Измерение долготы и широты. Определение координат

Система географических координат необходима для того, чтобы с большой точностью определять местонахождение объекта на поверхности Земли. Как известно, эта система состоит из географической широты и долготы. Первый элемент из этой системы представляет собой угол между местным зенитом (полуднем) и плоскостью экватора, составляющий значение от 0 до 90 градусов к западу или востоку от границы экватора. Долгота – это угол, образованный двумя плоскостями: меридиана, проходящего через данную точку местности и гринвичского меридиана, т.е. нулевой точки. От последнего начинается отсчет долготы, составляющей значения от 0 до 180 градусов к востоку и западу (восточная и западная долгота). Знание, как ориентироваться на местности с помощью определения по широте и долготе, поможет сообщить свои точные координаты при возникновении экстренной ситуации, когда вы оказались в незнакомом месте, которое не обозначено на карте, или заблудились в лесу. О том, как можно определить широту и долготу своего местонахождения, можно узнать далее.

Часы для определения места по ширине и долготе

Как определить место по широте и долготе

Определение местной географической долготы осуществляется с помощью обычных часов. Для этого необходимо установить на них точное время местности нахождения в данный момент. Затем следует определить время местного полудня, в этом поможет проверенный временем способ: необходимо найти метровую или полутораметровую палку, воткнуть ее вертикально в землю. Длина линии падающей тени будет показывать промежутки времени, которые нужно засекать. Момент, когда тень будет наиболее короткой, является местным зенитом, т.е. гномон показывает точно 12 часов дня, при этом направление тени – с юга на север.

В это время нужно засечь время на часах – это будет показание среднего гринвичского времени. Из этого значения нужно вычесть показатель, который берется из таблицы уравнения времени. Эта поправка возникает из-за непостоянства угловой скорости движения и зависимости от времени года. Учитывая эту поправку, среднее значение гринвичского времени приводится к истинному солнечному. Получившаяся разница между этим солнечным временем (т.е.12 часов) и гринвичским с учетом поправки, необходимо перевести в градусное значение. Для этого нужно знать, что за один час Земля вращается на 15 градусов (если разделить 360 градусов на 24 часа) долготы, или на 1 градус за четыре минуты. Если полдень в данной местности наступает раньше гринвичского, в своих расчетах указывайте восточную долготу, если позже, тогда западную. Чем ближе координаты искомой местности к полярным областям, тем точнее окажутся измерения долготы.

Поле того, как найдено значение долготы, можно приступать к определению значения широты конкретной местности. Для начала необходимо определить длительность дневного времени суток, которая начинается с восхода и заканчивается заходом солнца. Далее нужно составить номограмму, т.е. определение широты: в левой части указывается значение продолжительности светового дня, в правой – дата. Если объединить эти значения, можно определить место пересечения географической широты со средней частью. Найденное место будет обозначать местную широту. При определении широты относительно южного полушария необходимо прибавить 6 месяцев к необходимой дате. Второй способ заключается в нахождении широты с помощью обычного транспортира: для этого фиксируется отвес (нитка с грузиком) по центру этого инструмента, а его основание наводится на Полярную Звезду. Угол, образуемый отвесом и основанием транспортира, нужно уменьшить на величину 90 градусов, т.е. отнять это значение из его величины. Значение этого угла показывает высоту Полярной Звезды, т.е. высоту полюса над горизонтом. Поскольку географическая широта равна величине полюса над горизонтом конкретно взятого места, то это значение будет указывать его градус.

Каждая точка поверхности планеты имеет определенное положение, которому соответствует собственная координата по широте и долготе. Она находится на пересечении сферических дуг меридиана, отвечающего за долготу, с параллелью, что соответствует широте. Обозначается парой угловых величин, выраженных в градусах, минутах, секундах, что имеет определение системы координат.

Широта и долгота - это географический аспект плоскости или сферы, перенесенный на топографические изображения. Для более точного нахождения какого-либо пункта берется во внимание также его высота над уровнем моря, что позволяет найти его в трехмерном пространстве.

Необходимость найти точку по координатам широты и долготы возникает по долгу службы и по роду занятий у спасателей, геологов, военных, моряков, археологов, летчиков и водителей, но может понадобиться и туристам, путешественникам, искателям, исследователям.

Что такое широта и как ее найти

Широтой называют расстояние от объекта до линии экватора. Имеряется в угловых единицах (таких как градус, град, минута, секунда и т.д.). Широта на карте либо глобусе обозначается горизонтальными параллелями - линиями, описывающими окружность параллельно экватору и сходящимися в виде ряда сужающихся колец к полюсам.

Поэтому различают широту северную - это вся часть земной поверхности севернее экватора, а также южную - это вся часть поверхности планеты южнее экватора. Экватор - нулевая, самая длинная параллель.

Параллели от линии экватора к северному полюсу принято считать положительной величиной от 0° до 90°, где 0° - это собственно сам экватор, а 90° - это вершина северного полюса. Они считаются как северная широта (с.ш.).
Параллели, исходящие от экватора в сторону южного полюса, обозначены отрицательной величиной от 0° до -90°, где -90° - это место южного полюса. Они считаются как южная широта (ю.ш.).
На глобусе параллели изображаются опоясывающими шар окружностями, которые уменьшаются с их приближением к полюсам.
Все пункты на одной параллели будут обозначаться единой широтой, но различной долготой.
На картах, исходя из их масштаба, параллели имеют форму горизонтальных, изогнутых дугой, полос - чем меньше масштаб, тем прямее изображена полоса параллели, а чем крупнее - тем она более изогнута.

Запомните! Чем ближе к экватору располагается заданная местность, тем меньшей будет ее широта.

Что такое долгота и как ее найти

Долгота - это величина, на которую удалено положение заданной местности относительно Гринвича, то есть нулевого меридиана.

Долготе аналогично присуще измерение в угловых единицах, только с 0° до 180° и с приставкой - восточная либо западная.

Нулевой меридиан Гринвича вертикально опоясывает шар Земли, проходя через оба полюса, разделяя его на западное и восточное полушария.
Каждая из частей, находящихся к западу от Гринвича (в западном полушарии) , будет носить обозначение западной долготы (з.п.).
Каждая из частей, удаленная от Гринвича на восток и расположенная в восточном полушарии, будет носить обозначение восточной долготы (в.п.).
Нахождение каждой точки по одному меридиану имеют единую долготу, но различную широту.
Меридианы нанесены на карты в виде вертикальных полос, изогнутых в форме дуги. Чем мельче масштаб карты, тем прямее будет полоса меридиана.

Как найти координаты заданной точки по карте

Зачастую приходится узнавать координаты пункта, который расположен на карте в квадрате между двумя ближайшими параллелями и меридианами. Приблизительные данные можно получить на глазок, оценив последовательно шаг в градусах между нанесенными на карту линиями в интересующем районе, а затем сопоставив удаленность от них искомой местности. Для точных вычислений понадобятся карандаш с линейкой, или же циркуль.

За исходные данные берем обозначения ближайших к нашей точке параллели с меридианом.
Далее смотрим шаг между их полосами в градусах.
Потом смотрим величину их шага по карте в см.
Измеряем линейкой в см расстояние от заданной точки до ближайшей параллели, а также расстояние между этой линией и соседней, переводим в градусы и берем во внимание разницу - вычитая от большей, либо прибавляя к меньшей.
Таким образом получаем широту.

Пример! Расстояние между параллелями 40° и 50°, среди которых находится наша местность, составляет 2 см либо 20 мм, а шаг между ними - 10°. Соответственно, 1° равен 2 мм. Наша точка удалена от сороковой параллели на 0,5 см либо 5 мм. Находим градусы до нашей местности 5/2 = 2,5°, которые нужно прибавить к значению ближайшей параллели: 40° + 2,5° = 42,5° - это наша северная широта заданной точки. В южном полушарии вычисления аналогичны, но результат имеет отрицательный знак.

Аналогично находим долготу - если ближайший меридиан находится дальше от Гринвича, а заданный пункт ближе - то разницу вычитаем, если меридиан к Гринвичу ближе, а пункт дальше - то прибавляем.

Если под рукой нашелся только циркуль, то его его кончиками фиксируется каждый из отрезков, а распор переносится на масштаб.

Похожим образом производятся вычисления координат на поверхности глобуса.

Умение «читать» карту - очень интересное и полезное занятие. Сегодня, когда с помощью инновационных технологий можно виртуально посетить любой уголок мира, владение такими навыками встречается очень редко. Географическая широта изучается в школьной программе, но без постоянной практики нельзя закрепить теоретические знания, получаемые в общеобразовательном курсе. Картографические навыки развивают не только и воображение, но и являются необходимой базой для многих сложных дисциплин. Желающим приобрести профессию штурмана, геодезиста, архитектора и военного просто необходимо знать основные принципы работы с картой и планом. Определение географической широты - обязательный навык, которым должен владеть любитель реальных путешествий и просто образованный человек.

Глобус

Прежде чем перейти к алгоритму величин, необходимо более подробно познакомиться с глобусом и картой. Потому что именно на них и придётся тренировать свои навыки. Глобус - это уменьшенная модель нашей Земли, на которой изображена её поверхность. Автором самой первой модели считают М. Бехайма - создателя знаменитого «Земного яблока» в 15 веке. История развития картографических знаний располагает сведениями и о других знаменитых глобусах.

Мультитач. Эта интерактивная модель - современное изобретение, которое позволяет «побывать» в любой точке мира, не затрачивая много времени и усилий!
Небесный. Этот глобус показывает расположение космических светил - зеркально. Ведь когда мы любуемся прекрасным ночным небом, мы находимся «внутри» купола, а на данный глобус вынуждены смотреть снаружи!
У одного из коллекционеров - Ш.Миссине - хранится глобус выточенный из яйца страуса. Это одна из самых первых карт данного материка.

На глобусе можно точно определить географическую широту, ведь на нём меньше всего искажений. Но для большей достоверности необходимо пользоваться специальной гибкой линейкой.

Карты

Глобус не очень удобно брать с собой в путешествие, к тому же он становится тем бесполезнее, чем меньше у него размер. И со временем люди стали пользоваться картой. Она, конечно же, имеет больше погрешностей, так как на листе бумаги очень трудно достоверно изобразить выпуклую форму Земли, но более удобна и проста в использовании. Карты имеют несколько классификаций, но мы остановимся на их различии по масштабу, так как говорим о приобретении навыков определения координат.

Крупномасштабные. Так называются чертежи с масштабом (М) от 1:100 000 до 1:10 000. Если карта имеет М 1:5 000, и крупнее, то она уже называется планом.
Среднемасштабные. Так называют чертежи поверхности Земли, которые имеют ММ от 1:1 000 000 до 1:200 000.
Мелкомасштабные. Это чертежи с М 1:1 000 000 и меньше, например - ММ 1:2 000 000, 1:50 000 000 и др.

На крупномасштабной карте легче всего определяется географическая широта, так как изображение на неё наносится более подробно. Это происходит вследствие того, что линии градусной сетки располагаются на небольшом расстоянии.

Географическая широта

Так называют угол между нулевой параллелью и отвесной линией в заданной точке. Полученное значение может быть только в пределах 90 градусов. Важно помнить: экватор делит нашу Землю на южное и Поэтому широта всех точек Земли, которые располагаются выше будет северной, а ниже - южной. Как определить географическую широту объекта? Необходимо внимательно посмотреть, на какой параллели он расположен. Если она не обозначена, то необходимо вычислить, каково расстояние между соседними линиями и определить градус искомой параллели.

Географическая долгота

Это меридиана конкретной точки Земли и который имеет название Гринвичский. Все объекты, находящиеся справа от него, считаются восточными, а слева - западными. Долгота показывает, на каком меридиане располагается искомый объект. Если определяемая точка не находится на обозначенном на карте меридиане, то поступаем так же, как и в случае определения нужной параллели.

Географический адрес

Он имеется у любого объекта на нашей Земле. Пересечение параллелей и меридианов на карте или глобусе называют сеткой (градусной), по которой и определяются координаты искомой точки. Зная их, можно не только определить место, где располагается объект, но и соотнести его положение с другими. Владея информацией о географическом адресе конкретной точки, можно правильно наносить границы территорий на контурные карты.

Пять главных широт

На любой карте выделяются основные параллели, которые облегчают определение координат. Территории, которые находятся между этими главными широтными линиями, в зависимости от местоположения, могут входить в следующие области: заполярье, тропики, экваториальные и умеренные.

Экватор - это самая протяжённая параллель. Длина линий, расположенных выше или ниже него, становится меньше к полюсам. Чему равна географическая широта экватора? Она равняется 0 градусов, так как считается точкой отсчёта параллелей к северу и югу. Территории, которые расположены от экватора до тропиков, называют экваториальными областями.

Северный тропик - основная параллель, которая всегда отмечается на мировых картах Земли. Она располагается на 23 градуса 26 минут и 16 секунд севернее экватора. Другое название этой параллели - Тропик Рака.
Южный тропик - параллель, которая расположена на 23 градуса 26 минут и 16 секунд южнее экватора. Она также имеет второе название - Тропик Козерога. Территории, которые расположены между этими линиями и экватором, называются тропическими областями.
располагается выше экватора на 66 градусов 33 минуты и 44 секунды. Он ограничивает территорию, за которой увеличивается время ночи, ближе к полюсу она достигает 40 суток.

Южный полярный круг. Его географическая широта равняется 66 градусам 33 минутам и 44 секундам. Эта параллель также является границей, за которой начинаются такие явления, как полярные ночь и день. Территории, которые расположены между этими линиями и тропиками, называются умеренными областями, а за ними - полярными.

Отсчитываемый от 0° до 90° в обе стороны от экватора. Географическую широту точек, лежащих в северном полушарии, (северную широту) принято считать положительной, широту точек в южном полушарии - отрицательной. О широтах, близких к полюсам, принято говорить как о высоких , а о близких к экватору - как о низких .

Из-за отличия формы Земли от шара географическая широта точек несколько отличается от их геоцентрической широты, т. е. от угла между направлением на данную точку из центра Земли и плоскостью экватора.

Долгота

Долгота́ - угол λ между плоскостью меридиана , проходящего через данную точку, и плоскостью начального нулевого меридиана, от которого ведётся отсчёт долготы. Долготы от 0° до 180° к востоку от нулевого меридиана называют восточными, к западу - западными. Восточные долготы принято считать положительными, западные - отрицательными.

Высота

Чтобы полностью определить положение точки трёхмерного пространства, необходима третья координата - высота . Расстояние до центра планеты не используется в географии: оно удобно лишь при описании очень глубоких областей планеты или, напротив, при расчёте орбит в космосе.

В пределах географической оболочки применяется обычно "высота над уровнем моря", отсчитываемая от уровня «сглаженной» поверхности - геоида . Такая система трёх координат оказывается ортогональной , что упрощает ряд вычислений. Высота над уровнем моря удобна ещё тем, что связана с атмосферным давлением .

Расстояние от земной поверхности (ввысь или вглубь) часто используется для описания места, однако не служит координатой

Географическая система координат

Основным недостатком в практическом применении ГСК в навигации является большие величины угловой скорости этой системы в высоких широтах, возрастающие вплоть до бесконечности на полюсе. Поэтому вместо ГСК используется полусвободная в азимуте СК.

Полусвободная в азимуте система координат

Полусвободная в азимуте СК отличается от ГСК только одним уравнением, которое имеет вид:

Соответственно, система имеет тоже начальное положение, что ГСК и их ориентация также совпадает с одной лишь разницей, что её оси и отклонены от соответствующих осей ГСК на угол для которого справедливо уравнение

Преобразование между ГСК и полусвободной в азимуте СК осуществляется по формуле

В реальности все расчёты ведутся именно в этой системе, а потом, для выдачи выходной информации происходит преобразование координат в ГСК.

Форматы записи географических координат

Для записи географических координат используется система WGS84 .

Координаты (широта от -90° до +90°, долгота от -180° до +180°) могут записываться:

в ° градусах в виде десятичной дроби (современный вариант)
в ° градусах и " минутах с десятичной дробью
в ° градусах, " минутах и " секундах с десятичной дробью (исторически сложившаяся форма записи)

Разделителем десятичной дроби всегда служит точка. Положительные знаки координат представляются (в большинстве случаев опускаемым) знаком «+», либо буквами: «N» - северная широта и «E» - восточная долгота. Отрицательные знаки координат представляются либо знаком «-», либо буквами: «S» - южная широта и «W» - западная долгота. Буквы могут стоять как впереди, так и сзади.

Единых правил записи координат не существует.

На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаками «-» для отрицательной долготы. На картах Google и картах Яндекс вначале широта, затем долгота (до октября 2012 на картах Яндекс был принят обратный порядок: сначала долгота, потом широта). Эти координаты видны, например, при прокладке маршрутов от произвольных точек. При поиске распознаются и другие форматы.

В навигаторах по умолчанию чаще показываются градусы и минуты с десятичной дробью с буквенным обозначением, например, в Navitel , в iGO . Вводить координаты можно и в соответствии с другими форматами. Формат градусы и минуты рекомендуется также при радиообмене в морском деле.

В то же время часто используется и исконный способ записи с градусами, минутами и секундами. В настоящее время координаты могут записываться одним из множества способов или дублироваться двумя основными (с градусами и с градусами, минутами и секундами) . Как пример, варианты записи координат знака «Нулевой километр автодорог Российской Федерации» -- 55.755831 , 37.617673 55°45′20.99″ с. ш. 37°37′03.62″ в. д. / 55.755831 , 37.617673 (G) (O) (Я) :

55.755831°, 37.617673° -- градусы
N55.755831°, E37.617673° -- градусы (+ доп. буквы)
55°45.35"N, 37°37.06"E -- градусы и минуты (+ доп. буквы)
55°45"20.9916"N, 37°37"3.6228"E -- градусы, минуты и секунды (+ доп. буквы)

Ссылки

Географические координаты всех городов на Земле (англ.)
Географические координаты населённых пунктов Земли (1) (англ.)
Географические координаты населённых пунктов Земли (2) (англ.)
Пересчет координат из градусов в градусы/минуты, в градусы/минуты/секунды и обратно
Пересчет координат из градусов в градусы/минуты/секунды и обратно

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Географические координаты" в других словарях:

См. Координаты. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 1991 … Геологическая энциклопедия

- (широта и долгота), определяют положение точки на земной поверхности. Географическая широта j угол между отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0 до 90ш в обе стороны от экватора. Географическая долгота l угол… … Современная энциклопедия

Широта и долгота, определяют положение точки на земной поверхности. Географическая широта? угол между отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0 до 90. в обе стороны от экватора. Географическая долгота? угол между… … Большой Энциклопедический словарь

Угловые величины, определяющие положение точки на поверхности Земли: широта – угол между отвесной линией в данной точке и плоскостью земного экватора, отсчитывается от 0 до 90° (к северу от экватора северная широта и к югу южная широта); долгота… … Морской словарь

Существует много различных систем координат, Все они служат для определения положения точек на земной поверхности. Сюда относятся главным образом географические координаты, плоские прямоугольные и полярные координаты. Вообще координатами принято называть угловые и линейные величины, определяющие точек на какой-либо поверхности или в пространстве.

Географические координаты - это угловые величины - широта и долгота, определяющие положение точки на земном шаре. Географической широтой называется угол, образованный плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке земной поверхности. Эта величина угла показывает, насколько та или иная точка на земном шаре севернее или южнее экватора.

Если точка расположена в Северном полушарии, то ее географическая широта будет называться северной, а если в Южном полушарии - южной широтой. Широта точек, расположенных на экваторе, равна нулю градусов, а на полюсах (Северном и Южном) - 90 градусов.

Географической долготой также является угол, но образованный плоскостью меридиана, принятого за начальный (нулевой), и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку. Для однообразия определения условились начальным меридианом считать меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (близ Лондона) и именовать его Гринвичским.

Все точки, расположенные от него к востоку, будут иметь восточную долготу (до меридиана 180 градусов), а к западу от начального - западную долготу. На рисунке ниже показано, как определять положение точки А на земной поверхности, если известны ее географические координаты (широта и долгота).

Заметим, что разность долгот двух пунктов на Земле показывает не только их взаимное расположение по отношению к нулевому меридиану, но и разницу во в этих пунктах в один и тот же момент. Дело в том, что каждые 15 градусов (24-я часть окружности) по долготе равны одному часу времени. Исходя из этого, можно по географической долготе определять разность во времени в этих двух точках.

Например.

Москва имеет долготу 37°37′ (восточную), а Хабаровск -135°05′, то есть лежит восточнее 97°28′. Какое время имеют эти города в один и тот же момент? Простые расчеты показывают, что если в Москве 13 часов, то в Хабаровске 19 часов 30 минут.

На рисунке ниже показано оформление рамки листа любой карты. Как видно из рисунка, в углах этой карты подписываются долгота меридианов и широта параллелей, образующих рамку листа данной карты.

Со всех сторон рамка имеет шкалы, разбитые на минуты. И для широты и для долготы. Более того, каждая минута точками разделена на 6 равных участков, которые соответствуют 10 секундам долготы или широты.

Таким образом, для того, чтобы определить широту какой-либо точки М на карте, надо через эту точку провести линию, параллельную нижней или верхней рамке карты, и прочитать справа или слева по шкале широты, соответствующие градусы, минуты, секунды. В нашем примере точка М имеет широту равную 45°31’30».

Аналогично проводя вертикаль через точку М параллельно боковому (ближнему к данной точке) меридиану границы данного листа карты, читаем долготу (восточную) равную 43°31’18».

Нанесение на топографическую карту точки по заданным географическим координатам.

Нанесение на карту точки по заданным географическим координатам производится в обратной последовательности. Вначале находят на шкалах указанные географические координаты, а потом через них проводят параллельную и перпендикулярную линии. Пересечение их на покажет точку с заданными географическими координатами.

По материалам книги «Карта и компас — мои друзья».
Клименко А.И.