Что относится к географическим координатам

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

Что относится к географическим координатам

Что такое географические координаты: широта и долгота

Определить местоположение точки на планете Земля, как и на любой другой планете сферической формы, возможно с помощью географических координат – широты и долготы. Пересечения под прямым углом кругов и дуг создают соответствующую сетку, что позволяет однозначно определить координаты. Наглядный пример – обыкновенный школьный глобус, разлинованный горизонтальными кругами и вертикальными дугами. О том, как пользоваться глобусом будет рассказано ниже.

Данная система измеряется в градусах (градус угла). Угол рассчитывается строго от центра сферы до точки на поверхности. Относительно оси, градус угла широты рассчитывается по вертикали, долготы – по горизонтали. Для вычисления точных координат существуют специальные формулы, где не редко встречается еще одна величина – высота, которая служит в основном для представления трехмерного пространства и позволяет производить вычисления для определения положения точки относительно уровня моря.

Широта и долгота – термины и определения

Земная сфера разделена воображаемой горизонтальной линией на две равные части света – северное и южное полушария – на положительный и отрицательный полюса соответственно. Так введены определения северной и южной широт. Широта представляется в виде параллельных относительно экватора кругов, называемых параллелями. Сам экватор со значением 0 градусов выступает отправной точкой для измерений. Чем ближе параллель к верхнему или нижнему полюсу, тем меньше ее диаметр и тем выше или ниже угловой градус. Например, город Москва расположен на 55-м градусе северной широты, что определяет местонахождение столицы как приблизительно равноудаленное и от экватора, и от северного полюса.

Меридиан – так называется долгота, представляемая в виде вертикальной дуги строго перпендикулярной кругам параллели. Сфера разделена на 360 меридианов. Точкой отсчета является нулевой меридиан (0 градусов), дуги которого проходят по вертикали через точки северного и южного полюсов и распространяются в восточном и западном направлениях. Таким образом определяется угол долготы от 0 до 180 градусов, вычисляемый значениями от центра до крайних точек к востоку или югу.

В отличие от широты, точкой отсчета которой служит экваториальная линия, любой меридиан может быть нулевым. Но для удобства, а именно удобства отсчета времени, определили гринвичский меридиан.

Географические координаты – место и время

Широта и долгота позволяют назначать тому или иному месту на планете точный географический адрес, измеряемый градусами. Градусы, в свою очередь, делятся на меньшие величины, такие как минуты и секунды. Каждый градус дробится на 60 частей (минут), а минута – на 60 секунд. На примере Москвы запись выглядит так: 55° 45′ 7″ N, 37° 36′ 56″ E или 55 градусов, 45 минут, 7 секунд северной широты и 37 градусов, 36 минут, 56 секунд южной долготы.

Интервал между меридианами составляет 15 градусов и около 111 км по линии экватора – такое расстояние Земля, вращаясь, проходит за один час. Для полного оборота, составляющего сутки, потребуется 24 часа.

Используем глобус

Модель Земли точно передана на глобусе с реалистичной прорисовкой всех материков, морей и океанов. В качестве вспомогательных линий проведены на карте глобуса параллели и меридианы. Практически любой глобус имеет в своей конструкции серпообразную меридиану, которая устанавливается на основании и служит вспомогательным мерилом.

Меридианная дуга оснащена специальной градусной шкалой, по которой определяется широта. Долготу можно узнать посредством еще одной шкалы – обруча, горизонтально установленного на уровне экватора. Отметив пальцем искомое место и вращая глобус вокруг своей оси к вспомогательной дуге, фиксируем значение широты (в зависимости от местонахождения объекта она окажется либо северной, либо южной). Затем отмечаем данные шкалы экватора в месте ее пересечения с меридианной дугой и определяем долготу. Узнать – восточная это или южная долгота, можно только относительно нулевого меридиана.

Источник

Точность определения координат GPS и ГЛОНАСС

Что такое широта и как ее найти

Широтой называют расстояние от объекта до линии экватора. Измеряется 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.

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

Видео

Замер расстояний с помощью градусной сетки

Определять географические координаты проще всего с помощью градусной сетки. Она нанесена на любую карту или глобус и позволяет определить точное местоположение объекта на местности.

Градусная сетка состоит из параллелей и меридианов, которые отсчитываются от экватора и Гринвичского нулевого меридиана соответственно.

Эти данные используются для определения расстояний по карте. Зная координаты определенных объектов на карте, можно рассчитать примерное расстояние между ними, так как каждый градус равен 111,1 км. В данном случае роль играет направление расположения объектов (рисунок 2).

К примеру, если расстояние высчитывается с севера на юг, нужно сначала определить широту северного и широту южного пункта, а затем умножить получившееся число на 111,1. Этого достаточно, так как длина меридианов в любой точке планеты является примерно одинаковой.

Рисунок 2. Так выглядит градусная сетка

Расчеты расстояний с востока на запад сложнее. В случае с широтой длина параллели уменьшается к полюсам. Например, на экваторе она составляет 111 км, на 20 градусе северной или южной широты составляет уже 105 км, а на полюсах уменьшается до нуля. Именно поэтому нужно точно знать количество километров, соответствующее одному градусу на каждой широте. На 40 градусе северной широты один градус равен 85,4 км, а на 60 – уже 55,8 км. К счастью, это число указано на каждой параллели на глобусах и картах. Итак, сначала придется узнать долготу искомых объектов, а потом ориентироваться на их местоположение. Если оба объекта расположены в восточном полушарии, достаточно определить разницу между ними в градусах. Если долгота разная, разницу нужно умножить на соответствующее количество километров для каждой параллели.

Поиск по координатам на карте через браузер с помощью сервиса Google Maps

Если по каким-либо причинам Вы предпочитаете работать не с упрощенными сервисами, а непосредственно с Google Maps, то эта инструкция будет полезной для Вас. Процесс поиска по координатам через Google Карты чуть более сложен, чем в описанных ранее способах, но им можно овладеть быстро и без особого труда.

Чтобы узнать точные координаты места, придерживайтесь следующей простой инструкции:

Откройте сервис на ПК. Важно, что должен быть включен полный, а не облегченный (отмечается специальным значком молнии) режим, иначе получить информацию не получится;

Щелкните на участок карты, где расположен нужный Вам пункт или точка, правой кнопкой мыши;

Отметьте в появившемся меню вариант «Что здесь?»;

Посмотрите на вкладку, которая отобразится внизу экрана. На ней будут отображены широта, долгота и высота.

Чтобы определить место по известным географическим координатам, потребуется другой порядок действий:

Откройте Google Карты в полном режиме на компьютере;

В строке поиска в верхней части экрана Вы можете ввести координаты. Сделать это допускается в следующих форматах: градусы, минуты и секунды; градусы и десятичные минуты; десятичные градусы;

Нажмите клавишу «Enter», и на карте на требуемом месте появится специальный маркер.

Важнее всего при использовании сервиса Google Maps правильно указывать географические координаты. Карты распознают только несколько форматов данных, поэтому обязательно учитывайте следующие правила ввода:

При вводе градусов используйте специальный символ, обозначающий его «°», а не «d»;

В качестве разделителя между целой и дробной частями необходимо использовать точку, а не запятую, иначе строка поиска не сможет выдать место;

Найти специальный символ на клавиатуре ПК затруднительно, да и чтобы придерживаться необходимого списка правил, нужно прикладывать достаточно много усилий. Гораздо проще пользоваться специальными утилитами — лучшие из них мы привели в разделе выше.

Точность позиционирования

При определении координат погрешность ГЛОНАСС составляет 2 – 6 метров, у GPS – 2 – 4 м. На работу систем влияет целый ряд факторов.

Факторы влияния

На точность «ГЛОНАСС» и GPS влияют 6 факторов:

Эти факторы касаются только работы спутника, а еще есть те, которые связаны конкретно с человеком:

Система дифференциальной коррекции

Поскольку на работу спутника влияют некоторые факторы, была придумана система коррекции – СДКМ. Из чего она состоит, показано в таблице.

Выше вся система показана в упрощенном виде для простоты понимания, на самом деле, она включает в себя десятки станций, в них работают тысячи специалистов. И все для того, чтобы увеличить точность навигационных систем до 10–20 см.

Совместно с GPS функционирует QZSS – японская система, благодаря которой снижается погрешность при передаче данных.

Как повысить точность

Некоторые области жизни, например, геодезия, не терпят ошибок в точности. Ряд мер может принять сам человек, чтобы снизить вероятность ошибки:

ВНИМАНИЕ. Мало что поможет, если находиться в момент определения координат в помещении, под землей или рядом с высотными зданиями. Сигнал от спутника будет не только искажен, но и отражен. Из-за этого точная геолокация будет невозможна.

Как с помощью смартфона определить координаты земельного участка

Все мы давно пользуемся GPS навигацией. Однако, стоит понимать, что телефоны работают по упрощенной системе и не всегда отражают местность так как она есть в действительности. Наверняка вы сталкивались хоть однажды с тем, что навигатор периодически «тупит» и теряется в дороге. Тоже самое происходит и тогда, когда вы пытаетесь на местности найти нужную координату.

В телефонах для повышения точности используются, как правило сотовые вышки, по факту это приводит к погрешности в несколько метров. Конечно, если участок измеряется десятками гектар, тогда это отклонение мизерное, но если вы хотите узнать площадь или границы участка 5-6 соток, тогда разница по факту будет колоссальной.

Если вы все же решили использовать телефон и с помощью него определить координаты – тогда воспользуйтесь программой навигации – сохраните или запишите географические координаты каждой точки на местности, а затем при помощи этих координат найдите местонахождение участка на публичной кадастровой карте и убедитесь – совпадают ли фактические границы с границами карты.

Источник

Географические и прямоугольные координаты

Географические координаты. Земля имеет форму сфероида, т. е. сплюснутого шара. Так как земной сфероид весьма мало отличается от шара, то обычно этот сфероид называют земным шаром.

Земля вращается вокруг воображаемой оси и делает полный оборот за 24 ч. Концы воображаемой оси называются полюсами; один из них называется северным, а другой — южным.

Мысленно разрежем земной шар плоскостью, проходящей через ось вращения Земли. Эта воображаемая плоскость называется плоскостью меридиана. Линия пересечения этой плоскости с земной поверхностью называется географическим или истинным меридианом. Меридианов можно провести сколько угодно, и все они пересекутся в полюсах.

Плоскость, перпендикулярная земной оси и проходящая через центр земного шара, называется плоскостью экватора, а линия пересечения этой плоскости с земной поверхностью называется экватором.

Если мысленно пересечь земной шар плоскостями, параллельными экватору, то на поверхности Земли получатся круги, которые называются параллелями.

Нанесенные на глобусы и карты параллели и меридианы составляют градусную сетку (рис. 63). Градусная сетка дает возможность определить положение любой точки на земной поверхности.

Рис. 63.Градусная сетка

За начальный меридиан при составлении карт в метрических мерах принят Гринвичский меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию (вблизи Лондона).

Положение любой точки на земной поверхности, например точки А (рис. 64), может быть определено следующим образом: определяется угол ф между плоскостью экватора и отвесной линией из точки А (отвесной линией называется линия, по которой падают тела, не имеющие опоры).

Этот угол ф называется географической широтой точки А.

Широты отсчитываются по дуге меридиана от экватора к северу и к югу от 0 до 90°. В Северном полушарии широты положительны, в Южном — отрицательны.

Рис. 64.Определение широты точки А

Угол К, заключенный между плоскостями начального меридиана и меридиана, проходящего через точку А, называется географической долготой точки Л (рис. 65).

Рис. 65. Определение долготы точки А

Долготы отсчитываются по дуге экватора или параллели в обе стороны от начального меридиана от 0 до 180°, на восток со знаком «плюс», на запад — со знаком «минус».

Географические широта и долгота точки называются ее географическими координатами.

Чтобы полностью определить положение точки на земной поверхности, необходимо знать еще третью ее координату — высоту, отсчитываемую от уровня моря.

Прямоугольные координаты. В топографии наиболее широкое распространение получили так называемые прямоугольные координаты. Возьмем на плоскости две взаимно перпендикулярные линии — ОХ и ОУ (рис. 66). Эти линии называются осями координат, а точка их пересечения О называется началом координат.

Рис. 66. Понятие о прямоугольных координатах

Положение любой точки на плоскости можно легко определить, если указать кратчайшие расстояния от осей координат до данной точки. Кратчайшими расстояниями являются перпендикуляры. Расстояния по перпендикулярам от осей координат до данной точки называются координатами этой точки.

Отрезки, параллельные оси X, называются координатами х, а параллельные оси У — координатами у.

Система прямоугольных координат. Прямоугольные координаты, о которых шла речь, применяются на плоскости. Отсюда они получили название плоских прямоугольных координат. Эта система координат с успехом применяется на небольших участках местности, принимаемых за плоскость.

Для того чтобы применить систему плоских прямоугольных координат к сферической поверхности земного шара, приходится допускать некоторые условности.

Рис. 67. Шестидесятиградусная зона

Так как развернуть шар на плоскости без разрывов невозможно, весь земной шар условно делят линиями земных меридианов на 60 зон (рис. 67).

Для того чтобы получить зону на плоскости, ее проектируют на цилиндр, а затем этот цилиндр развертывают.

Строго говоря, зона, спроектированная на цилиндр, будет несколько искажена, в особенности на краях, но это искажение настолько незначительно, что практически его можно не принимать во внимание.

Получив таким образом зону на плоскости, к ней можно применить систему плоских прямоугольных координат. Осью X является средний (осевой) меридиан зоны, а осью У — экватор. Пересечение осевого меридиана с экватором называется началом координат. Каждая зона имеет свое начало координат. Счет зон ведется от Гринвичского меридиана, который является западным для 1-й зоны.

Эта система координат называется системой прямоугольных координат.

Счет координат х ведется в метрах от экватора к полюсам. К северу от экватора все х положительны (имеют знак «плюс»), к югу отрицательны (имеют знак «минус»). Очевидно, что на всем протяжении СССР, а также Европы и материка Азии координаты х положительны.

Счет координат у ведется от осевого меридиана. К востоку от осевого меридиана координаты у имеют знак «плюс», к западу— знак «минус». Вся территория СССР занимает 29 зон (с 4-й по 33-ю включительно), и в каждой зоне встречаются координаты у положительные и отрицательные. Это связано с рядом неудобств, так как, записывая координаты, всякий раз надо не забыть поставить соответствующий знак. Чтобы избавиться от знаков, вернее, чтобы иметь только один знак, условились координату для осевого меридиана считать не за нуль, а за 500 км (500 000 м). В результате этого координаты у в пределах всей зоны имеют знак «плюс», который при записи можно отбрасывать, не опасаясь путаницы.

Очевидно, что все координаты у, идущие на восток от осевого меридиана, будут больше 500 км, а идущие на запад — меньше 500 км.

6. Километровая сетка и пользование ею

Каждый лист карты занимает небольшую часть зоны, а поэтому начало координат на карту не попадает. Для того чтобы можно было пользоваться координатами, на картах масштаба 1:10000, 1:25000 и 1:50000 нанесены координатные сетки, т. е. квадраты со стороной 1 км (их также называют километровыми сетками). На картах масштаба 1 : 100 000 наносятся квадраты со стороной 2 км.

Вертикальные линии сетки параллельны осевому меридиану, а горизонтальные — экватору. Счет горизонтальных километровых линий ведется снизу вверх, а вертикальных — слева направо.

Наклон сетки объясняется тем, что западная и восточная линии рамки, представляющие собой географические меридианы, не параллельны осевому меридиану и образуют с ним некоторый угол, называемый сближением меридиан. Но так как все вертикальные линии координатной сетки параллельны осевому меридиану, то и вся сетка будет наклонена по отношению к вертикальным линиям рамки на такой же угол.

Пользование координатной сеткой рассмотрим на примере.

Требуется определить по карте координаты тригонометрического пункта на высоте 141,5 (рис. 68).

Сначала нужно определить расстояние в метрах от экватора до данной точки. Это будет координата х; координатой у этой точки будет расстояние в метрах от осевого меридиана (считая осевой меридиан за 500000 м). Целые километры определяют по цифрам за рамкой, а доли километра (метры) измеряют внутри квадрата в масштабе карты, таким образом, координаты тригонометрического пункта будут х = 5 880 700, у = 5 297 300.

При практической работе в пределах одного или двух листов карты для сокращения записи первые две цифры отбрасываются, так как они повторяются.

Рис. 68. Координатная сетка на карте

Следовательно, координаты тригонометрического пункта будут х = 80 700, у = 97 300.

Определять координаты точек по карте и, наоборот, наносить на карту точки по координатам приходится при указании целей и всего местоположения, привязке к точкам карты огневых позиций и наблюдательных пунктов, ориентировании на карте, постановке задач, докладах и донесениях.

Чтобы определить и указать по карте сокращенные координаты какой-нибудь точки (например, определить координатами положение цели или своей точки стояния), надо назвать квадрат, в котором расположена эта точка. Квадрат всегда указывается координатами его юго-западного угла (нижнего левого угла). Для того чтобы узнать эти координаты, надо прочитать за рамкой карты цифровые обозначения километровых линий, образующих этот угол. При этом необходимо соблюдать следующее правило: прежде читать цифры, относящиеся к горизонтальной линии (у правой или левой рамки карты), т. е. координату х, а затем — относящиеся к вертикальной линии (у верхней или нижней рамки), т. е. координату у. Эти отсчеты, состоящие всегда из четырех цифр, называются сокращенными координатами. Они записываются и читаются без разделения их на х и у, например сокращенные координаты моста (рис. 69) будут 1552 (читается «пятнадцать пятьдесят два, мост»). Иначе говоря, сокращенные координаты какой-либо точки — это номер квадрата карты, в котором находится данная точка.

Рис. 69. Определение координат точки

Если положение точки в пределах квадрата требуется указать более точно, измеряют в метрах на карте по масштабу сначала расстояние (по перпендикуляру) от заданной точки до ближайшей снизу горизонтальной километровой линии, а затем так же измеряют расстояние до ближайшей слева вертикальной линии. Полученные отсчеты прибавляют к сокращенным координатам х и у. При этом полученные уточненные кординаты х и у записывают и передают (по телефону, радио) раздельно. Например, уточненные координаты перекрестка указанных выше дорог будут х=15650 м, у— = 52 530м.

Нередко приходится решать обратную задачу. Допустим, что цель (пулемет противника) расположена на местности в точке, ничем не отмеченной по карте, но известны ее уточненные координаты. Например, х=15175 м, у = 52420 м. Требуется нанести эту цель на карту.

Задачу решают так (см. рис. 69):

определяют квадрат, в котором расположена цель (ее сокращенные координаты); для этого отделяют у координат х и у по две первые цифры — в нашем примере 15 (горизонтальная километровая линия) и 52 (вертикальная линия);

в квадрате 1552 откладывают по масштабу вверх по вертикальным линиям сетки 175 м и полученные точки соединяют прямой линией; на ней должна находиться цель;

откладывают по прочерченной линии 420 м вправо от вертикальной линии сетки (52); полученная точка и будет местом расположения цели.

Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 7085 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник