Географические координаты широта долгота меридиан. Географические координаты. Широта и долгота. Устройства с поддержкой GPS
Географи́ческие координа́ты - угловые величины: широта (р и долгота К, определяющие положение объектов на земной поверхности и на карте, определяют положение точки на земной поверхности или, более широко, в географической оболочке.
Географические координаты строятся по принципу сферических. Аналогичные координаты применяются на других планетах, а также на небесной сфере 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).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.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 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 O_i в O_g) осуществляется исходя из значений широты и долготы. Координаты центра географической системы координат O_g в инерциальной принимают значения (при расчёте по шарообразной модели Земли):
X_{og}=(R+h) cos(\varphi) cos(Ut+\lambda) Y_{og}=(R+h) cos(\varphi) sin(Ut+\lambda) Z_{og}=(R+h) sin(\varphi) где R - радиус земли, U - угловая скорость вращения Земли, h - высота над уровнем моря. 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. Ориентация трёхгранника XYZ,из-за вращения земли и движения ТС постоянно смещается с угловыми скоростями.
\omega_E=-V_N/R \omega_N=V_E/R+U cos(\varphi) \omega_{Up}=\frac{V_E}{R}tg(\varphi)+U sin(\varphi) 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 СК отличается от ГСК только одним уравнением, которое имеет вид:
\omega_{Up}=Usin(\varphi) Соответственно, система имеет тоже начальное положение, что ГСК и их ориентация также совпадает с одной лишь разницей, что её оси X_w и Y_w отклонены от соответствующих осей ГСК на угол \varepsilon для которого справедливо уравнение
d \varepsilon/dt=-\frac{V_E}{R}tg(\varphi) Преобразование между ГСК и полусвободной в азимуте СК осуществляется по формуле
N=Y_w cos(\varepsilon)+X_w sin(\varepsilon) E=-Y_w sin(\varepsilon)+X_w cos(\varepsilon) В реальности все расчёты ведутся именно в этой системе, а потом, для выдачи выходной информации происходит преобразование координат в ГСК.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. [источник не указан 1281 день]
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°45′21″ с. ш. 37°37′04″ в. д. (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) При необходимости форматы можно пересчитать самостоятельно: 1° = 60" минутам, 1" минута = 60" секундам. Также можно использовать специализированные сервисы.
Широта и долгота - координаты на земном шаре, которые помогут вам найти определенное место. При написании широты и долготы стоит убедиться, что вы используете правильный формат и правильные символы, чтобы вас поняли. Можно определить положение различных точек широты и долготы на карте, а затем записать их. Можно записать широту и долготу, используя только значение параллели и меридиана. Для конкретных точек широты и долготы можно записать координаты с помощью градусов, минут, секунд и десятичных дробей.
Шаги
Запишите основные значения широты и долготы
-
Определите географическую долготу. Меридиан - линия долготы, идущая вертикально по всему шару, от Северного до Южного полюса. Нулевой (начальный) меридиан является точкой отсчета долготы. Это нулевая отметка. Еще она называется Гринвичским меридианом. При записи долготы используется символ ° для обозначения градусов.
- Меридианы отсчитываются на восток и на запад от нулевого. При движении на восток величина географической долготы увеличивается на один градус для каждого последующего меридиана. Можно использовать сокращение «в. д.» («восточной долготы»; для международного обозначения используется буква «E» - East ), чтобы обозначить долготу, расположенную восточнее нулевого меридиана. Например, географическая долгота может быть 30° в. д. (30°E).
- Если двигаться на запад, то величина географической долготы тоже увеличивается на один градус на каждом следующем меридиане. Географическая долгота, расположенная к западу от нулевого меридиана, обозначается сокращением «з. д.» («западной долготы»; для международного обозначения используется буква «W» - West ). Например, географическая долгота может быть 15° з. д. (15°W).
-
Определите географическую широту. Географическая широта - горизонтальная линия (параллель), делящая земной шар. Параллели тянутся с востока на запад, начиная от экватора. Географическая широта экватора - 0 градусов. При записи широты для обозначения градусов используется символ ° .
- Если двигаться на север от экватора, то географическая широта с каждой параллелью увеличивается на 1 градус, пока не достигнет 90 градусов. На отметке 90 градусов находится Северный полюс. Географическая широта выше экватора обозначается сокращением «с. ш.» («северная широта»; для международного обозначения используется буква «N» - North ). Например, географическая широта может быть 15° с. ш. (15°N).
- Если двигаться на юг от экватора, то географическая широта также увеличивается на 1 градус для каждой последующей параллели, пока не достигнет 90 градусов. Это точка Южного полюса. Для обозначения южной широты используйте сокращение «ю. ш.» (для международного обозначения используется буква «S» - South ). Например, географическая широта может быть 30° ю. ш. (30°S).
-
Запишите координаты широты и долготы. Выберите точку и выясните, где пересекаются линии широты и долготы. Например, точку можно найти по координатам параллели 15° с. ш. и меридиана 30° в. д. При записи координат сначала идет широта, потом долгота (в международном написании они разделяются запятой).
- Географическая широта и долгота, указанные выше, записываются как 15° с. ш. 30° в. д. (15°N, 30°E) .
-
Определите, является ли значение отрицательным или положительным. В системе с градусами и минутами с десятыми долями направления «север», «юг», «восток» и «запад» не используются. Вместо них используются положительные или отрицательные числа для определения точки на карте.
- Не забывайте, что параллели проходят к северу или к югу от экватора. При использовании десятых долей для обозначения широты и долготы положительные значения расположены к северу от экватора, а отрицательные - к югу. Точка со значением 23,456 будет выше от экватора, а точка со значением -23,456 - ниже.
- Меридианы располагаются к востоку или западу от нулевого меридиана (Гринвича). Положительные значения обозначают точку к востоку от Гринвича, а отрицательные - к западу. Например, точка со значением 10,234 будет восточнее нулевого меридиана, а со значением -10,234 - западнее.
И находить точное местоположение объектов на земной поверхности позволяет градусная сеть — система параллелей и меридианов. Она служит для определения географических координат точек земной поверхности — их долготы и широты.
Параллели (от греч.parallelos — идущий рядом) — это линии, условно проведенные на земной поверхности параллельно экватору; экватор — линия сечения земной поверхности изображаемой плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения. Самая длинная параллель — экватор; длина параллелей от экватора к полюсам уменьшается.
Меридианы (от лат.meridianus - полуденный) — линии, условно проведенные на земной поверхности от одного полюса до другого по кратчайшему пути. Все меридианы равны по длине.Все точки данного меридиана имеют одинаковую долготу, а все точки данной параллели — одинаковую широту.
Рис. 1. Элементы градусной сети
Географическая широта и долгота
Географическая широта точки — это величина дуги меридиана в градусах от экватора до заданной точки. Она изменяется от 0° (экватор) до 90° (полюс). Различают северную и южную широты, сокращенно с.ш. и ю.ш. (рис. 2).
К югу от экватора любая точка будет иметь южную широту, а к северу от экватора — северную. Определить географическую широту любой точки — это значит определить широту параллели, на которой она находится. На картах широту параллелей подписывают на правой и левой рамках.
Рис. 2. Географическая широта
Географическая долгота точки — это величина дуги параллели в градусах от начального меридиана до заданной точки. Начальный (нулевой, или Гринвичский) меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, находящуюся недалеко от Лондона. К востоку от этого меридиана долгота всех точек восточная, к западу — западная (рис. 3). Долгота изменяется от 0 до 180°.
Рис. 3. Географическая долгота
Определить географическую долготу любой точки — это значит определить долготу меридиана, на котором она находится.
На картах долготу меридианов подписывают на верхней и нижней рамках, а на карте полушарий — на экваторе.
Широта и долгота любой точки Земли составляют ее географические координаты. Так, географические координаты г. Москвы 56° с.ш. и 38° в.д.
Географические координаты городов России и стран СНГ
| Город | Широта | Долгота |
| Абакан | 53.720976 | 91.44242300000001 |
| Архангельск | 64.539304 | 40.518735 |
| Астана (Казахстан) | 71.430564 | 51.128422 |
| Астрахань | 46.347869 | 48.033574 |
| Барнаул | 53.356132 | 83.74961999999999 |
| Белгород | 50.597467 | 36.588849 |
| Бийск | 52.541444 | 85.219686 |
| Бишкек (Киргизия) | 42.871027 | 74.59452 |
| Благовещенск | 50.290658 | 127.527173 |
| Братск | 56.151382 | 101.634152 |
| Брянск | 53.2434 | 34.364198 |
| Великий Новгород | 58.521475 | 31.275475 |
| Владивосток | 43.134019 | 131.928379 |
| Владикавказ | 43.024122 | 44.690476 |
| Владимир | 56.129042 | 40.40703 |
| Волгоград | 48.707103 | 44.516939 |
| Вологда | 59.220492 | 39.891568 |
| Воронеж | 51.661535 | 39.200287 |
| Грозный | 43.317992 | 45.698197 |
| Донецк (Украина) | 48.015877 | 37.80285 |
| Екатеринбург | 56.838002 | 60.597295 |
| Иваново | 57.000348 | 40.973921 |
| Ижевск | 56.852775 | 53.211463 |
| Иркутск | 52.286387 | 104.28066 |
| Казань | 55.795793 | 49.106585 |
| Калининград | 55.916229 | 37.854467 |
| Калуга | 54.507014 | 36.252277 |
| Каменск-Уральский | 56.414897 | 61.918905 |
| Кемерово | 55.359594 | 86.08778100000001 |
| Киев (Украина) | 50.402395 | 30.532690 |
| Киров | 54.079033 | 34.323163 |
| Комсомольск-на-Амуре | 50.54986 | 137.007867 |
| Королев | 55.916229 | 37.854467 |
| Кострома | 57.767683 | 40.926418 |
| Краснодар | 45.023877 | 38.970157 |
| Красноярск | 56.008691 | 92.870529 |
| Курск | 51.730361 | 36.192647 |
| Липецк | 52.61022 | 39.594719 |
| Магнитогорск | 53.411677 | 58.984415 |
| Махачкала | 42.984913 | 47.504646 |
| Минск (Беларусь) | 53.906077 | 27.554914 |
| Москва | 55.755773 | 37.617761 |
| Мурманск | 68.96956299999999 | 33.07454 |
| Набережные Челны | 55.743553 | 52.39582 |
| Нижний Новгород | 56.323902 | 44.002267 |
| Нижний Тагил | 57.910144 | 59.98132 |
| Новокузнецк | 53.786502 | 87.155205 |
| Новороссийск | 44.723489 | 37.76866 |
| Новосибирск | 55.028739 | 82.90692799999999 |
| Норильск | 69.349039 | 88.201014 |
| Омск | 54.989342 | 73.368212 |
| Орел | 52.970306 | 36.063514 |
| Оренбург | 51.76806 | 55.097449 |
| Пенза | 53.194546 | 45.019529 |
| Первоуральск | 56.908099 | 59.942935 |
| Пермь | 58.004785 | 56.237654 |
| Прокопьевск | 53.895355 | 86.744657 |
| Псков | 57.819365 | 28.331786 |
| Ростов-на-Дону | 47.227151 | 39.744972 |
| Рыбинск | 58.13853 | 38.573586 |
| Рязань | 54.619886 | 39.744954 |
| Самара | 53.195533 | 50.101801 |
| Санкт-Петербург | 59.938806 | 30.314278 |
| Саратов | 51.531528 | 46.03582 |
| Севастополь | 44.616649 | 33.52536 |
| Северодвинск | 64.55818600000001 | 39.82962 |
| Северодвинск | 64.558186 | 39.82962 |
| Симферополь | 44.952116 | 34.102411 |
| Сочи | 43.581509 | 39.722882 |
| Ставрополь | 45.044502 | 41.969065 |
| Сухум | 43.015679 | 41.025071 |
| Тамбов | 52.721246 | 41.452238 |
| Ташкент (Узбекистан) | 41.314321 | 69.267295 |
| Тверь | 56.859611 | 35.911896 |
| Тольятти | 53.511311 | 49.418084 |
| Томск | 56.495116 | 84.972128 |
| Тула | 54.193033 | 37.617752 |
| Тюмень | 57.153033 | 65.534328 |
| Улан-Удэ | 51.833507 | 107.584125 |
| Ульяновск | 54.317002 | 48.402243 |
| Уфа | 54.734768 | 55.957838 |
| Хабаровск | 48.472584 | 135.057732 |
| Харьков (Украина) | 49.993499 | 36.230376 |
| Чебоксары | 56.1439 | 47.248887 |
| Челябинск | 55.159774 | 61.402455 |
| Шахты | 47.708485 | 40.215958 |
| Энгельс | 51.498891 | 46.125121 |
| Южно-Сахалинск | 46.959118 | 142.738068 |
| Якутск | 62.027833 | 129.704151 |
| Ярославль | 57.626569 | 39.893822 |
Или карте нужный объект, необходимо знать его географические координаты - .
Помните, как на уроках математики вы находили точку на координатной плоскости? Точно так же можно найти любую точку на планете, используя систему параллелей и меридианов, или, как её ещё называют, .
Сначала установите географическую широту точки. То есть определите, насколько она удалена от экватора. Для этого следует вычислить величину дуги меридиана от экватора до этой точки в градусах. Географическая широта может изменяться от 0° до 90°. Все точки в Северном полушарии имеют северную широту (сокращённо с. ш.), а в Южном полушарии южную (сокращённо ю. ш.).
Определение географических координат
Чтобы определить географическую широту любой точки на глобусе и карте, необходимо выяснить, на какой параллели она находится. Например, если Москва расположена на параллели между 50° и 60° с. ш., то её широта приблизительно составляет 56° с. ш. Все точки одной параллели имеют одинаковую широту. Для того чтобы установить географическую долготу точки, надо узнать, насколько она удалена от начального (нулевого) меридиана. Он проведён через старое здание Гринвичской обсерватории, построенной в 1675 году недалеко от Лондона. В качестве нулевого этот меридиан выбран условно. Он так и называется - Гринвичский. Величина дуги параллели от него до заданной точки измеряется так же, как и географическая широта, - в градусах. Если двигаться от нулевого меридиана на восток, то долгота будет восточной (сокращённо в. д.), а если на запад западной (сокращённо з. д.). Величина долготы может составлять от 0° до 180°. Определить географическую долготу любой точки это значит установить долготу меридиана, на котором она находится. Так, Москва расположена на 38° в. д., а на 30° в. д. На широту и долготу подписывают на верхней и нижней рамках карты. На карте полушарий долготу подписывают на экваторе.
Широта и долгота любой точки на поверхности Земли - это её географические координаты. Например, географические координаты Москвы 56° с. ш. и 38° в. д.
Понятие географических координат (широты и долготы) представляет собой записанную особым образом информацию о правильно определенном положении объекта на земной поверхности в том формате, который принят в данной системе координат.
Для решения большинства практических задач поверхность планеты может быть принята за плоскость, где местоположение точки характеризуется только двумя координатами. В современной географии такие координаты называют широтой и долготой точки. В первом приближении эти свойства точки можно представить в виде расстояния, на которое она отстоит от начального значения широты и долготы.
Чтобы соотнести положение объекта с реальным миром, создана модель Земли в виде карты с изображенными на ней географическими объектами: материки, горы, реки, города и тому подобное. Поверх этих объектов нанесена градусная сетка, служащая для определения координат любого интересующего места.
Как определять широту и долготу? Существует несколько способов.
В зависимости от целей, которые поставлены перед составителями карт, система координат может быть различной. В этом случае модель Земли может приниматься либо за идеальную сферу, либо за особую геометрическую фигуру – геоид.
Сферические координаты
В случае, если карта представляет собой только небольшую часть земной поверхности и имеет малый масштаб, то при ее построении применяется сферическая система координат.
В этой системе от рассматриваемой на поверхности планеты точки до геометрического центра сферы перпендикулярно ее поверхности пропускается линия, которую называют нормалью к точке. Угол между этой нормалью и экваториальной плоскостью будет географической широтой интересующей точки.
Существует также сферическая система координат для точек, находящихся над или под поверхностью. В этом случае нормаль превращается в третью координату, представляющую собой высоту точки над уровнем моря. Такая координатная система применяется для расчета орбит околоземных спутников.
Астрономические координаты
Как определять широту и долготу точки с большой точностью – эта задача становится все более сложной по мере увеличения масштаба. Дело в том, что расхождения между реальной формой Земли и ее сферической моделью проявляются гораздо явственнее на мелко масштабированных картах. Для таких случаев применяется астрономическая система координат, учитывающая настоящую форму планеты.
В связи с тем, что планета вращается с достаточно большой скоростью, ее внутреннее вещество в виде жидкой мантии испытывает на себе центробежную силу. Она вытягивает планету у экватора и стягивает у полюсов. Поэтому радиус Земли в этих 2-х точках различен: 6357 км от центра планеты до полюса и 6378 км от центра до экватора.
Такая геометрическая фигура получила название геоид. Все точки на поверхности геоида направлены не к ее геометрическому центру, а к центру ее масс.
Здесь заключается главное отличие астрономической системы координат от сферической. В первой линия — которую в этой системе называют отвесной линией — от точки параллельна направлению силы тяжести и перпендикулярна земной поверхности, а во второй – к центру планеты.
Для определения отвесной линии применяются астрономические наблюдения за небесной сферой с помощью специальных инструментов либо математические вычисления на основе этих наблюдений. Для каждого региона она будет различна, так как вещество внутри планеты распределено неравномерно.
Понятие о широте
Если соединить линией точки, находящиеся на равном расстоянии от полюса, то получится параллель. Такие параллели могут быть продолжены все дальше и дальше от одного полюса по направлению к другому. При этом их длина по мере удаления будет расти, так как будет увеличиваться плоскость, описываемая ими.
На определенном расстоянии, когда параллель будет удалена от обоих полюсов на равное расстояние, она будет иметь максимальную длину. Эта параллель носит название экватор, и она ограничивает плоскость, которая называется экваториальной.
Плоский двугранный угол между этой плоскостью и параллелью, на которой расположен объект, получил название географическая широта. Чем меньше этот угол, тем ближе находится рассматриваемая точка к линии экватора. На самом экваторе географическая широта будет равняться нулю.
Параллели расположены по обе стороны от нее, и широта принимает положительное или отрицательное значение в зависимости от того, в каком полушарии находится объект.
Понятие о долготе
Перпендикулярно параллелям земную поверхность пересекают другие линии, называемые меридианами. Эти дуги также описывают плоскость в виде окружности, каждая из 2-х сторон которой находится в противоположном полушарии. Меридиан, проходящий через английский город Гринвич, принято называть «нулевым» или «опорным».
Плоский двухгранный угол между этим меридианом и тем, на котором стоит исследуемая точка, называется географической долготой. Развернутый угол со значением 180 0 находится прямо напротив нулевого, на другой стороне планеты. К востоку от опорного меридиана долготы принимают положительное, а к западу – отрицательное значение. Все меридианы сходятся в одну точку на полюсах планеты.
Измерение расстояний с помощью градусной сетки
Для измерения расстояний с помощью градусной сетки необходимо знать, чему соответствует 1 0 дуги. Меридианы имеют постоянную длину на всем своем протяжении и 1 0 соответствует приблизительно 111 км. Единственное необходимое условие, которое требуется соблюдать, чтобы узнать расстояние по меридиану – оба объекта должны находиться на одном и том же меридиане.
Таким образом, если расстояние между объектами составляет 15 0 , то расстояние между ними будет: 5 х 111 = 555 км.
Что касается параллелей, то по мере удаления от экватора их длина уменьшается и точное значение в километрах узнать достаточно сложно. Поэтому для вычисления расстояния между объектами, расположенными на одной параллели, следует руководствоваться приведенной таблицей.
| Широта | Расстоян ие, км |
| 0 0 (экватор) | 111,3 |
| 5 0 | 110,9 |
| 10 0 | 109,6 |
| 15 0 | 107,6 |
| 20 0 | 104,6 |
| 25 0 | 102,1 |
| 30 0 | 96,5 |
| 35 0 | 91,3 |
| 40 0 | 85,4 |
| 45 0 | 78,8 |
| 50 0 | 71,7 |
| 55 0 | 64,0 |
| 60 0 | 55,8 |
| 65 0 | 47,2 |
| 70 0 | 38,2 |
| 75 0 | 28,9 |
| 80 0 | 19,4 |
| 85 0 | 9,7 |
| 90 0 (полюс) | 0 |
Географический градус
Как определять широту и долготу и с помощью каких величин ее выражать стало актуальной задачей с началом эпохи Великих географических открытий. Первые картографы предложили для определения географических координат использовать градусы.
Объясняется это тем, что широта и долгота по своей сути являются плоскими двугранными углами, для вычисления которых применимы те же единицы измерения, что и в других областях геометрии.
Географическая карта мира с широтой и долготой
Основная характеристика, которой обладают географические карты – это масштаб, в котором они выполнены. В общем случае масштаб - это показатель уменьшения, который показывает, во сколько раз изображенный на карте объект меньше реального. Записывается в виде математического соотношения как 1:1000000. Чем больше цифра справа, тем мельче масштаб карты.
Мелкомасштабные карты дают лишь поверхностное представление о координатах объектов на земной поверхности и погрешность определения координат по ним составляет около 2 0 что в пересчете на расстояние дает ошибку в несколько десятков километров. К тому же, существует определенная трудность в переносе шарообразной формы Земли на плоскую поверхность бумажной карты.
Для того, чтобы обойти это ограничение, мировая карта поделена на участки, ограниченные меридианами в 4 0 и параллелями в 6 0 . Таким образом получились карты в форме трапеции (в географии принято называть эти карты «квадратами») масштабом 1:1000000. В таком масштабе 1 см равен 1 км.
Каждый полученный квадрат носит буквенно-цифровое обозначение согласно латинскому алфавиту от A до V. Чтобы не возникло путаницы, при обозначении квадратов, принадлежащих южному полушарию, перед их названием ставится маленькая латинская буква «s»: от sA до sV.
Чтобы еще больше повысить точность карты, каждый квадрат делится еще на 144 куска размером 20 на 30 минут. Они нумеруются по порядку слева направо и сверху вниз. В таком масштабе 1 см равен 1 км. Географические координаты объекта, точность определения которых требует погрешности вплоть до нескольких метров, определяется по топографическим картам крупного масштаба.
Определение долготы и широты
Большинство географических карт имеет крупный масштаб, поэтому на них присутствуют не все меридианы и параллели, а лишь некоторые из них, как правило, с шагом от 5 до 15 0 . Объясняется это соображениями удобства: в противном случае густая градусная сетка не дала бы пользователю разобрать подробности карты.
Линией, разделяющей земной шар на северное и южное полушария, является экватор.
Соответственно, любой объект на земной поверхности имеет северную либо южную широту в зависимости от того, по какую сторону от экватора он расположен. При этом важно знать, что линия экватора является также одновременно линией, от которой отсчитывается широта. Как правило, значения широты в градусах расположены на нулевом меридиане, который тянется с севера на юг.
Плоскость, которую ограничивают 0-й и сто 180-й меридианы, делит планету на 2 полушария: восточное и западное. Все, что расположено справа от 0 меридиана (или слева от 180 меридиана) имеет восточную долготу. По аналогии, второе полушарие имеет западную долготу (если смотреть налево от нулевого меридиана и направо от 180 меридиана).
Найти на карте обозначение долготы несколько легче, так как ее значение указано на ближайшей к экватору параллели, либо на самом экваторе. 180-й меридиан одновременно является официальной линией перемены дат. Если же карта изображает определенный географический район, то значения широт и долгот наносятся непосредственно на саму градусную сетку.
Как рассчитать широту?
Первым делом необходимо узнать полушарие (северное или южное), в котором он расположен. Затем определить ближайшие к нему параллели, между которыми он расположен. Дальше все сводится к элементарной математике.
Санкт-Петербург
Самый легкий пример определения географической широты места. Этот город расположен в северном полушарии на 60-й параллели. Соответственно, его координата — 60 0 северной широты.
Москва
Столица также располагается в северном полушарии, но между параллелями. Поэтому вначале необходимо определить значение шага, с которым нанесены на карту широты. К примеру, если это 50 и 60 параллели, то значение шага 60 – 50 = 10 градусов, а если 40 и 60 параллели, то 60 – 40 = 20 градусов. Теперь нужно мысленно отсчитать количество градусов, на которое город отстоит от нижней параллели.
В данном случае можно положиться на глазомер, так как точность определения координаты по географической карте находится в пределах 2 0 . Теперь, когда количество градусов определено (в примере это 6 0), его нужно прибавить к нижней параллели: 50 + 6 = 56 0 северной широты.
Магадан
Этот метод имеет и другие варианты, когда искомый объект располагается ближе к более северной параллели. Например, город Магадан расположен чуть южнее шестидесятого градуса и значительно удален от южной параллели. В данном случае гораздо удобнее посчитать количество градусов именно от северной параллели и отнять от нее измеренное количество: 60 – 1 = 59 0 северной широты.
Килиманджаро
Координаты объектов, расположенных географически в южном полушарии, определяются таким образом, что отсчет градусов идет от экватора в сторону Южного полюса. Вулкан Килиманджаро расположен в Африке в южном полушарии между экватором и 10 параллелью. Он отстоит от экватора всего на три градуса. Таким образом, его координата: 0 + 3 = 3 0 южной широты.
Кейптаун
Столица ЮАР также находится на южной оконечности Африканского материка между 30 и 40 градусами чуть ближе к первой параллели. Его координата будет: 30 + 3 = 33 0 южной широты.
Как рассчитать долготу?
Определение долготы не отличается от нахождения широты. Однако здесь есть свой нюанс – необходимо вначале определить полушарие, в котором находится объект.
Новый Орлеан
Один из известнейших городов США расположен в западном полушарии на берегу Мексиканского залива. Он находится практически на 90 меридиане. Отсчет градусов от в этом полушарии следует вести от нулевого меридиана в западном направлении. Таким образом, координата Нового Орлеана 90 0 западной долготы.
Лос-Анджелес
Город находится также в западном полушарии на берегу Тихого океана между 120 и 110 меридианами.
Чем севернее или южнее от экватора располагается объект, тем легче определить его долготу, так с приближением к полюсам уменьшается расстояние между градусами. Лос-Анджелес отстоит от 120 меридиана на 2 градуса и его координатой является 120 – 2 = 118 0 западной долготы.
Мурманск
Этот северный порт находится справа от нулевого меридиана, а значит, что расположен он в восточном полушарии. Ближайшие к нему меридианы – 30 0 и 40 0 . Количество градусов от 30 меридиана до Мурманска – 3 и его координата: 30 + 3 = 33 0 восточной долготы.
Максимальное значение координат
Максимальная долгота географического объекта составляет 180 0 . Так как этот меридиан не принадлежит к какому-либо полушарию, то при записи этой координаты название полушария опускается. Если речь идет о максимальной долготе в каждом полушарии, то это 179 0 как восточной или западной долготы соответственно.
Географическая широта начинает отсчитываться от линии экватора, который является нулевой линией, не принадлежащей ни к одному полушарию, поэтому минимальное значение широты составляет 0 0 без обозначения полушария.
Параллели, опоясывающие всю Землю, условно делят ее на 180 градусов от полюса до полюса. Но, так как экватор разделяет планету на 2 полушария, то максимальная долгота объекта будет составлять 180/2 = 90 0 северной или южной широты.
Полюс и экватор
Как определять широту и долготу полюсов, которые являются крайними точками на географической карте мира, ведь они обладают координатами, отличными от остальных на земном шаре, рассмотрено ниже.
Так как широта по своей сути является углом между экватором и нужным объектом, то максимальный угол между любым из полюсов и экватором будет прямым. Отсюда следует, что географическая широта полюса составляет 90 0 вне зависимости от полушария.
Меридианы, определяющие географическую долготу, сходятся в одной точке на полюсе. Поэтому географической долготы у полюсов нет.
Таким образом, у полюсов существует только одна координата: 90 0 северной или южной широты.
Географическая система координат
Географические координаты в настоящее время вычисляются 4 основными способами, каждый со своей степенью точности:
Перевод полученных градусов в минуты и секунды
Так как 1 географический градус в километрах представляет собой довольно большое значение, то для более точного определения местоположения объекта на карте введены и другие единицы измерения – минуты и секунды. Перевод градусов в минуты и секунды приведет к тому, что координата будет представлять собой десятичную дробь.
При этом стоит руководствоваться тем, что в одном градусе 60 минут, а в минуте 60 секунд:
- 5 0 18′ 25″ = 18 + 25/60 = 18 + 0,417 = 5 0 25,417′.
- 179 0 59′ 59″ = 59 + 59/60 = 18 + 0,983 = 179 0 59,983′.
Если переводить все координаты, то в одном градусе 3600 секунд:
- 5 0 18′ 25″ = 5 + 18/60 + 25/3600 = 5 + 0,78 + 0,00694 = 5,78694 0
- 179 0 59′ 59″ = 179 + 59/60 + 59/3600 = 5 + 0,983 + 0,0164 = 5,9994 0
Запись географических координат подчиняется строгим правилам, от которых нельзя отступать, так как это международная система, которую должны понимать в любой точке мира. Как определять широту и долготу и записывать географические координаты, приведено ниже. Имеется несколько форматов записи, но в них существует единое правило: сперва пишут координаты широты, а затем долготы.
Запись полученных координат
Запись в классическом виде, принятом в русскоязычной литературе, ведется на русском языке. Для того, чтобы отделить друг от друга единицы измерения, их принято обозначать надстрочными знаками: градусы знаком «0», минуты знаком «’», а секунды знаком «»».
При этом названия полушарий, а также широт и долгот пишутся сокращенно, записывается только первая их буква. Например, координаты Москвы : 55°45′21″ с. ш. 37°37′04″ в. д. В этом формате слова «широта» и «долгота» вообще не пишутся, а полушария записываются по первой букве их английского варианта: North (север), South (юг), West (запад), East (восток).
В зависимости от вида записи, широты и долготы могут принимать и отрицательные значения без указания названия полушария: положительными являются северное полушарие для широты и восточное для долготы. Остальные – со знаком минус.
Помимо всего вышеописанного, сама запись координат существует в нескольких форматах:
- В виде десятичной дроби с указанием только градусов.
- В виде десятичной дроби с указанием только градусов и минут
- В виде десятичной дроби с указанием градусов, минут и секунд.
Запись во всех этих форматах координат Москвы буде выглядеть следующим образом:
- 55,755831°, 37,617673°
- 55°45.35′N, 37°37.06′E
- 55°45′21″N, 37°37′4″E
Как видно из примера, целые значения отделяются от десятичных точкой. Для того, чтобы пересчитать координаты в другом формате, нужно разделить минуты на 60, а секунды на 3600, для записи только градусов, или умножить для записи полного формата.
На просторах Всемирной сети существует огромное количество сервисов, на которых этот пересчет автоматизирован.
Развитие международного сообщения было бы невозможным без точного определения своего местоположения (широты и долготы). В современную эпоху это позволило даже рядовым пользователям уверенно прокладывать свой маршрут в неизвестной местности и не бояться заблудиться.
Оформление статьи: Лозинский Олег
Видео о том, как определять широту и долготу
Географическая широта и географическая долгота:
