方位角・两点间距离计算(经纬度)

输入两个地点的经纬度,即可通过Haversine公式计算大圆距离(最短距离),以及从出发点看向到达点的方位角(与正北方向的夹角)。

什么是方位角与大圆距离

地球上两点之间的最短路径,并不是地图上的一条直线,而是沿球面弯曲的曲线,这条路径称为大圆航线,其长度就是大圆距离。方位角则表示站在出发点时,目的地相对于正北方向的夹角。只需输入两点的经纬度,本工具即可同时算出方位角、大圆距离,以及从到达点看回出发点的反方位角。

在长距离路线中,沿大圆航线前进时行进方向会逐渐变化,因此这里显示的方位角只是出发时刻的数值,与到达时的实际朝向并不相同。基于同样的原因,反方位角也不会正好是正方位角旋转180度后的结果,两点经度差越大,这种偏差就越明显。

方位角与大圆距离的计算步骤

  1. 输入出发点的经纬度 请使用十进制格式。南半球请输入负纬度,西经地区请输入负经度。
  2. 输入到达点的经纬度 以相同格式输入目的地坐标。在地图服务中右键点击某地点即可获取坐标。
  3. 查看计算结果 页面会显示方位角、大圆距离与反方位角,方位角旁还会附上北北东等方位名称。

用好本工具的小技巧

  • 此处显示的方位角是「出发点的初始方位角」,即出发时罗盘所指的方向。长距离路线沿大圆航线前进时方向会逐渐变化,因此到达时的方位角与出发时不同。
  • 反方位角(从到达点看出发点的方向)不一定正好是正方位角旋转180度。由于地球是球体,两点经度差越大,这种偏差就越明显。
  • 请以十进制度数格式输入经纬度(例如东京站为35.6812, 139.7671)。度分秒格式需先转换为十进制。
  • 南半球地点请输入负纬度,西经地点请输入负经度。

方位角与距离计算的应用场景

查询两座城市间的距离

直观了解航班的大致距离,或理解时差产生的背景。可以看到与地图直觉不同的真实最短距离。

确定天线的朝向

输入目标电台或卫星的坐标,即可求出从安装地点看去的方位角,可用于定向天线的调整。

用于地理学习

通过实际数值,直观理解大圆航线为何在地图上呈现为曲线,建立对球面距离的感性认识。

户外活动中确认方向

根据当前位置与目的地坐标即可得知应前进的方向,可作为地图与指南针配合使用时的参考。

方位角与测地学术语

方位角
以正北为0度、顺时针测量的方向角度。90度为东,180度为南,270度为西。
大圆距离
球面上两点之间最短路径的长度,与平面地图上测得的直线距离并不一致。
反方位角
从到达点看回出发点的方位角。由于地球是球体,它不一定正好是正方位角旋转180度后的结果。
Haversine公式
将地球视为球体来计算两点间距离的公式,计算量小,同时具备实用上足够的精度。
正北
地球自转轴所指的方向,与指南针所指的磁北存在因地而异的偏差。

常见问题

基本相同。方位角是以正北为0度、顺时针测量的角度。磁罗盘指向磁北,与真北存在细微偏差(磁偏角),但作为「与地图正北的夹角」这一概念是一致的。

本工具计算的大圆距离是地球表面上的最短路径,但实际航线常因气流、领空限制、空中交通管制等原因偏离大圆航线,加上地球并非完美球体,实际飞行距离可能相差数十至数百公里。

由于地球是球体,两点间的最短路径(大圆航线)在平面地图(如墨卡托投影)上会呈现为曲线。沿曲线前进意味着航向会持续变化,因此出发时与到达时的方位角不同。始终保持恒定方位角前进的路径(等角航线)通常比大圆航线更长。

在Google地图等地图服务中右键点击(或长按)某个地点,即可显示该地点的十进制经纬度,复制后输入本工具即可。
工具君

闲话 ― 为什么「最短距离」看起来不是直线

在世界地图(墨卡托投影)上用直线连接东京和纽约,这条线看起来几乎正朝东方延伸。但实际的最短路径(大圆航线)却是经过阿拉斯加和加拿大北部上空、在地图上大幅向北弯曲的曲线。这正是地图投影法的本质局限所致:将球形地球投影到平面地图上时,必须在面积、角度、距离三者中至少牺牲一项的准确性。

航空公司从东京飞往纽约时,有时会选择接近这条大圆航线的路线。球面上的最短距离往往比平面地图上的直线距离更短,从燃油成本角度而言是重要的选择依据。不过实际航线还要考虑北大西洋强劲的西风急流以及领空・空管等限制,因此与教科书式的大圆航线并不完全一致。

方位角(方位)这一概念,在没有GPS的时代对航海和测量尤为重要。用六分仪测量北极星或太阳的高度角,再用磁罗盘确认方向,进而计算当前位置与目的地之间的方位角与距离——这种「天文导航」,从大航海时代一直到20世纪后期GPS实用化之前,都是船舶确定自身位置的基本手段。