球面距离的计算经典范例 球面距离的计算经典范例 现行课本中,介绍了球面距离的概念,这方面的习题很多,同学们学习时普遍感到困难.下面给出这类习题解答的示范,以供同学们参考. 1.位于同一纬度线上两点的球面距离 例1 已知 ,B两地都位于北纬 ,又分别位于东经 和 ,设地球半径为 ,求 ,B的球面距离.
分析
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:要求两点 ,B的球面距离,过 ,B作大圆,根据弧长公式,关键要求圆心角 的大小(见图1),而要求 往往首先要求弦 的长,即要求两点的球面距离,往往要先求这两点的直线距离. 解 作出直观图(见图2),设 为球心, 为北纬 圈的圆心,连结 , , , , .由于地轴 平面 . ∴ 与 为纬度 , 为二面角 的平面角. ∴ (经度差). △ 中, . △ 中,由余弦定理, . △ 中,由余弦定理: , ∴ . ∴ 的球面距离约为 . 2.位于同一经线上两点的球面距离 例2 求东经 线上,纬度分别为北纬 和 的两地 ,B的球面距离.(设地球半径为 ).(见图3) 解 经过 两地的大圆就是已知经线. , . 3.位于不同经线,不同纬线上两点的球面距离 例3 地位于北纬 ,东经 ,B地位于北纬 ,东经 ,求 ,B两地之间的球面距离.(见图4) 解 设 为球心, , 分别为北纬 和北纬 圈的圆心,连结 , , . △ 中,由纬度为 知 , ∴ , . △ 中, , ∴ , ∴ . 注意到 与 是异面直线,它们的公垂线为 ,所成的角为经度差 ,利用异面直线上两点间的距离公式. ( 为经度差) . △ 中, . ∴ . ∴ 的球面距离约为 .