Что называют географическими координатами

Географические координаты

Географи́ческие координа́ты определяют положение точки на земной поверхности или, более широко, в географической оболочке.

Содержание

Широта

Широта́ — угол φ между местным направлением зенита и плоскостью экватора, 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.

От широты места, как и от времени года, зависит продолжительность дня.

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.

Широту места можно определить с помощью таких астрономических инструментов как секстант или гномон (прямое измерение), также можно воспользоваться системами GPS или ГЛОНАСС (косвенное измерение).

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.

Выбор нулевого меридиана произволен и зависит только от соглашения. Сейчас за нулевой меридиан принят Гринвичский меридиан, проходящий через обсерваторию в Гринвиче, на юго-востоке Лондона. В качестве нулевого ранее выбирались меридианы обсерваторий Парижа, Кадиса, Пулково и т. д.

От долготы зависит местное время.

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

В навигации в качестве начала системы координат выбирается центр масс транспортного средства (ТС). Переход начала координат из инерциальной системы координат в географическую (т.е из в ) осуществляется исходя из значений широты и долготы. Координаты центра географической системы координат в инерциальной принимают значения (при расчёте по шарообразной модели Земли):

Ориентация осей в географической системе координат (ГСК) выбирается по алгоритму.

Ось X (другое обозначение — ось E) — ось, направленная на восток. Ось Y (другое обозначение — ось N) — ось, направленная на север. Ось Z (другое обозначение — ось Up) — ось, направленная на вертикально вверх.

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 [2]

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.

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. [источник не указан 476 дней]

При необходимости форматы можно пересчитать самостоятельно: 1° = 60′ минутам, 1′ минута = 60″ секундам. Также можно использовать специализированные сервисы. См. ссылки.

Источник

Системы координат. Определение географических и прямоугольных координат.

Координатами называются угловые или линейные вели­чины, определяющие положение точек на какой-либо поверхности или в пространстве.

Существует много различных систем координат. Для опреде­ления положения точек на земной поверхности применяются глав­ным образом географические, плоские прямоугольные и полярные координаты.

1. Географические координаты.Географическими координа­тами называются угловые величины — широта и долгота, опреде­ляющие положение точек на земном шаре.

Географической широтой называется угол между от­весной линией в данной точке земной поверхности и плоскостью экватора. Широту принято обозначать греческой буквой φ (фи). Очевидно, что для любой точки М на поверхности шара (рис. 47) угол MCN будет широтой этой точки. Широты отсчитываются по дуге меридиана в обе стороны от экватора, начиная с 0° до 90°. В северном полушарии широты считаются северными, а в юж­ном — южными.

Все точки, лежащие на одной географической парал­лели, имеют одинаковую ши­роту, поэтому одна широта еще не определяет положения точки на земной поверхности, Необходимо знать вторую ко­ординату — долготу.

Географической дол­готой называется угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью ме­ридиана, условно принятого за начальный. Географиче­скую долготу обычно обозна­чают греческой буквой λ (ламбда). Угол OCN (рис. 6) будет долготой точки М. У нас за начальный принят Гринвичский меридиан. Долготы отсчитываются по дуге эква­тора или параллели в обе стороны от начального меридиана, на­чиная с 0° до 180°. Долготы к востоку от начального меридиана до 180° называются восточными, а к западу — западными. Все точки, лежащие на одном меридиане, имеют одинаковую долготу.

Разность долгот двух пунктов показывает не только их взаим­ное расположение, но и разницу во времени в этих пунктах в один и тот же момент: каждые 15° по долготе соответ­ствуют одному часу времени. Например, долгота г.Москва 37°37′ (восточная), а г.Хабаровск 135°05′, т. е. по­следний лежит восточнее на 97°28′. Таким образом, когда в Мос­кве полдень (13 часов), в Хабаровске 19 часов 30 минут (по пояс­ному времени 20 часов).

Рис. 6. Географические координаты

Определение географических координат по карте. На (рис.7) показано оформление рамок листов топографических карт. Как видно из рисунка, в углах рамки карты подписаны долготы меридианов и широты параллелей, образующих стороны этой рамки. Между внутренней и внешней рамками нанесена шкала, разбитая на минуты широты (по боковым сторонам рамки) и долготы (по верхней и нижней сторонам рамки).

Таким образом, чтобы определить широту какой-либо точки А на карте (рис. 7), надо через эту точку провести параллель, т. е. прямую, соединяющую одноименные деления (или их доли) па шкалах минут западной и восточной сторон рамки, а затем по одной из этих шкал отсчитать широту параллели. Это и будет ши­рота определяемой точки А. Проводить при этом параллель через весь лист карты не требуется, а нужно лишь отметить наколом циркуля или коротким штрихом точку ее пересечения со шкалой минут, по которой будет производиться отсчет широты. Для отсчета широты надо сосчитать по шкале, сколько минут заключается между южной стороной рамки карты и параллелью определяемой точки, и полученное число минут прибавить к широте южной стороны рамки.

Рис. 7. Оформление рамки листа топографической карты (масштаба1 :100 000)

Аналогично, пользуясь шкалами минут северной и южной сторон рамки карты, определяют и долготу точки. На (рис. 7) широта точки А будет 54°58′,6, а долгота 37°31′,0 (восточная).

Для точного определения географических координат по карте необходимо иметь линейку длиной не менее 40 см.

На картах последних лет издания минуты на шкалах широт и долгот дополнительно разбиты точками на 10-секундные деления, что позволяет определять географические координаты с точностью порядка 3-4« (см. рис. 7).

2. Плоские прямоугольные координаты. Плоскими прямоугольными координатами называются линейные величины — абсцисса и ордината, определяющие положение точек на плоскости.

Две взаимно перпендикулярные прямые X и Y, относительно которых определяется положение точек (рис. 8), называются осями координат; из них ось X называется осью абсцисс, а ось Y — осью ординат. Точка пересечения осей — точка О — называется началом координат.

Оси координат делят плоскость на четыре четверти, счет которых ведется в топографии по ходу часовой стрелки от положительного направления оси Х. Заположительное направление осей координат принимается для оси абсцисс (X) направление на севep, а для оси ординат (У) — на восток.

Положение любой точки М на плоскости относительно начала координат О (рис. 8) определяется кратчайшими расстояниями до нее от осей координат, измеренными в каких-либо мерах длины, например в метрах. Эти расстояния, являющиеся координатами точек, изобразятся, очевидно, отрезками прямых линий, перпендикулярных к одной из координатных осей и параллельных другой.

Координата X— абсцисса — вверх от оси Y считается положительной, а вниз от нее — отрицательной.

Координата Y — ордината — вправо от оси Y считается положительной, а влево от нее — отрицательной.

Таким образом, точки на (рис. 8) будут иметь следующие координаты:

Рис. 8. Прямоугольные координаты

Использование координатной сетки при работе на карте.Координатная сетка весьма широко используется при работе на карте. Основное ее назначение — облегчить и упростить определение прямоугольных координат точек местности при целеуказании по карте. Вместе с тем она облегчает ориентирование на карте и указание на ней местоположения различных объектов при докладах, постановке задач, передаче распоряжений и составлении донесений. Наконец, она помогает быстро оценивать по карте на глаз расстояния и определять азимуты направлений.

Приближенное указание объектов и ориентирование на карте.Чтобы указать приближенно местоположение какого-нибудь пункта на карте, достаточно назвать квадрат сетки, в котором он расположен. Для этого надо прочитать за рамкой карты оцифровку вертикальной и горизонтальной километровых линий, образующих нижний левый (юго-западный) угол квадрата. При этом не обходимо обязательно соблюдать следующее правило: сначала прочитывать и называть оцифровку (номер) горизонтальной километровой линии, а затем вертикальной, т. е. сначала называть абсциссу X, потом ординату Y.

Например, командир, ориентирующий по карте своих подчиненных в обстановке, указывая местоположение точки с отметкой 118,0 (рис. 9), скажет: «Квадрат сорок, сорок два: высота с отметкой 118,0». В письменных же донесениях и других документах этот пункт будет обозначаться так: «Высота с отметкой 118,0 (4042)».

Рис. 9. Обозначение дополнительной сетки за рамкой карты

Для получения ординаты Y записывают левую (вертикальную) сторону того же квадрата (т.е. 77) и затем приписывают X ней расстояние в метрах, измеренное от нее по перпендикуляру до определяемой точки, т. е. отрезок п (750 м).

Таким образом, в данном примере координаты точки М будут:

Х =36 330 м; Υ= 77 750 м.

Так как в данном случае при определении координат точки М цифровое обозначение километровых линий было записано неполностью, а лишь последними двумя их цифрами (36 и 77), то такие координаты называют сокращенными координатами точки М. В таком виде координаты обычно и записываются при определении их по карте.

Рис. 10. Определение по карте прямоуголь­ных координат цели

Если же оцифровку километровых линий записывать полностью, то получим полные координаты, как они обычно записываются в специальных списках (каталогах) координат геодезических пунктов. В нашем примере (рис. 57) полные координаты точки М запишутся так:

Χ = 6 136 330 м; Υ = 5 577 750 м.

Измерение координат точек по карте и нанесение точек на карту по координатам производятся обычным способом, применяемым при измерении и откладывании прямых отрезков по масштабу карты, т. е. с помощью циркуля, или же по линейке с миллиметровыми делениями. Для этой же цели могут применяться специальные координатомеры, которые несколько упро­щают работу, заменяя при этом масштаб, циркуль и линейку. На (рис. 10) показан простейший координатомер, который легко изготовить самому из картона или пластика. Оцифровка координатомера и пользование им ясны из рисунка.

Точность определения по карте прямоугольных координат точек ограничивается не только ее масштабом, но и величиной погрешностей, допускаемых при съемке или составлении карты в нанесении на нее различных точек и объектов местности. Наиболее точно — с ошибкой, не превышающей 0,2 мм,— на карту наносятся геодезические пункты и наиболее резко выделяющиеся на местности и видимые издали предметы, имеющие значение ориентиров и определяемые как геодезические пункты (отдельные колокольни, фабричные трубы, постройки башенного типа). Поэтому координаты таких точек возможно определять по карте примерно с той же точностью, с какой они на нее наносятся (т. е. с ошибкой 10—15 м для карты масштаба 1 :50000 и 20—30 м для карты масштаба 1 : 100 000).

Остальные ориентиры и точки контуров наносятся на карту, а следовательно, и определяются по ней с ошибкой до 0,5 мм, а точки, относящиеся к нечетко выраженным на местности контурам (например, контуру болота),— с ошибкой до 1 мм.

Нанесение на карту точки по координатам.Разберем это на примере (рис. 11). Допустим, требуется с помощью координатомера нанести на карту обнаруженную цель М, координаты которой

Χ= 65450 м; Υ = 90 850 м.

Первые две цифры координат указывают, что цель находится в квадрате, у которого нижняя сторона имеет значение 65, а левая 90. Накладываем на этот квадрат координатомер так, чтобы одна из его шкал совпала с нижней стороной квадрата и нуль шкалы был справа. Передвигаем координатомер вдоль горизонтальной стороны квадрата до тех пор, пока против левой его стороны не придется деление шкалы с отсчетом 850 м. После этого против отсчета 450 м на вертикальной шкале координатомера накалываем точку М.

Рис. 11. Нанесение на карту целей по прямоуголь­ным координатам

Источник

Определение географических координат

Содержание:

Географические координаты — это широта и долгота, характеризующие положение конкретной точки на поверхности планеты.

Широтой называют величину части меридиана между данной точкой и экватором. Он измеряется в диапазоне от 0 до 90º. В одном полушарии широты бывают северными (с. ш.), в другом – южными (ю. ш.).

Долгота – величина части параллели между данной точкой и начальным (Гринвичским) меридианом. Измеряются в диапазоне от 0 до 180º. Следование идет на восток от первого меридиана – долготы называются восточными (в. д.), в другую сторону – западными (з.д.).

Также существует географическая сетка – она состоит из линий пересечения меридианов и параллелей.

Начинают с поиска широты – для этого придется вычислить полушарие и параллель, на которой расположена точка.

Например: Город Санкт-Петербург. Географически он в северном полушарии, параллель – 60º, соответственно широта – 60ºс. ш.

Если точка расположилась посреди параллелей, нарисованных на карте/глобусе, то понадобится выявить широту ближайшей параллели со стороны экватора. Дальше число градусов меридиана от выбранной линии до места суммируется с этой ближайшей широтой.

Например: Москва – город в северном полушарии (немного в сторону от линии в 50 градусов). Число градусов по меридиану между этой параллелью и местом равняется 6. Соответственно, вычисления – 50+6= 56º.

Процесс вычисления широты:

Определения долготы

Понадобится найти полушарие и меридиан, на котором расположена точка. Если она находится между 2 меридианами, то высчитывается долгота рядом лежащей линии со стороны Гринвича, потом прибавить к ней количество градусов дуги параллели между ним и самим городом.

Процесс вычисления долготы:

Источник

Географические координаты — определение широты и долготы на карте

Умение вычислять географические координаты необходимо во многих профессиях. Но также знания о том, как вычислить широту и долготу и определить по ним свое местонахождение, пригодится каждому. Более того, такие навыки могут даже спасти жизнь в чрезвычайной ситуации или же во время длительных туристических походов. Никаких особых премудростей и сложностей в этом деле нет. Достаточно разобраться с тем, что это такое, как пользоваться такими данными. Возможно, некоторое время для вас это станет настоящим развлечением — узнавать точные данные о координатах мест, которые вы мечтаете посетить.

Что такое географические координаты?

Любая точка на планете Земля имеет свои точные координаты, которые привязаны к единой системе значений. Это возможно за счет того, что наша планета имеет форму сферы, и по ней можно проложить визуальные горизонтальные и вертикальные линии. Для наглядности можно взять макет Земли или нарисовать его, и нанести сетку из параллельных и перпендикулярных линий, обтекающих ее по всей ее площади. В местах пересечения отметить любые точки, и соотнести полученные значения со стандартными значениями из таблиц геокоординат. Это и будет яркий пример, по которому вы легко сможете узнать, как вычислять геокоординаты, и научиться это делать без чьей-либо помощи.

Рис.1 Экватор и нулевой меридиан на карте мира

Что такое широта и долгота в географии?

Система координат имеет свои принципы измерения, единые для всех. Что долгота, что широта вычисляются в градусах угла, отсчет начала которого приходится на центр сферы, а конечная точка — на нужный объект на поверхности Земли.

Кроме этих данных, может учитываться еще одна величина — высота. Она больше используется в том случае, когда надо визуализировать трехмерное пространство. Например, такие знания пригодятся, если надо будет выяснить положение конкретного места относительно уровня моря. Конечно, для определения геокоординат можно применять специальные формулы, а можно пойти путем наших предков, и сделать это самостоятельно, вручную. Тем более, что это — увлекательный процесс и не трудоемкий.

Важно! Таким образом, вывод относительно того, что такое система координат, можно сделать следующий: это комбинация величин углов для определения разных точек на поверхности земного шара. Все подсчеты обычно производятся относительно 2 отправных точек — нулевого меридиана и экватора. Параллельно экватору, который считается абсолютным нулем по ширине, определяют линии, так и называемые “параллели” или широта. А перпендикулярно ему — линии, которые называются меридианы, или долгота.

Экватор делит земной шар на 2 полушария, крайние точки которых будут иметь угол 90 градусов. Названия присваиваются по названию полюсов, то есть северное и южное. Обозначения буквами в соответствии с международными стандартами бывает таким:

А нулевой меридиан, за который берется воображаемая линия в Гринвиче, — на западное и восточное. Обозначения буквами по общепринятой системе выглядят так:

Важно! Предельное значение долготы показывает 180°, так как оно составляет ½ сферы, то бишь ½ от 360°.

Соответственно — любая точка будет включать в своем обозначении местонахождения одну цифру из системы параллелей, вторую — из системы меридиан. Кстати, для многих эта линия будет действительно лишь воображаемой, но для жителей самого Гринвича — самой что ни на есть реальной, ведь в месте прохождения нулевого меридиана по земле проведен контур.

Рис.2 Физическая карта Европы

Как определить широту и долготу на карте?

Еще давние предки стремились понять, как систематизировать все полученные знания о новых землях, как определить их местонахождение, чтобы всем было понятно. И уже в те времена мореплаватели начали рисовать первые карты, в которых отмечали отмеченные во время своих путешествий расстояний. За основу брались привычные для всех на тот момент измерительные системы.

Чтобы разобраться с тем, как найти координаты конкретного города, например, Сочи или Владивостока, или любого места на Земле, надо выяснить отдельно обе составляющие этого значения.

Для определения расстояния на карте изображены параллели — линии, которые проведены параллельно экватору, что делает процесс нахождения геокоординат очень удобным даже для школьника. Весь процесс будет состоять из следующих шагов:

Примеры определения

Координаты городов России и стран мира в таблице

Чтобы узнать, где расположено нужное вам место, можно также воспользоваться специальными картами и таблицами онлайн. Это — самое простое решение, ведь не надо будет самостоятельно высчитывать и находить по адресу интересующий вас объект.

Таблица 1. Координаты городов России

Геокоординаты не только помогают морякам, пилотам, исследователям ориентироваться в пути при отсутствии видимости или нахождении в пространстве без каких-либо опознавательных знаков. Имея знания и понимание принципов расчета, можно применить эти знания на практике, например, пользуясь компасом в турпоходе и ориентируясь по координатам в длительных путешествиях.

Для большего погружения в тему географических координат, рекомендуем посмотреть видео:

Источник