Географічні координати: географічні широта та довгота. Географічні координати широта та довгота - документ Матеріали в мережі Інтернет

Існує багато різних систем координат, Усі вони служать визначення положення точок на земної поверхні. Сюди відносяться головним чином географічні координати, плоскі прямокутні та полярні координати. Взагалі координатами прийнято називати кутові та лінійні величини, що визначають точок на будь-якій поверхні або у просторі.

Географічні координати - це кутові величини - широта та довгота, що визначають положення точки на земній кулі. Географічною широтою називається кут, утворений площиною екватора і вертикальною лінією в цій точці земної поверхні. Ця величина кута показує, наскільки та чи інша точка на земній кулі на північ або на південь від екватора.

Якщо точка розташована в Північній півкулі, то її географічна широта називатиметься північною, а якщо в Південній півкулі – південною широтою. Широта точок, розташованих на екваторі, дорівнює нулю градусів, а на полюсах (Північному та Південному) – 90 градусів.

Географічною довготою також є кут, але утворений площиною меридіана, прийнятого за початковий (нульовий), і площиною меридіана, що проходить цю точку. Для одноманітності визначення домовилися початковим меридіаном вважати меридіан, що проходить через астрономічну обсерваторію в Грінвічі (біля Лондона) і називати його Грінвічським.

Усі точки, розташовані від нього на схід, матимуть східну довготу (до меридіана 180 градусів), а на захід від початкового – західну довготу. На малюнку нижче показано, як визначити положення точки А на земній поверхні, якщо відомі її географічні координати (широта і довгота).

Зауважимо, що різниця довгот двох пунктів Землі показує як їх взаємне розташування стосовно нульовому меридіану, а й різницю у цих пунктах у той самий момент. Справа в тому, що кожні 15 градусів (24-а частина кола) за довготою дорівнюють одній годині часу. Виходячи з цього, можна за географічною довготою визначати різницю у часі у цих двох точках.

Наприклад.

Москва має довготу 37°37′ (східну), а Хабаровськ -135°05′, тобто лежить на схід від 97°28′. Який час мають ці міста в той самий момент? Прості розрахунки показують, що й у Москві 13 годин, то Хабаровську 19 годин 30 хвилин.

На малюнку нижче показано оформлення рамки аркуша будь-якої картки. Як видно з малюнка, в кутах цієї карти підписуються довгота меридіанів та широта паралелей, що утворюють рамку аркуша цієї карти.

З усіх боків рамка має шкали, що розбиті на хвилини. І для широти та для довготи. Більше того, кожна хвилина крапками розділена на 6 рівних ділянок, які відповідають 10 секундам довготи або широти.

Таким чином, для того, щоб визначити широту будь-якої точки М на карті, треба через цю точку провести лінію, паралельну нижній або верхній рамці карти, і прочитати праворуч або ліворуч за шкалою широти, відповідні градуси, хвилини, секунди. У прикладі точка М має широту рівну 45°31’30».

Аналогічно проводячи вертикаль через точку М паралельно бічному (ближньому до цієї точки) меридіану межі даного аркуша карти, читаємо довготу (східну) рівну 43 ° 31'18».

Нанесення на топографічну карту точки за заданими географічними координатами.

Нанесення на карту точки за заданими географічними координатами проводиться у зворотній послідовності. Спочатку знаходять на шкалах зазначені географічні координати, а потім через них проводять паралельну та перпендикулярну лінії. Перетин їх на покаже точку із заданими географічними координатами.

За матеріалами книги «Карта та компас — мої друзі».
Клименко О.І.

Астрономія з перших рук

Про наші координати

Н.С.Блінов

Географічні координати, широта та довгота, що визначають положення точки на земній поверхні, були відомі ще в Стародавній Греції. Однак у еллінів ці поняття суттєво відрізнялися від наших, сучасних.

Зараз ми відраховуємо широту в градусах від екватора, а довготу від певного умовно обраного меридіана, наприклад, від Грінвіча.

Давні не мали ще поняття про градусну сітку і визначали широту або за висотою Полярної, або за тривалістю найдовшого світлового дня в році, або за довжиною найкоротшої тіні. Складніше було з довготою чи різницею довгот, яку можна визначити лише як різницю місцевих часів, відрахованих у двох точках за один і той самий фізичний момент. Проблема полягала в тому, щоб якось доставити час одного пункту в інший, або зареєструвати деяке явище, що одночасно спостерігається з двох пунктів. Як таке явище Гіппарх запропонував використовувати затемнення Місяця, але, на жаль, не вказав способів вимірювання місцевого часу. Безпосередньо використовувати для цієї мети сонячний годинник було неможливо, тому що під час затемнення Місяця Сонце знаходиться нижче за горизонт. Точність визначення однакової фази затемнення також була дуже невисокою.

Пройшло близько тисячоліття, перш ніж люди навчилися визначати широту та довготу з досить високою точністю.

Особливо гостро ця проблема постала в епоху великих географічних відкриттів, коли мореплавцям знання координат своїх кораблів було необхідним.

У 1567 р. іспанський король Філіп II призначив винагороду за вирішення проблеми визначення довготи у відкритому морі. У 1598 р. Філіп III обіцяв 6 тис. дукатів як постійний внесок, 2 тис. дукатів як довічну ренту і 1 тис. дукатів для надання допомоги будь-кому, хто зможе «відкрити довготу».

Сполучені провінції Голландії призначили приз 30 тис. флоринів. Винагороду обіцяли також Португалія та Венеція.

Одним із найвідоміших претендентів на довготривалі призи був Галілео Галілей. Використовуючи сконструйований ним телескоп, Галілей спостерігав затемнення супутників Юпітера, склав таблиці, що передбачають ці затемнення і запропонував використати моменти затемнення визначення довготи спостерігача.

Мореплавці, маючи свій місцевий час, скажімо, за спостереженнями Сонця, і знаючи з таблиць час, коли відбуваються затемнення супутників Юпітера на деякому опорному меридіані, могли визначити різницю часів, тобто довготу свого корабля від опорного меридіана.

Було запропоновано й інший, також астрономічний, метод визначення довготи: за спостереженнями положення Місяця серед зірок. Це метод, у принципі, аналогічний методу Галілея, лише у ньому спостерігалися не затемнення супутників Юпітера, а визначалися відстані місячного диска від опорних, добре відомих, зірок. Були складені таблиці, що дають місце Місяця серед зірок на меридіані для певного моменту часу.

На жаль, обидва астрономічні методи не знайшли широкого застосування в морській навігації.

По-перше, вони можливі лише у ясні ночі.

По-друге, вони вимагають гарної теорії руху супутників Юпітера та Місяця; теорії, особливо для Місяця, світила дуже примхливого, у XVII-XVIII століттях були відсутні.

По-третє, моменти затемнення супутників із борту корабля визначаються з великими помилками. Це також стосується і положень Місяця серед зірок.

По-четверте, астрономічні спостереження вимагають високої підготовки навігатора, що теж мало місце.

Тому вчені старанно шукали інший, простіший спосіб визначення довготи. Ідея такого способу була очевидною - треба створити годинник, за допомогою якого час опорного меридіана можна возити за собою на кораблі.

Годинник з маятником для цієї мети був непридатний, він не переносив качки.

У 1714 році парламент Англії прийняв Білл, який передбачає нагороду людині або групі осіб, які зможуть визначити довготу на морі. Нагорода в сумі 10 тис. фунтів стерлінгів пропонувалася у разі, якщо метод дозволить визначати довготу з точністю до одного градуса великого кола, або шістдесяти географічних миль. У разі підвищення точності вдвічі сума подвоювалася та становила 20 тис. фунтів стерлінгів. Це був справді королівський приз!

Приз цей, хоч і не повністю, отримав винахідник хронометра лондонський годинникар Джон Гаррісон. Його перший хронометр був виготовлений у 1735 р., потім кілька десятилінь Гаррісон удосконалював своє дітище.

З появою хронометра проблему перевезення точного часу було вирішено.

Вирушаючи в плавання, штурман корабля звіряв свої хронометри, а їх зазвичай було кілька, з годинником обсерваторії, довгота якої була добре відома. Місцевий час і широта корабля визначалися за допомогою секстанту Сонцем або зірок.

Цей метод визначення координат дозволяв знаходити положення корабля з точністю до секунд часу, що становило на екваторі відстань близько 1 км.

Така точність цілком влаштовувала мореплавців у відкритому морі, але була недостатня поблизу берегів, і тут їм допомагали маяки, забезпечені світловими і звуковими сигналами.

У минулому столітті виникла нагальна потреба у точних координатах і поверхні Землі. Це було пов'язано переважно зі складанням карт. Принцип визначення точних координат був той самий, як і море, але замість секстанта використовувалися універсальний інструмент і теодоліт - прилади, дозволяють визначати зі спостереженням зірок широту і місцевий час із великою точністю. Основну складність, як і раніше, становила проблема зберігання Грінвічського часу. Навіть хороші хронометри без контролю досить швидко йшли вперед чи відставали, а помилка, скажімо, за одну секунду часу у визначенні довготи була непридатна при точних геодезичних роботах.

Справжню революцію у визначенні координат справило винахід телеграфу, та був і радіо. Тепер сигнали точного часу з Грінвіча або з пункту з відомою довготою можна було прийняти в будь-якій точці Землі. Все залежало від потужності передавача та чутливості приймача.

Проблема визначення довготи була вирішена багато десятиліть.

Однак у цієї проблеми залишалося одне слабке місце – астрономія.

Виробляти астрономічні спостереження можна далеко не завжди, вони вимагають спеціальних навичок, їх дуже незручно виробляти з борту літака, з корабля, що гойдається, а на Землі без стаціонарних стовпів теж не можна отримати хороші результати.

У другій половині ХХ століття виникла принципово нова ідея визначення координат лежить на поверхні Землі. Суть цієї ідеї така.

Три радіостанції передають сигнали точного часу в той самий фізичний момент. Допустимо, наприклад, що ці станції знаходяться на різних континентах. Одна в Європі та дві в Північній та Південній Америках. Тоді, штурман корабля, приймаючи ці сигнали на свій годинник, який синхронізований з годинником станцій, що подають, знаходить тимчасові затримки сигналів t 1 , t 2 , t 3 , тобто часи, за які радіохвилі треба пробігти від передавачів станцій до приймача. Помноживши потім величини t швидкість світла, штурман знаходить відстань l 1 , l 2 , l 3 від усіх трьох станцій. Провівши на карті кола навколо станції з радіусами l 1 , l 2 , l 3 , штурман на їхньому перетині визначає своє місце на карті. Це лише принцип. Насправді справа набагато складніша. Треба враховувати кривизну Земної кулі, особливості швидкості поширення радіохвиль, помилки приймальної апаратури та багато іншого. Особливо складно синхронізувати корабельний годинник і утримувати цю синхронізацію на певному інтервалі часу.

Однак з появою ЕОМ та атомних стандартів, що зберігають час зі стабільністю секунди з точністю 10 -12 с, всі ці завдання були вирішені. Якщо точність синхронізації годинника та помилки прийому сигналів становили 3-5 мікросекунд, то бортова ЕОМ могла визначати положення корабля або літака з помилкою близько 1 км. Ці дані, за наявності великої кількості спеціальних радіостанцій, могли видаватися безперервно.

Такі системи, як американська Лоран та радянська РНЗ, повністю вирішили навігаційні завдання з точністю в кілька сотень метрів.

Великий внесок у завдання визначення координат зробили штучні супутники Землі. Якщо на супутник поставити атомний стандарт частоти, він може виконувати завдання станції, що передає. Переваги очевидні - вплив атмосфери прийому сигналів із супутника мінімально, помилки прийому малі.

Є й складнощі - супутник рухливий, а отже, його координати безперервно змінюються. Але ці складності переборні.

У бортову ЕОМ супутника закладаються дані про його траєкторію, тобто його координати, які він безперервно передає разом із сигналами часу у спеціальному коді. Код потрібний для того, щоб було відомо, від якого супутника йде інформація.

Будь-який споживач цих сигналів, приймаючи їх на свій годинник, визначає тимчасову затримку t і, отже, відстань до супутника, певний момент дорівнює l = tc, де c - швидкість радіохвиль. Тобто принцип той самий, що й у системі Лоран, але є вдосконалення. Помилка синхронізації годинника споживача розглядається як невідома величина, тому визначається не l=tc, а l 1 =t+t 1 c, де t 1 - помилка синхронізації годинника споживача. Розмір l 1 називається псевдодальністю. Якщо приймати сигнали не з одного, а з чотирьох або більше навігаційних супутників, можна отримати систему рівнянь, з яких на ЕОМ визначають координати місця спостереження та окремо помилку синхронізації місцевого годинника. Враховуючи, що стабільність сучасних атомних годинників різко зросла (стабільність секунди становить зараз близько 5 * 10 -14), можна отримувати за допомогою навігаційних супутників положення на земній поверхні з точністю до декількох метрів, і це не межа. Спеціальна, більш досконала апаратура дозволяє говорити і про сантиметрову точність. І, нарешті, останнє питання – звідки брати координати супутників? Для цього необхідні спеціальні траєкторні вимірювання, а також центр їх обробки. У США існує радіонавігаційна система GPS, у нас в Росії така система теж є, вона називається ГЛОНАСС.

Ця система повинна складатися з 24 супутників, розташованих на різних орбітах так, щоб з кожного місця земної поверхні, що обслуговується, було видно не менше чотирьох супутників.

Що відраховується від 0° до 90° в обидві сторони від екватора. Географічну широту точок, що у північній півкулі, (північну широту) прийнято вважати позитивної, широту точок у південній півкулі - негативної. Про широти, близькі до полюсів, прийнято говорити як про високих, а про близьких до екватора - як про низьких.

Через відмінність форми Землі від кулі географічна широта точок дещо відрізняється від їхньої геоцентричної широти, тобто від кута між напрямком на дану точку з центру Землі і площиною екватора.

Довгота

Довгота- Кут λ між площиною меридіана, що проходить через дану точку, і площиною початкового нульового меридіана, від якого ведеться відлік довготи. Довготи від 0 ° до 180 ° на схід від нульового меридіана називають східними, на захід - західними. Східні довготи вважають позитивними, західні - негативними.

Висота

Щоб повністю визначити положення точки тривимірного простору, потрібна третя координата - висота. Відстань до центру планети не використовується в географії: вона зручна лише при описі дуже глибоких областей планети або, навпаки, при розрахунку орбіт у космосі.

У межах географічної оболонки застосовується зазвичай "висота над рівнем моря", що відраховується від рівня "згладженої" поверхні - геоїду. Така система трьох координат виявляється ортогональною, що спрощує ряд обчислень. Висота над рівнем моря зручна ще тим, що пов'язана з атмосферним тиском.

Відстань від земної поверхні (вгору або вглиб) часто використовується для опису місця, проте неслужить координатою

Географічна система координат

Основним недоліком у практичному застосуванні ГСК у навігації є великі величини кутової швидкості цієї системи у високих широтах, що зростають аж до нескінченності на полюсі. Тому замість ДБК використовується напіввільна в азимуті СК.

Напіввільна в азимуті система координат

Напіввільна в азимуті СК відрізняється від ГСК лише одним рівнянням, яке має вигляд:

Відповідно, система має теж початкове становище, що ГСК та його орієнтація також збігається з лише різницею, що її осі і відхилені від відповідних осей ГСК на кут котрого справедливо рівняння

Перетворення між ГСК та напіввільною в азимуті СК здійснюється за формулою

Насправді всі розрахунки ведуться у цій системі, та був, для видачі вихідний інформації відбувається перетворення координат в ГСК.

Формати запису географічних координат

Для запису географічних координат використовується система WGS84.

Координати (широта від -90 ° до +90 °, довгота від -180 ° до +180 °) можуть записуватися:

  • у ° градусах у вигляді десяткового дробу (сучасний варіант)
  • у ° градусах і "хвилинах з десятковим дробом
  • в ° градусах, " хвилинах і " секундах з десятковим дробом (форма запису, що історично склалася)

Розділювачем десяткового дробу завжди служить крапка. Позитивні знаки координат представляються (переважно опускаемым) знаком «+», чи літерами: «N» - північна широта і «E» - східна довгота. Негативні знаки координат є або знаком «-», або літерами: «S» - південна широта і «W» - західна довгота. Літери можуть стояти як попереду, так і ззаду.

Єдиних правил запису координат немає.

На картах пошукових систем за замовчуванням показуються координати в градусах із десятковим дробом зі знаками «-» для негативної довготи. На картах Google і картах Яндекс спочатку широта, потім довгота (до жовтня 2012 року на картах Яндекс був прийнятий зворотний порядок: спочатку довгота, потім широта). Ці координати видно, наприклад, під час прокладання маршрутів від довільних точок. Під час пошуку розпізнаються й інші формати.

У навігаторах за замовчуванням частіше показуються градуси і хвилини з десятковим дробом з літерним позначенням, наприклад, Navitel, iGO. Вводити координати можна і відповідно до інших форматів. Формат градуси та хвилини рекомендується також за радіообміну в морській справі.

У той же час часто використовується і споконвічний спосіб запису з градусами, хвилинами та секундами. В даний час координати можуть записуватися одним з безлічі способів або дублюватися двома основними (з градусами і градусами, хвилинами і секундами) . Як приклад, варіанти запису координат знака "Нульовий кілометр автодоріг Російської Федерації" - 55.755831 , 37.617673 55°45′20.99″ пн. ш. 37°37′03.62″ ст. буд. /  55.755831 , 37.617673 (G) (O) (Я):

  • 55.755831°, 37.617673° - градуси
  • N55.755831°, E37.617673° - градуси (+ дод. літери)
  • 55°45.35"N, 37°37.06"E -- градуси та хвилини (+ дод. літери)
  • 55°45"20.9916"N, 37°37"3.6228"E -- градуси, хвилини та секунди (+ дод. літери)

Посилання

  • Географічні координати всіх міст на Землі (англ.)
  • Географічні координати населених пунктів Землі (1) (англ.)
  • Географічні координати населених пунктів Землі (2) (англ.)
  • Перерахунок координат з градусів у градуси/хвилини, градуси/хвилини/секунди і назад
  • Перерахунок координат із градусів у градуси/хвилини/секунди і назад

Див. також

Примітки


Wikimedia Foundation. 2010 .

  • Герб Львова
  • AIESEC

Дивитись що таке "Географічні координати" в інших словниках:

    Географічні координати- Див. Координати. Гірська енциклопедія. М: Радянська енциклопедія. За редакцією Є. А. Козловського. 1984 1991 … Геологічна енциклопедія

    ГЕОГРАФІЧНІ КООРДИНАТИ- (широта та довгота), визначають положення точки на земній поверхні. Географічна широта j кут між вертикальною лінією в даній точці і площиною екватора, що відраховується від 0 до 90ш в обидві сторони від екватора. Географічна довгота l кут. Сучасна енциклопедія

    ГЕОГРАФІЧНІ КООРДИНАТИ- широта та довгота, визначають положення точки на земній поверхні. Географічна широта? кут між вертикальною лінією в даній точці і площиною екватора, що відраховується від 0 до 90. в обидві сторони від екватора. Географічна довгота? кут між… … Великий Енциклопедичний словник

    Географічні координати- кутові величини, що визначають положення точки на поверхні Землі: широта – кут між вертикальною лінією в даній точці та площиною земного екватора, відраховується від 0 до 90 ° (на північ від екватора північна широта і на південь південна широта); довгота… … Морський словник

Географічна широта

Географічну широту визначають за допомогою паралелей. Широта може бути північною (ті паралелі, які знаходяться на північ від екватора) і південною (ті паралелі, які лежать на південь від екватора). Значення широт вимірюється у градусах та хвилинах. Географічна широта може мати значення від 0 до 90 градусів.

Мал. 1. Визначення широт

Географічна широта- Довжина дуги в градусах від екватора до заданої точки.

Щоб визначити широту об'єкта, треба знайти паралель, де знаходиться цей об'єкт.

Наприклад, широта Москви - 55 градусів і 45 хвилин північної широти, записується це так: Москви 55 ° 45 "пн.ш.; широта Нью-Йорка - 40 ° 43" пн.ш.; Сідней - 33 ° 52 "пд.ш.

Географічна довгота

Географічну довготу визначають за меридіаном. Довгота може бути західною (від 0 меридіана на захід до 180 меридіана) та східною (від 0 меридіана на схід до 180 меридіана). Значення довготи вимірюється в градусах та хвилинах. Географічна довгота може мати значення від 0 до 180 градусів.

Географічна довгота- Довжина дуги екватора в градусах від початкового меридіана (0 градусів) до меридіана заданої точки.

Початковим меридіаном вважається Грінвічський меридіан (0 градусів).

Мал. 2. Визначення довгот

Щоб визначити довготу, потрібно знайти меридіан, де знаходиться заданий об'єкт.

Наприклад, довгота Москви - 37 градусів і 37 хвилин східної довготи, записується це так: 37 ° 37 "с.д.; довгота Мехіко - 99 ° 08" з.д.

Мал. 3. Географічна широта та географічна довгота

Географічні координати

Для точного визначення місцезнаходження об'єкта на Землі треба знати його географічну широту і географічну довготу.

Географічні координати- величини, що визначають положення точки на земній поверхні за допомогою широт та довгот.

Наприклад, Москва має такі географічні координати: 55 ° 45 "пн.ш. і 37 ° 37" сх.д. Місто Пекін має такі координати: 39°56′ пн.ш. 116°24′ с.д. Спочатку записується значення широти.

Іноді потрібно знайти об'єкт за заданими координатами, для цього треба спочатку припустити, в яких півкулях знаходиться даний об'єкт.

Список літератури

Основна

1. Початковий курс географії: Навч. для 6 кл. загальноосвіт. установ/Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. - 10-те вид., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. - 176 с.

2. Географія. 6 кл.: атлас. - 3-тє вид., Стереотип. - М.: Дрофа, ДІК, 2011. - 32 с.

3. Географія. 6 кл.: атлас. - 4-те вид., стереотип. - М.: Дрофа, ДІК, 2013. - 32 с.

4. Географія. 6 кл.: конт. картки. - М.: ДІК, Дрофа, 2012. - 16 с.

Енциклопедії, словники, довідники та статистичні збірки

1. Географія. Сучасна ілюстрована енциклопедія/О.П. Горкін. - М.: Росмен-Прес, 2006. - 624 с.

Матеріали в Інтернеті

1. Федеральний інститут педагогічних вимірів ().

2. Російське географічне товариство ().



 

Можливо, буде корисно почитати: