Что означают географические координаты

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

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

Что называют географическими координатами?

4.2. ЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТ ГАУССА

При рассмотрении вопроса «Проекции топографических карт» было отмечено, что поверхность Земли проектируется на поверхность цилиндра, который касается поверхности Земли по осевому меридиану. При этом на цилиндр проектируется не вся поверхность Земли, а лишь часть ее, ограниченная 3° долготы на запад и 3° на восток от осевого меридиана. Поскольку каждая из проекций Гаусса передает на плоскость только фрагмент поверхности Земли, ограниченный меридианами через 6° долготы, то всего на поверхность Земли должно быть составлено 60 проекций (60 зон). В каждой из 60 проекций образуется отдельная система прямоугольных координат.
В каждой зоне осью X является средний (осевой) меридиан зоны, вынесенный западнее на 500 км от своего фактического положения, а осью Y – экватор (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Система прямоугольных координат
на топографических картах

Пересечение вынесенного осевого меридиана с экватором будет началом координат: х = 0, у = 0. Точка пересечения экватора и фактического осевого меридиана имеет координаты: х = 0, у = 500 км.
В каждой зоне имеется свое начало координат. Счет зон ведется от Гринвичского меридиана на восток. Первая шестиградусная зона расположена между Гринвичским меридианом и меридианом с восточной долготой 6º(осевой меридиан 3º). Вторая зона – 6º в.д. — 12º в.д (осевой меридиан 9º). Третья зона – 12º в.д. — 18º в.д. (осевой меридиан 15º). Четвертая зона – 18º в.д. — 24º в.д. (осевой меридиан 21º) и т.д.
Номер зоны обозначен в координате у первой цифрой. Например, запись у = 4 525 340 означает, что заданная точка находится в четвертой зоне (первая цифра) на расстоянии 525 340 м от осевого меридиана зоны, вынесенного западнее 500 км.

Чтобы определить номер зоны по географическим координатам, необходимо к долготе, выраженной в целых числах градусов, прибавить 6 и полученную сумму разделить на 6. В результате деления оставляем только целое число.

Пример. Определить номер зоны Гаусса для точки, имеющей восточную долготу 18º10′.
Решение. К целому числу градусов долготы 18 прибавляем 6 и сумму делим на 6 (18 + 6) / 6 = 4.
Наша карта находится в четвертой зоне.

Затруднения при использовании зональной системы координат возникают в тех случаях, когда топографо-геодезические работы проводятся на приграничных участках, расположенных в двух соседних (смежных) зонах. Координатные линии таких зон располагаются под углом друг к другу (рис 4.3).

Для ликвидации возникающих осложнений введена полоса перекрытия зон, в которой координаты точек могут быть вычислены в двух смежных системах. Ширина полосы перекрытия 4°, по 2° в каждой зоне.

Дополнительная сетка на карте наносится лишь в виде выходов ее линий между минутной и внешней рамками. Оцифровка ее является продолжением оцифровки линий сетки смежной зоны. Линии дополнительной сетки подписывают за внешней рамкой листа. Следовательно, на листе карты, расположенном в восточной зоне, при соединении одноименных выходов дополнительной сетки получают километровую сетку западной зоны. Пользуясь этой сеткой, можно определить, например, прямоугольные координаты точки В в системе прямоугольных координат западной зоны, т. е. прямоугольные координаты точек А и В будут получены в одной системе координат западной зоны.

Рис. 4.3. Дополнительные километровые линии на границе зон

На карте масштаба 1:10 000 дополнительная сетка разбивается только на тех листах, у которых восточный или западный меридиан внутренней рамки (рамки трапеции) является границей зоны. На топографических планах дополнительная сетка не наносится.

3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КООРДИНАТ ТОЧЕК ПО КАРТЕ

Топографические карты печатаются отдельными листами, размеры которых установлены для каждого масштаба. Боковыми рамками листов служат меридианы, а верхней и нижней рамками – параллели. (рис. 3.7). Следовательно, географические координаты можно определить по боковым рамкам топографической карты. На всех картах верхняя рамка всегда обращена на север.
Географическую широту и долготу подписывают в углах каждого листа карты. На картах Западного полушария в северо-западном углу рамки каждого листа правее значения долготы меридиана помещают надпись: «К западу от Гринвича».
На картах масштабов 1 : 25 000 – 1 : 200 000 стороны рамок разделены на отрезки, равные 1′ (одной минуте, рис. 3.7). Эти отрезки оттенены через один и разделены точками (кроме карты масштаба 1 : 200 000) на части по 10″ (десять секунд). На каждом листе карты масштабов 1 : 50 000 и 1 : 100 000 показывают, кроме того, пересечение среднего меридиана и средней параллели с оцифровкой в градусах и минутах, а по внутренней рамке – выходы минутных делений штрихами длиной 2 – 3 мм. Это позволяет при необходимости прочерчивать параллели и меридианы на карте, склеенной из нескольких листов.

Рис. 3.7. Боковые рамки карты

При составлении карт масштабов 1 : 500 000 и 1 : 1 000 000 на них наносят картографическую сетку параллелей и меридианов. Параллели проводят соответственно через 20′ и 40′ (минут), а меридианы – через 30′ и 1°.
Географические координаты точки определяют от ближайшей южной параллели и от ближайшего западного меридиана, широта и долгота которых известны. Например, для карты масштаба 1 : 50 000 «ЗАГОРЯНИ» ближайшей параллелью, расположенной к югу от заданной точки, будет параллель 54º40′ с.ш., а ближайшим меридианом, расположенным западнее точки – меридиан 18º00′ в.д. (рис. 3.7).

Рис. 3.8. Определение географических координат

Для определения широты заданной точки необходимо:

Для определения долготы заданной точки необходимо:

Обратите внимание на то, что данный способ определения долготы заданной точки для карт масштаба 1:50 000 и мельче имеет погрешность за счет схождения меридианов, ограничивающих топографическую карту с востока и запада. Северная сторона рамки будет короче, чем южная

Следовательно, расхождения между измерениями долготы на северной и южной рамке могут отличаться на несколько секунд. Чтобы добиться высокой точности в результатах измерений, необходимо определить долготу и по южной и по северной стороне рамки, а затем произвести интерполяцию.
Для повышения точности определения географических координат можно использовать графический метод. Для этого необходимо соединить прямыми линиями ближайшие к точке одноименные десятисекундные деления по широте к югу от точки и по долготе к западу от нее. Затем определить размеры отрезков по широте и долготе от прочерченных линий до положения точки и суммировать их соответственно с широтой и долготой прочерченных линий.
Точность определения географических координат по картам масштабов 1 : 25 000 – 1 : 200 000 составляет 2″ и 10″ соответственно.

Источник