CN102665168A - 面向行车实际安全应用的车联网高效广播方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向行车实时安全应用的车联网高效广播方法，以车载 GPS 定位信息作为参考，通过对车节点间相对运动方向、相对位置进行判断，并且计算相对距离判断是否在给定距离阈值以内来确定合适的消息广播域，实现了消息的高效广播，为车联网信息传递提供了一种有效的方法。

Description

面向行车实际安全应用的车联网高效广播方法

技术领域

本发明属于车联网高效广播策略领域，具体涉及一种面向行车实际安全应用的车联网高效广播方法。

背景技术

车联网(Vehicular Ad-hoc Network，VANET)是专门为车辆间通信而设计的车辆自组织网络，主要用于辅助驾驶、区域警告以及应用服务。与传统的移动自组网(Mobile Ad-hoc Network，MANET)不同，它有着网络拓扑高度动态变化和运行轨迹可预测等特点，其网络结构主要分为车与车(Vehicle-to-vehicle，V2V)和车与基础设施(Vehicle-to-Infrastructure，V2I)两类。本发明主要考虑V2V的情况，但是也适用于V2I的结构。

在现有的消息广播方法中，往往只将车节点的位置信息、运动信息以及链路状态信息中的某一两个因素作为路由的主要判据。例如文献(Ozan K.Tonguz and F.Bai，“DV-CAST：A Distributed Vehicular Broadcast Protocolfor Vehicular Ad Hoc Networks，”IEEE Wireless Communications，2010)仅依据节点位置信息以及单跳区域链接状态信息进行广播。由于该方法是基于存储-转发机制的，因此该协议并不满足行车安全应用中的实时性要求。然而，由于VANET网络的高动态性及环境的复杂性，以及具体的行车安全应用对消息广播及时、可靠性的要求。仅仅考虑某一两方面因素并不能满足既有效抑制广播风暴又及时、可靠广播消息的需求，本发明因此而来。

发明内容

为了克服背景技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种面向行车安全应用的车联网高效广播方法，主要致力于解决突发事件消息的高效广播问题。通过对源节点和目的节点间运动方向(同向或反向)、位置关系(目的节点位于源节点的前方或者后方)以及节点间相对距离信息(相对距离是否在给定阈值以内)进行判断，从而决定是否转发突发事件消息。该广播方法利用车载GPS(全球卫星定位系统)获取的车节点间实时的位置信息来选择性转发消息，使得消息仅传递给需要的节点，不仅使消息的传递更加高效，而且有助于抑制广播风暴，提高信道的利用率。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种面向行车实际安全应用的车联网高效广播方法，所述车联网中车载节点不仅周期地向邻居车载节点发送位置更新消息，当产生突发事件时车载节点还向邻居车载节点发送突发事件消息，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)源节点开始向作为其邻居车载节点的目的节点广播信息；

(2)目的节点接收到该消息后，判断接收到的消息是否为位置更新消息；如果接收到的消息为位置更新消息则更新邻居节点信息表；否则判定该消息是突发事件消息，并至少进行以下之一的判断：

i)根据两车载节点方向角之差判断目的节点与源节点运动方向是否一致；

ii)根据节点方向角和坐标比较判断目的节点是否位于源节点后方；

iii)根据车载节点的GPS数据计算两车载节点间相对距离，判断目的节点与源节点的相对距离是否在给定距离阈值以内；

(3)当且仅当目的节点与源节点运动方向一致、目的节点位于源节点后方以及目的节点与源节点的相对距离在给定距离阈值以内三个条件同时成立时，该目的节点才向自身的邻居车载节点转发该消息；否则该目的节点直接丢弃该消息。

优选的，所述方法步骤(2)中当目的节点接收到源节点广播的消息后，先根据消息包判断源节点与目的节点是否相同；当源节点与目的节点相同时，该目的节点直接丢弃该消息；否则该目的节点进行接收到的消息是否为位置更新消息的判断步骤。

优选的，所述方法步骤(2)中当判定该消息是突发事件消息后，先判断目的节点中广播消息序列表中是否存在该消息的记录；当广播消息序列表中存在该消息的记录时，该目的节点丢弃该消息；否则该目的节点更新广播消息序列表，然后进行目的节点与源节点运动方向是否一致、目的节点是否位于源节点后方以及目的节点与源节点的相对距离是否在给定距离阈值以内的判断。

优选的，所述方法步骤(3)中当目的节点与源节点运动方向一致、目的节点位于源节点后方以及目的节点与源节点的相对距离在给定距离阈值以内三个条件同时成立时，该目的节点先执行延迟函数进行延迟时间处理，然后延迟时间届满后判断目标节点中广播消息序列表中是否存在该消息的记录；当目标节点中广播消息序列表中没有该消息的记录时，将该消息的消息生存跳数递减后，向自身的邻居车载节点转发该消息。

优选的，所述方法中当延迟时间届满后目标节点中广播消息序列表中存在该消息的记录，该目标节点丢弃该消息。

优选的，所述方法中延迟函数为：

$t=\frac{k}{d}+\mathrm{\δ}---\left(\mathrm{II}\right);$

其中k为一正常数，并且取k使得t＜2δ，d为目的节点与源节点间的相对距离，δ为单个数据包的发射时延，该函数输出为延时时间t，时间单位为ms。

优选的，所述方法步骤(2)中目的节点与源节点运动方向是否一致的判断包括：

A1)若源节点、目的节点的地面航向角之差α落在区间(-45°，45°)或(315°，359.9°)或(-359.9°，-315°)中时，表示二者同向；

A2)当源节点、目的节点的地面航向角之差α落在区间(-225°，-135°)或(135°，225°)中时，表示二者反向；

其中假设源节点A(Lng1，Lat1)和目的节点B(Lng2，Lat2)的地面航向角分别为α₁和α₂，且源节点、目的节点的地面航向角之差α＝α₁-α₂的绝对值。

优选的，所述方法步骤(2)中目的节点是否位于源节点后方的判断包括：

B1)当0°＜α₁＜90°或270°＜α₁＜359.9°时，Lat2-Lat1＞0表示B位于A的前方，当Lat2-Lat1＜0表示B位于A的后方；

B2)当α1＝90°时，Lng2-Lng1＜0表示B位于A的前方，Lng2-Lng1＞0表示B位于A的后方；

B3)当α₁＝270°时，Lng2-Lng1＞0表示B位于A的前方，Lng2-Lng1＜0表示B位于A的后方；

B4)当90°＜α₁＜270°时，Lat2-Lat1＜0表示B位于A的前方，Lat2-Lat1＞0表示B位于A的后方；

其中假设源节点A(Lng1，Lat1)和目的节点B(Lng2，Lat2)的地面航向角分别为α₁和α₂。

优选的，所述方法步骤(2)中目的节点与源节点的相对距离在给定距离阈值以内的判断包括：

设目的节点B与源节点A经纬度数据(弧度制)分别是(rLng1，rLat1)、(rLng2，rLat2)，则A、B的相对距离D为：

$2*R_{\mathrm{earth}}*\arcsin \sqrt{{\sin }^2\frac{\mathrm{rLat}}{2}+\cos \mathrm{rLat}1*\cos \mathrm{rLat}2*{\sin }^2\frac{\mathrm{rLng}}{2}}---\left(I\right);$

其中rLat＝rLat1-rLat2；rLng＝rLng1-rLng2；R_earth为地球半径。

本发明涉及一种根据车节点间相对运动方向、位置关系及相对距离信息来选择性转发消息的高效广播策略。本发明对常规的消息广播方法进行了改进，加入节点间相对运动方向、相对位置关系和相对距离信息作为广播转发的判据，使得消息仅在需要的区域进行广播，使得在抑制广播风暴的同时提高面向车联网应用的广播效率。

本发明着眼于车辆节点实际安全应用通信场景，优化现有的广播策略以实现消息的高效广播。该协议中包含更新消息和突发消息，对于突发事件消息，仅当目的节点与源节点运动方向一致、位于源节点后方，且二者相对距离不超过给定阈值时进行消息转发。

路由层广播协议描述如下：

(1)节点周期地发送位置更新消息包；

(2)当节点收到应用层的突发消息后，开始向邻居广播信息；

(3)收到消息后的处理步骤如下：

a)如果是位置更新消息，则更新邻居节点信息表，否则转步骤b；

b)若是突发事件消息，根据两节点方向角之差判断与源节点运动方向是否一致；如果是，则转步骤c，否则丢弃该消息；

c)根据节点方向角和坐标比较判断是否位于源节点后方，是则转步骤d，否则丢弃该消息；

d)根据GPS数据计算两节点间相对距离，判断相对距离是否在给定距离阈值以内，是则转发该消息，否则丢弃该消息。

本发明技术方案中目的节点在接收到突发事件消息之后根据GPS实时位置信息判断与源节点是否运动方向一致、位于源节点后方且相对距离在给定阈值以内，然后决定是否转发该消息。

具体路由层广播协议描述如下：节点周期性地向通信范围内所有节点发送位置更新消息。每个节点分别维护邻居节点信息表和广播消息序列表。邻居节点信息表用于记录邻居节点的位置、地面航向以及速度等信息。广播消息序列表用于记录消息的源节点ID以及序列号。

(1)当节点收到应用层的突发事件消息后，开始向邻居广播消息；

(2)收到消息后的处理步骤如下：

a)如果源节点与目的节点相同，则丢弃该消息。否则转至步骤b；

b)如果是位置更新消息，则更新邻居节点信息表，否则转步骤c；

c)若是突发事件消息，以源节点ID和消息序列号为关键字查找广播消息序列表，若表中有此消息的源节点ID及序列记录，则丢弃该消息，并置消息丢弃标志位Dflag为1，否则记录信源ID及消息序列号，设置Dflag为0，并跳转至步骤d；

d)判断消息生存跳数是否大于0，如果大于0，则转至步骤e，否则把消息提交至处理单元，不转发。

e)判断源、目的节点运动方向是否一致，如果一致则转步骤f，否则把消息提交至处理单元，不转发。判断的方法为：设源节点A(Lng1，Lat1)和目的节点B(Lng2，Lat2)的地面航向角分别为α₁和α₂，且记α＝α₁-α₂的绝对值。若源、目的节点的地面航向角之差落α在区间(-45°，45°)或(315°，359.9°)或(-359.9°，-315°)中时，表示二者同向；当差值落在区间(-225°，-135°)或(135°，225°)中时，表示二者反向。

f)判断目的节点是否位于源节点后方，是则转步骤g，否则发送至处理单元，不转发。判断方法为：当0°＜α₁＜90°或270°＜α₁＜359.9°时，Lat2-Lat1＞0(＜0)表示B位于A的前方(后方)；当α₁＝90°时，Lng2-Lng1＜0(＞0)表示B位于A的前方(后方)；当α₁＝270°时，Lng2-Lng1＞0(＜0)表示B位于A的前方(后方)；当90°＜α₁＜270°时，Lat2-Lat1＜0(＞0)表示B位于A的前方(后方)。

g)根据车载节点在同一时刻的经纬坐标计算目的节点与信源节点间的相对距离d，判断相对距离是否在给定距离阈值D_max以内，如果是则转至步骤h，否则把消息提交至处理单元，不转发。计算两节点间距离的方法为：设节点A、B经纬度数据(弧度制)分别是(rLng1，rLat1)、(rLng2，rLat2)，则A、B的相对距离D为：

$2*R_{\mathrm{earth}}*\arcsin \sqrt{{\sin }^2\frac{\mathrm{rLat}}{2}+\cos \mathrm{rLat}1*\cos \mathrm{rLat}2*{\sin }^2\frac{\mathrm{rLng}}{2}}---\left(I\right);$

其中rLat＝rLat1-rLat2；rLng＝rLng1-rLng2；R_earth为地球半径。

h)延时t(ms)，若Dflag为零，则消息生存跳数减一，然后转发该消息并提交至处理单元，否则丢弃。延时函数Delayfun为：

(II)；其中k为一正常数，并且取k使得t＜2δ，d为目的节点与信源节点间的相对距离，δ为单个数据包的发射时延，函数输出为延时时间t，时间单位为ms。

本发明公开了一种面向行车安全应用的车联网高效广播方法，以车载GPS定位信息作为参考，通过对车节点间相对运动方向、相对位置进行判断，并且计算相对距离判断是否在给定距离阈值以内来确定合适的消息广播域，实现了消息的高效广播，为车联网信息传递提供了一种有效的方法。与现有技术相比，本发明具有以下显著的优点：

(1)广播消息前先根据节点间相对运动方向、相对位置以及相对距离信息确定广播域，确保消息仅传递给需要的车节点，这样不仅使得消息广播更高效，而且有助于抑制广播风暴，提高信道的利用率；

(2)这种广播方法特别适用于紧急突发消息的广播，为行车安全应用领域的技术进步拓展了空间；

(3)判断节点间运动方向、相对位置，计算相对距离仅用到了位置坐标信息和方向角，计算简便。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明参考坐标系示意图；

图2为本发明节点相对运动方向示意图；

图3为本发明收到广播消息后的处理算法流程图；

图4是本发明实施例广播方法在具体通信场景(1)下的工作效果图。

具体实施方式

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。

实施例

如图4所示为本实施例广播方法在具体通信场景(1)下的工作效果图。其中用大写英文字母标识的带箭头方框代表车节点，箭头表示运动方向；连接两车节点的实线(或虚线)表示消息的传递方向，实线表示消息转发的实际路径。各节点的邻居节点关系如下表1所示。各节点周期性广播位置更新消息，节点收到邻居节点的位置更新消息后更新邻居节点信息表。图中A节点在某一时刻产生事件消息MSG，设置消息生存跳数为3，消息序列号为x(消息序列为按序循环递增产生)，广播该消息。A的邻居节点B、C、G、K和L收到此消息，收到此消息后各节点执行处理算法，具体过程为：

a.K节点由于与信源节点A运动方向不同，更新广播消息序列表，发送消息至处理单元，不转发。

b.L节点对收到消息MSG后的处理同K节点。

c.对于G节点，由于信源节点A位于自己后方，更新广播消息序列表，提交MSG至处理单元，不转发。

d.对于B节点，更新广播消息序列表，提交MSG至处理单元，同时置丢弃标志位Dflag为0。又因为处于A节点的后方且与A节点同向，执行延时函数延时时间T_b。

e.对于C节点，更新广播消息序列表，提交MSG至处理单元，同时置丢弃标志位Dflag为0。又因为处于A节点的后方且与A节点同向，执行延时函数延时时间T_c。

f.根据延时函数Delayfun可知，由于C节点到A节点的相对距离大于B节点到A节点的相对距离，所以C节点的延时时间T_c小于B节点的延时时间T_b。C节点在延时Ta时间后将消息MSG的生存跳数减一，然后转发该消息。B节点在延时时间内收到了C转发的MSG，此时B是第二次收到同一个消息，B将按收到广播消息后的处理算法把消息丢弃，不转发。

按此广播方法，C节点转发此消息MSG，其邻居节点A、B、D、J和K都将收到此消息，但只有D节点转发此消息MSG。根据以上说明，A产生的事件消息MSG将沿着路经A-C-D-E-F被转发。消息MSG到达节点F后，由于生存跳数为0而不再转发。在此通信场景下经过三次转发，消息MSG有效传播至节点A、B、C、D、E、F、G、I、J、K和L。

表1通信场景(1)节点邻居关系表

本实施例中车联网广播的消息包括两类：一是以1秒为周期广播的位置更新消息，另一类是事件触发的突发事件消息。车载节点收到消息后，如果是位置更新消息，则更新邻居节点信息表；如果是突发事件消息，则依次判断目的节点与源节点运动方向是否一致、是否位于源节点后方、与源节点间的相对距离是否在给定距离阈值以内，若都满足，则转发该消息，否则丢弃该消息。下面将对具体收到广播消息后的处理方法做进一步描述。

1)当收到位置更新消息时，具体更新邻居节点信息表算法如下：

S101)以节点ID为关键字查邻居节点信息表，若节点记录存在则更新记录，更新标志位置0x80，转步骤S104)；否则转步骤S102)。

S102)若路由表未满，则增加一条节点记录并更新标志位置0x80，转步骤S104)；否则转步骤S103)。

S103)按最近最久未使用原则，删除一条最久没有使用的节点记录(即更新标志位为0x00)，并写入新节点的记录，同时更新标志位置0x80，转步骤S104)。

S104)将路由表中其他记录的更新标志位右移一位，更新结束。

2)当收到突发事件消息后，要依次进行车节点间相对运动方向、相对位置的判断和相对距离的计算。

首先判断两车节点的相对运动方向。节点相对运动方向的判断以两节点地面航向之差为依据(地面航向的取值范围为0.0°至359.9°)。计算过程中参考坐标系约定为：以东经经度值为正，西经经度值为负；北纬纬度值为正，南纬纬度值为负，地面航向角以正北方向为参考基准，如图2所示。

设源节点a和目的节点b的方向角分别为α₁和α₂，当两节点方向角之差α＝α₁-α₂在区间(-45°，45°)或(315°，359.9°)或(-359.9°，-315°)时，表示节点a、b同向；当差值在区间(-225°，-135°)或(135°，225°)中时，表示节点a、b反向。如图3所示，图中箭头表示某时刻节点的运动方向向量，A区域表示与此节点同向的向量取值范围，B区域表示与此节点反向的向量取值范围。若目的节点b运动方向向量落在A区域，即b与a同向，则进行下一步判断，否则丢弃该突发事件消息。

在判断节点a、b的运动方向之后，进行节点间相对位置的判断，由方向角和坐标共同决定，坐标选取两节点在同一时刻的GPS数据(Longitude，Latitude)以弧度制来表示。设a的坐标为(rLng1，rLat1)，地面航向为α₁；b的坐标为(rLng2，rLat2)，地面航向为α₂判断方法如下：

1)0°≤α₁＜90°或270°＜α₁≤359.9°时，rLat2-rLat1＞0，表示b位于a的前方；rLat2-rLat1＜0，表示b位于a的后方。

2)α₁＝90°时，rLng2-rLng1＞0，表示b位于a的前方；rLng2-rLng1＜0，表示b位于a的后方。

3)α₁＝270°时，rLng2-rLng1＜0，表示b位于a的前方；rLng2-rLng1＞0，表示b位于a的后方。

4)90°＜α₁＜270°时，rLat2-rLat1＜0，表示b位于a的前方；

rLat2-rLat1＞0，表示b位于a的后方。

当且仅当b位于a后方时，进行下一步判断；否则丢弃该突发事件消息。

最后进行节点间相对距离的计算，采用如下计算公式，即a、b相对距离D为：

$2*R_{\mathrm{earth}}*\arcsin \sqrt{{\sin }^2\frac{\mathrm{rLat}}{2}+\cos \mathrm{rLat}1*\cos \mathrm{rLat}2*{\sin }^2\frac{\mathrm{rLng}}{2}}---\left(\mathrm{II}\right);$

其中rLat＝rLat1-rLat2；rLng＝rLng1-rLng2；R_earth为地球半径，取值为6378.137千米。设给定距离阈值为D_max，则当D≤D_max时，转发该突发事件消息；否则丢弃该消息。节点收到广播消息后的处理算法流程见图3。

综上所述，采用本发明后，能够为突发事件消息选择合适的广播域，使得消息能够高效地传递给需要的节点，同时广播风暴问题也能得到有效抑制。由此可见，本发明具有实质性技术特点和显著的技术进步，其应用前景非常广阔。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种面向行车实际安全应用的车联网高效广播方法，所述车联网中车载节点不仅周期地向邻居车载节点发送位置更新消息，当产生突发事件时车载节点还向邻居车载节点发送突发事件消息，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）源节点开始向作为其邻居车载节点的目的节点广播信息；

（2）目的节点接收到该消息后，判断接收到的消息是否为位置更新消息；如果接收到的消息为位置更新消息则更新邻居节点信息表；否则判定该消息是突发事件消息，并至少进行以下之一的判断：

i）根据两车载节点方向角之差判断目的节点与源节点运动方向是否一致；

ii）根据节点方向角和坐标比较判断目的节点是否位于源节点后方；

iii）根据车载节点的GPS数据计算两车载节点间相对距离，判断目的节点与源节点的相对距离是否在给定距离阈值以内；

（3）当且仅当目的节点与源节点运动方向一致、目的节点位于源节点后方以及目的节点与源节点的相对距离在给定距离阈值以内三个条件同时成立时，该目的节点才向自身的邻居车载节点转发该消息；否则该目的节点直接丢弃该消息。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（2）中当目的节点接收到源节点广播的消息后，先根据消息包判断源节点与目的节点是否相同；当源节点与目的节点相同时，该目的节点直接丢弃该消息；否则该目的节点进行接收到的消息是否为位置更新消息的判断步骤。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（2）中当判定该消息是突发事件消息后，先判断目的节点中广播消息序列表中是否存在该消息的记录；当广播消息序列表中存在该消息的记录时，该目的节点丢弃该消息；否则该目的节点更新广播消息序列表，然后进行目的节点与源节点运动方向是否一致、目的节点是否位于源节点后方以及目的节点与源节点的相对距离是否在给定距离阈值以内的判断。

4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（3）中当目的节点与源节点运动方向一致、目的节点位于源节点后方以及目的节点与源节点的相对距离在给定距离阈值以内三个条件同时成立时，该目的节点先执行延迟函数进行延迟时间处理，然后延迟时间届满后判断目标节点中广播消息序列表中是否存在该消息的记录；当目标节点中广播消息序列表中没有该消息的记录时，将该消息的消息生存跳数递减后，向自身的邻居车载节点转发该消息。

5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述方法中当延迟时间届满后目标节点中广播消息序列表中存在该消息的记录，该目标节点丢弃该消息。

6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述方法中延迟函数为：

t=k/d+δ          （II）；

其中k为一正常数，并且取k使得t<2δ，d为目的节点与源节点间的相对距离，δ为单个数据包的发射时延，该函数输出为延时时间t，时间单位为ms。

7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（2）中目的节点与源节点运动方向是否一致的判断包括：

A1）若源节点、目的节点的地面航向角之差α落在区间（-45°，45°）或（315°，359.9°）或（-359.9°，-315°）中时，表示二者同向；

A2）当源节点、目的节点的地面航向角之差α落在区间（-225°，-135°）或（135°，225°）中时，表示二者反向；

其中假设源节点A（Lng1，Lat1）和目的节点B（Lng2，Lat2）的地面航向角分别为α1和α2，且源节点、目的节点的地面航向角之差α=|α1-α2|。

8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（2）中目的节点是否位于源节点后方的判断包括：

B1）当0°<α1<90°或270°<α1<359.9°时，Lat2- Lat1 > 0表示B位于A的前方，当Lat2- Lat1< 0表示B位于A的后方；

B2）当α1=90°时，Lng2- Lng1< 0表示B位于A的前方，Lng2- Lng1>0表示B位于A的后方；

B3）当α1=270°时，Lng2- Lng1 >0表示B位于A的前方，Lng2- Lng1<0表示B位于A的后方；

B4）当90°<α1<270°时，Lat2- Lat1<0表示B位于A的前方，Lat2- Lat1>0表示B位于A的后方；

其中假设源节点A（Lng1， Lat1）和目的节点B（Lng2，Lat2）的地面航向角分别为α1和α2。

9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（2）中目的节点与源节点的相对距离在给定距离阈值以内的判断包括：

设目的节点B与源节点A经纬度数据（弧度制）分别是（rLng1， rLat1）、（rLng2， rLat2），则A、B的相对距离D为：

 （I）；

其中rLat= rLat1-rLat2；rLng=rLng1-rLng2；R_earth为地球半径。

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