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#!/usr/bin/perl

#!/usr/bin/perl -d:ptkdb

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# libmap.pl -  Conversion GPS and Map-X/Y Coordinates

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# Copyright (C) 2009  Rainer Walther  (rainerwalther-mail@web.de)

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# Creative Commons Lizenz mit den Zusaetzen (by, nc, sa)

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# Es ist Ihnen gestattet: 

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#   Komplett: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/legalcode

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# 2009-03-06 0.0.1 rw created

# 2009-04-01 0.1.0 rw RC1

# 2009-05-13 0.1.1 rw MapGpsAt() added

# 2009-05-22 0.1.2 rw add default Map dir

# 2009-07-22 0.1.3 rw Map Offset_x, Offset_y added

# 2009-08-08 0.1.4 rw atan -> atan2

# 2009-11-04 0.1.5 rw Lon > 180

# 2010-09-09 0.1.6 rw rename map/map.pl --> libmapdef.pl

#

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$Version{'libmap.pl'} = "0.1.6 - 2010-09-09";

use Geo::Ellipsoid;     # http://search.cpan.org/dist/Geo-Ellipsoid-1.12/lib/Geo/Ellipsoid.pm

use Math::Trig;

if ( ! defined Cfg->{'map'}->{'MapDir'} )

    {

    # set default map directory

    $Cfg->{'map'}->{'MapDir'} = "map";

    }

require "libmapdef.pl";   # Landkarte

#

# Convert GPS (Lat,Lon) to pixel coordinates in map

#

sub MapGps2XY ()

    {

    my ($Lat, $Lon, $Bearing) = @_;

    # Aktuell gültige Karte

    my %Map = %{$Maps{'Current'}};

    my $Map_Geo = Geo::Ellipsoid->new( 'units' => 'degrees',

                                       'distance_units' => 'meter',

                                       'ellipsoid' => 'WGS84',

                                       'longitude' => 1,         # Symmetric: -pi..pi

                                     );

    # P1 -> P2: Entfernung und Richtung

    my ($P1P2_Dist_m, $P1P2_Bearing) = $Map_Geo->to( $Map{'P1_Lat'}, $Map{'P1_Lon'}, $Map{'P2_Lat'}, $Map{'P2_Lon'} );

    my $dx_p = $Map{'P2_x'} - $Map{'P1_x'};

    my $dy_p = $Map{'P2_y'} - $Map{'P1_y'};

    my $P1P2_Dist_p = sqrt($dx_p*$dx_p + $dy_p*$dy_p);

    my $PixRes = $P1P2_Dist_m / $P1P2_Dist_p ;        # 1 Pixel = $PixRes Meter

    my $Phi = rad2deg atan2 ($dy_p, $dx_p);

    my $PhiRef = $P1P2_Bearing - $Phi;                # Winkel zwischen N und Bild-Horizont

    # P1 -> Target: Entfernung und Richtung

    my ($T_Dist_m, $T_Bearing) = $Map_Geo->to( $Map{'P1_Lat'}, $Map{'P1_Lon'}, $Lat, $Lon );

    my $Alpha = deg2rad($T_Bearing - $PhiRef);        # Winkel zw. Bild-Horizont und Target

    my $T_dx_p = cos($Alpha) * $T_Dist_m / $PixRes;

    my $T_dy_p = sin($Alpha) * $T_Dist_m / $PixRes;

    my $X_p = $Map{'P1_x'} + $T_dx_p + $Map{'Offset_x'};

    my $Y_p = $Map{'P1_y'} + $T_dy_p - $Map{'Offset_y'};

    # map calibration adjustment

    $X_p += $Map{'Offset_x'};

    $Y_p -= $Map{'Offset_y'};  

    $Angel = $Bearing - $PhiRef;

    return ($X_p, $Y_p, $Angel);

    }

#

# Convert pixel coordinates in map to GPS (Lat,Lon)

#

sub MapXY2Gps ()

    {

    my ($X, $Y) = @_;

    # Aktuell gültige Karte

    my %Map = %{$Maps{'Current'}};

    # map calibration adjustment

    $X -= $Map{'Offset_x'};

    $Y += $Map{'Offset_y'};

    my $Map_Geo = Geo::Ellipsoid->new( 'units' => 'degrees',

                                       'distance_units' => 'meter',

                                       'ellipsoid' => 'WGS84',

                                       'longitude' => 1,         # Symmetric: -pi..pi

                                     );

    # P1 -> P2: Entfernung und Richtung

    my ($P1P2_Dist_m, $P1P2_Bearing) = $Map_Geo->to( $Map{'P1_Lat'}, $Map{'P1_Lon'}, $Map{'P2_Lat'}, $Map{'P2_Lon'} );

    my $dx_p = $Map{'P2_x'} - $Map{'P1_x'};

    my $dy_p = $Map{'P2_y'} - $Map{'P1_y'};

    my $P1P2_Dist_p = sqrt($dx_p*$dx_p + $dy_p*$dy_p);

    my $PixRes = $P1P2_Dist_m / $P1P2_Dist_p ;        # 1 Pixel = $PixRes Meter

    my $Phi = rad2deg atan2 ($dy_p, $dx_p);

    my $PhiRef = $P1P2_Bearing - $Phi;                # Winkel zwischen N und Bild-Horizont

    my $dx = $X - $Map{'P1_x'};

    my $dy = $Y - $Map{'P1_y'};

    my $Phi = rad2deg atan2 ($dy, $dx);

    my $Bearing = $PhiRef + $Phi;

    my $Dist = $PixRes * sqrt($dx*$dx + $dy*$dy);

    my ($Lat, $Lon) = $Map_Geo->at( $Map{'P1_Lat'}, $Map{'P1_Lon'}, $Dist, $Bearing );

    return ($Lat, $Lon);

    }

#

# Get Bearing, Distance from 2 GPS Points

#

sub MapGpsTo()

    {

    my ($Lat1, $Lon1, $Lat2, $Lon2) = @_;

    my $Map_Geo = Geo::Ellipsoid->new( 'units' => 'degrees',

                                       'distance_units' => 'meter',

                                       'ellipsoid' => 'WGS84',

                                       'longitude' => 1,         # Symmetric: -pi..pi

                                     );

    my ($Dist, $Bearing) = $Map_Geo->to( $Lat1, $Lon1, $Lat2, $Lon2);

    return ($Dist, $Bearing);

    }

#

# Get Target from GPS-Point, Bearing, Distance

#

sub MapGpsAt()

    {

    my ($Lat, $Lon, $Dist, $Bearing) = @_;

    my $Map_Geo = Geo::Ellipsoid->new( 'units' => 'degrees',

                                       'distance_units' => 'meter',

                                       'ellipsoid' => 'WGS84',

                                       'longitude' => 1,         # Symmetric: -pi..pi

                                     );

    my ($Target_Lat, $Target_Lon) = $Map_Geo->at( $Lat, $Lon, $Dist, $Bearing);

    return ($Target_Lat, $Target_Lon);

    }

# Angel geographic North to Map Horizont

sub MapAngel()

    {

    # Aktuell gültige Karte

    my %Map = %{$Maps{'Current'}};

    my $Map_Geo = Geo::Ellipsoid->new( 'units' => 'degrees',

                                       'distance_units' => 'meter',

                                       'ellipsoid' => 'WGS84',

                                       'longitude' => 1,         # Symmetric: -pi..pi

                                     );

    # P1 -> P2: Entfernung und Richtung

    my ($P1P2_Dist_m, $P1P2_Bearing) = $Map_Geo->to( $Map{'P1_Lat'}, $Map{'P1_Lon'}, $Map{'P2_Lat'}, $Map{'P2_Lon'} );

    my $dx_p = $Map{'P2_x'} - $Map{'P1_x'};

    my $dy_p = $Map{'P2_y'} - $Map{'P1_y'};

    my $Phi = rad2deg atan2 ($dy_p, $dx_p);

    my $PhiRef = $P1P2_Bearing - $Phi;                # Winkel zwischen N und Bild-Horizont     

    return ($PhiRef);

    }

1;

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