本发明涉及数据分析，尤其涉及一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法。
背景技术：
1、在海洋生态监测过程中，需要根据监测站位之间的距离来规划调查航次日程安排，并估算相应的航次费用。另外，在生态监测采样结束后，生物的水平拖网和底拖网数据处理也需要用到采样起始点和终止点之间的距离。在目前的工作中，若已知两点的经纬度，大都是在arcgis或者surfer等地图制作软件中计算两点之间的距离。然而，地图制作软件的操作需要一定的基础知识和专业技能，操作相对复杂，能熟练操作地图制作软件的工作人员较少。为了提高海洋生态监测中有关站位之间距离计算问题的工作效率，本发明尝试用常用办公软件excel解决从经纬度到两点之间距离的计算问题。
技术实现思路
1、本发明克服了现有技术的缺陷，提供了一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，其重要目的在于减少海洋生态监测航程规划的工作量，快速计算出总航行距离，优化航程规划，节约航次费用，并且提高海洋生态监测后期数据处理效率。
2、为实现上述目的本发明第一方面提供了一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，包括：
3、获取调查站位点a和点b十进制度经纬度数据，并将调查站位的经纬度数据转化成弧度数据；
4、用地球平均半径r与点a和点b的经纬度弧度的三角函数关系表示地球球心o与调查站位点a和点b之间的向量的坐标；
5、基于向量数量积公式求解向量之间的夹角的余弦值；
6、通过反余弦函数求解向量之间的夹角的弧度；
7、基于弧度的定义，弧度为所对的弧长与圆半径之比，可求解的弧长，所述的弧长为点a和点b之间的距离。
8、本方案中，所述获取调查站位点a和点b十进制度经纬度数据，并将调查站位的经纬度数据转化成弧度数据，具体包括：
9、点a和点b的弧度转换公式如下：
10、；
11、其中，为点a的经度弧度转换结果，为点b的经度弧度转换结果，为点a的纬度弧度转换结果，为点b的纬度弧度转换结果，为点a的经度坐标，为点b的经度坐标，为点a的纬度坐标，为点b的纬度坐标。
12、本方案中，所述用地球平均半径r与点a和点b的经纬度弧度的三角函数关系表示地球球心o与调查站位点a和点b之间的向量的坐标，具体包括：
13、以地球球心为原点o，建立x、y和z轴地球坐标系，x轴在赤道平面内并与本初子午线相交，z轴沿地球自转轴方向，y轴与x轴和z轴形成右手坐标系；
14、分别从点a和点b向赤道平面引垂线得到垂足a1和b1，与地球球心o构成向量，为向量在赤道平面的投影向量；
15、经度弧度为向量与x轴的夹角，纬度弧度为向量的夹角；
16、根据地球平均半径 r与点a和点b的经纬度弧度的三角函数关系表示向量和的坐标，具体为：
17、.;
18、其中，为点a的经度弧度转换结果，为点b的经度弧度转换结果，为点a的纬度弧度转换结果，为点b的纬度弧度转换结果。
19、本方案中，所述基于向量数量积公式求解向量之间的夹角的余弦值，具体包括：
20、所述向量的数量积公式为：
21、;
22、所述向量之间的夹角的余弦值的计算公式为：
23、;
24、其中，为向量的模，为向量的模。
25、本方案中，所述通过反余弦函数求解向量之间的夹角的弧度，具体包括：
26、所述夹角的弧度的计算公式为；
27、;
28、其中，为向量之间的夹角的余弦值。
29、本方案中，所述基于弧度的定义，弧度为所对的弧长与圆半径之比，可求解的弧长，所述的弧长为点a和点b之间的距离，具体包括：
30、所述圆心角的数学表达式为：
31、=∠aob=;
32、其中，为点a和点b与地球球心o形成的圆心角，即∠aob，为所对的弧长，r为地球平均半径；
33、所述的求解公式为：
34、;
35、其中，为弧长， r为地球平均半径。
36、本发明第二方面提供了一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包含基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序，所述基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
37、获取调查站位点a和点b十进制度经纬度数据，并将调查站位的经纬度数据转化成弧度数据；
38、用地球平均半径r与点a和点b的经纬度弧度的三角函数关系表示地球球心o与调查站位点a和点b之间的向量的坐标；
39、基于向量数量积公式求解向量之间的夹角的余弦值；
40、通过反余弦函数求解向量之间的夹角的弧度；
41、基于弧度的定义，弧度为所对的弧长与圆半径之比，可求解的弧长，所述的弧长为点a和点b之间的距离。
42、本发明第三方面还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序，所述适用于基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序被处理器执行时，实现如权利要求中任一项所述的基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法的步骤。
43、与现有技术方案相比，本发明具备以下的有益效果：
44、（1）本发明利用向量数量积和弧度的有关知识，阐明从经纬度求解出两点之间距离的计算方法，计算方法简单；
45、（2）本发明使用了excel中的这四个三角函数，编辑出了从经纬度求解出两点之间距离的计算公式，使用的函数数量少，计算方式快捷。
46、（3）本发明利用excel读取调查站位经纬度数据，通过编辑入excel的距离计算公式，实现返回输出端的两点之间的距离，操作方式简便。
47、因此，本发明所述的一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法是省时省力省心的一种方法。
1.一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，其特征在于，所述获取调查站位点a和点b十进制度经纬度数据，并将调查站位的经纬度数据转化成弧度数据，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，其特征在于，所述用地球平均半径r与点a和点b的经纬度弧度的三角函数关系表示地球球心o与调查站位点a和点b之间的向量的坐标，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，其特征在于，所述基于向量数量积公式求解向量之间的夹角的余弦值，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，其特征在于，所述通过反余弦函数求解向量之间的夹角的弧度，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法，其特征在于，所述基于弧度的定义，弧度为所对的弧长与圆半径之比，可求解的弧长，所述的弧长为点a和点b之间的距离，具体包括：
7.一种基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包含基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序，所述基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序，所述适用于基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的基于excel的以向量法用经纬度计算两点之间距离的方法的步骤。
