📐 Calculadora de distància geodèsica - Mètode de Vincenty

Calcula la distància més curta entre dos punts a la superfície terrestre amb alta precisió. Aquest algorisme considera que la Terra és un el·lipsoide, no una esfera perfecta.

🎯 0) Introducció: Per què Vincenty?

La Terra no és una esfera perfecta, sinó que està lleugerament aixafada pels pols (com una pilota que pressionem per dalt i per baix). Aquesta forma s'anomena el·lipsoide.

📊 Comparació de precisió:
⚠️ Aplicacions pràctiques: Aquest mètode s'utilitza en navegació aèria i marítima, sistemes GPS, cartografia professional i qualsevol aplicació que requereix càlculs precisos de distància a llarga distància.

🧮 1) Entrada de dades

Introdueix les coordenades en graus decimals (ex: 41.3851 per Barcelona). Pots usar els valors per defecte per veure un exemple real.

📍 Exemple pràctic: Les coordenades per defecte corresponen a:

📍 Punt d'origen (A)

Positiva per Nord, negativa per Sud Positiva per Est, negativa per Oest

🎯 Punt de destinació (B)

🔍 2) Passos del càlcul (explicat pas a pas)

📐 Pas 1: Constants de l'el·lipsoide WGS-84

Aquests són els valors estàndard que defineixen la forma de la Terra:

  • Semieix major (a): \( a = 6.378.137 \text{ m} \) (radi equatorial)
  • Aplatisament (f): \( f = \frac{1}{298,257223563} \) (quant s'aixafa als pols)
  • Semieix menor (b): \( b = a \times (1 - f) \approx 6.356.752 \text{ m} \) (radi polar)
💡 Visualització: Si la Terra fos una pilota de bàsquet, la diferència entre 'a' i 'b' seria de només uns 3 mm. Per a càlculs de precisió, aquesta petita diferència és crucial.

🔄 Pas 2: Conversió a radians i latitud reduïda

Totes les fórmules trigonomètriques requereixen angles en radians:

\[ \text{radians} = \text{graus} \times \frac{\pi}{180} \]

\[ U = \arctan((1 - f) \times \tan(\phi)) \]

🎯 Per què la latitud reduïda? La latitud geodèsica (φ) mesura l'angle respecte a l'equador, però la latitud reduïda (U) és el que necessitem per als càlculs a l'el·lipsoide. És com "projectar" el punt sobre una esfera auxiliar.

🔄 Pas 3: Bucle iteratiu (el cor de Vincenty)

Aquest mètode resol una equació que no té solució algebraica directa, així que ho fa per aproximacions successives:

  1. Calcular \( \sin\sigma \) i \( \cos\sigma \) (distància angular)
  2. Determinar l'azimut \( \sin\alpha \)
  3. Calcular el factor de correcció \( C \)
  4. Actualitzar \( \lambda \) fins que canviï menys de \( 10^{-12} \) radians
⚡ Convergència ràpida: Normalment es necessiten menys de 10 iteracions per obtenir una precisió submil·limètrica. Cada iteració millora el valor aproximat.

📏 Pas 4: Càlcul de la distància final

Un cop tenim els valors convergits, calculem la distància real en metres:

\[ s = b \times A \times (\sigma - \Delta\sigma) \]

On \( A \) i \( \Delta\sigma \) són factors de correcció per l'el·lipticitat de la Terra.

🧭 Pas 5: Càlcul dels rumbs (direccions)

La línia geodèsica no és una línia recta en un mapa pla, sinó una corba en l'el·lipsoide:

Rumb inicial (des de A cap a B): \[ \alpha_1 = \arctan2( \cos U_2 \sin \lambda, \cos U_1 \sin U_2 - \sin U_1 \cos U_2 \cos \lambda ) \]

Rumb final (arribant a B des de A): \[ \alpha_2 = \arctan2( \cos U_1 \sin \lambda, -\sin U_1 \cos U_2 + \cos U_1 \sin U_2 \cos \lambda ) \]

✈️ Exemple pràctic: En un vol transatlàntic, el rumb inicial podria ser 245° (sud-oest) i el rumb final 230° (sud-oest més pronunciat). Aquesta diferencia es deu a la curvatura de la ruta geodèsica.

📊 3) Resultats del càlcul

⏳ Esperant dades... Introdueix les coordenades i prem el botó per calcular.

📚 4) Referències i utilitats

🧭 Conversions útils

📖 Referències bibliogràfiques