Система географических координат
Понятие «Координаты»
Для фиксации положения точки на плоскости или в пространстве используются определенные системы координат. В геометрии положение точки на плоскости вычисляется ее расположением относительно перпендикулярных координатных осей, где точка пересечения - начало отсчета. Пространственными координатами расположения точки будет – расстояние от трех взаимно перпендикулярных плоскостей. В географии используется сферическая система координат, определяющая широту, долготу и высоту над уровнем Мирового океана.
Топография и геодезия использует, в основном, системы полярных и географических прямоугольных координат.
Точное положение точки, расположенной на Земле определяется относительно исходных плоскостей – начального меридиана и экватора. При этом форма планеты считается шарообразной. В подобной системе координаты, долгота и широта, являются угловыми величинами, измеренными относительно центра Земли.
В практике используются две разновидности географических координат, получивших название от метода их получения. Координаты, вычисленные на основании астрономических наблюдений, называются астрономическими. Географическое местоположение, установленное геодезическими измерениями, определено геодезическими координатами. Значения геодезических и астрономических координат отличаются на некоторую величину из-за способа переноса точек на поверхность планеты. При вычислении координат с помощью астрономических наблюдений используется проектирование с помощью отвесных линий, при вычислении значений координат геодезическим методом применяются нормали.
Географическая широта и долгота применялись учеными и мореплавателями с незапамятных времен для описания размеров, например Средиземного моря. Оно вытянуто с запада на восток, при ширине с севера на юг в два раза меньшей. Было принято считать долготой расстояние с запада на восток, а широтой – значение расстояния с севера на юг.
Географическая широта
Значение координаты точки на поверхности планеты относительно плоскости проходящей через экватор называется широтой. В зависимости от расположения объекта относительно экватора его координаты могут иметь положительную (северную широту) или отрицательную (южную широту).
Во время Великих географических открытий определение точных координат маршрута и обнаруженных неизвестных стран приобрело первостепенное значение. Капитаны кораблей привлекали астрономов, умеющих с помощью простейших инструментов определять местонахождение судна. В те древние времена был изобретен весьма простой инструмент – якобсштаб. Он представлял собой длинную планку с делениями, снабженную короткой подвижной перекладиной. Поперечную перекладину устанавливали так, чтобы нижний конец касался горизонта, а верхний – Солнца, а ночью какой-либо известной звезды. Этим способом измерялась высота звезды над горизонтом и затем вычислялась широта места. С помощью этого прибора мореплаватели определяли свои координаты до середины 18 века. Изобретенный в этот период секстант – астрономический угломерный прибор, полностью заменил устаревший к этому времени якобсштаб. Значение широты определяется просто, все, что расположено от экватора в северном направлении имеет северную широту, а объект, находящийся южнее экватора, имеет южную широту.
В сферической системе координат широта определенной точки выражается в градусах, а на картах она отображается параллелями – линиями параллельными плоскости экватора. Экватор – нулевая широта, а параллели обычно нанесены на карту через 10 градусов и делятся на минуты и секунды. Северный полюс, в этой системе координат, обозначен широтой – 90 градусов С. Ш., а точка Южного полюса – 90 градусов Ю. Ш.
Широты, расположенные вблизи экватора называются нулевыми, а те, что расположены ближе к полюсам, считаются высокими широтами. Если отсутствуют географические карты, то широта местоположения определяется астрономическими инструментами – секстантом или гномоном.
Географическая широта представляет собой величину расстояния, выраженную в градусах от экватора к югу или северу.
Как определить географическую широту объекта:
- Найти на карте экватор;
- Осмотреть градусные величины параллелей, обозначенных по периметру карты;
- Выбрать объект, например Омск;
- Дойти от экватора до параллели, проходящей через Омск и на краю карты прочитать значение широты;
- На карте четко видно, что Омск расположен, округленно, на 55 градусе северной широты (точное значение - . 54° 59.3605' 0" с.ш.)
Географическая долгота
Значение долготы, выраженное в градусах, это координата местоположения относительно нулевого меридиана.
Все точки планеты, расположенные западнее нулевого меридиана имеют западную географическую долготу, а координаты объектов восточного полушария имеют восточную долготу. Т. к. используется сферическая система координат, то значения долготы выражаются в градусах. Эти величины отсчитываются от нулевого Гринвичского меридиана.
Линии меридианом перпендикулярны плоскости экватора и сходятся в одну точку на полюсах Земли. В области восточной долготы располагается преобладающая часть суши планеты. В области восточной долготы находятся два материка – Северная и Южная Америка. Все объекты, расположенные на одном меридиане будут иметь одну долготу, а величина широты будет отличаться в широких пределах. Восточная долгота считается положительной, а западная – отрицательной величиной. На карте каждый меридиан обозначен в градусах, нанесенных на линию экватора. Начало отсчета – нулевой меридиан. Один градус соответствует 1/360 длины экватора. Местное время связано с долготой конкретного объекта.
Географическая долгота местоположения – расстояние в градусах от нулевого (Гринвичского) меридиана.
Как определить географическую долготу:
- Найдите на карте нулевой меридиан. Он проходит через Англию и Африку и обычно выделен более насыщенным цветом;
- Градусные величины, обозначенные на экваторе, начинаются от нулевого меридиана;
- Для примера выберем Омск;
- Передвигаясь по карте, находим меридиан, проходящий через Омск;
- В нашем случае Омск расположен на 73 градуса и 23 минуты восточной долготы.