         - 
         dx) 
        
 
            
         return 
         (angle  
         * 
         180 
         / 
         math.pi) 
        
 
     
 
   

math中关于三角函数常用的操作:

 
    ? 
   
         import 
         math 
        
         math.acos(x)   
         # 返回 x 的反余弦 弧度值。   
        
         math.asin(x)   
         # 返回 x 的反正弦 弧度值。   
        
         math.degrees(x)   
         # 将 弧度 转换为 角度, 如 degrees(math.pi/2) ， 返回90.0   
        
         math.radians(x)   
         # 将 角度 转换为 弧度 
        
         注意负数角度的转换。

以上这篇python 计算方位角实例(根据两点的坐标计算)就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持我.

原文链接：https://blog.csdn.net/JohinieLi/article/details/81041550 。

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