Coordonatele geografice

Coordonate geografice - un concept generalizat de coordonate geodezice și astronomice, atunci când nu se ia în considerare abaterea plumbului [1] . Cu alte cuvinte, atunci când se determină coordonatele geografice, Pământul este luat ca o minge , și nu un elipsoid de rotație . Coordonatele geografice definesc poziția unui punct de pe suprafața pământului sau, mai general, într-un ansamblu geografic . Coordonatele geografice sunt construite pe principiul sferice . Coordonate similare se aplică altor planete , precum și sferei cerești [2] .

Latitudine

Latitudine - unghi φ dintre direcția locală a zenitului și planul ecuatorului , măsurat de la 0 ° la 90 ° pe ambele părți ale ecuatorului. Latitudinea geografică a punctelor situate în emisfera nordică (latitudinea nordică) este considerată pozitivă, latitudinea punctelor din emisfera sudică este negativă. Se obișnuiește să se vorbească despre latitudinile apropiate polilor la fel de înalte , iar cele apropiate de ecuator la fel de joase .

Datorită diferenței de formă a Pământului față de minge, latitudinea geografică a punctelor este oarecum diferită de latitudinea lor geocentrică , adică de unghiul dintre direcția către un punct dat din centrul Pământului și plan. a ecuatorului.

Latitudinea unui loc poate fi determinată folosind instrumente astronomice precum un sextant sau gnomon ( măsurare directă ), puteți utiliza și sisteme GPS sau GLONASS ( măsurare indirectă ).

Longitudine

Longitudinea este unghiul diedric λ dintre planul meridianului care trece prin punctul dat și planul meridianului zero inițial de la care se măsoară longitudinea. Longitudinea de la 0° la 180° est de primul meridian se numește est, la vest - vest. Longitudinile estice sunt considerate pozitive, longitudinile vestice negative.

Alegerea meridianului zero este arbitrară și depinde doar de acord. Acum meridianul prim este luat ca meridian principal , trecând pe lângă observatorul din Greenwich , în sud-estul Londrei. Meridianele observatoarelor din Paris , Cadiz , Pulkovo etc . au fost alese anterior ca zero .

Ora solară locală depinde de longitudine .

Înălțime

Pentru a determina pe deplin poziția unui punct în spațiul tridimensional, este necesară o a treia coordonată - înălțimea . Distanța până la centrul planetei nu este folosită în geografie: este convenabilă numai atunci când descrieți regiuni foarte adânci ale planetei sau, dimpotrivă, când se calculează orbitele în spațiu.

În cadrul anvelopei geografice, se utilizează de obicei altitudinea deasupra nivelului mării , măsurată de la nivelul suprafeței „netezite” - geoidul . Un astfel de sistem de trei coordonate se dovedește a fi ortogonal , ceea ce simplifică o serie de calcule. Altitudinea deasupra nivelului mării este, de asemenea, convenabilă prin faptul că este legată de presiunea atmosferică .

Distanța de la suprafața pământului (în sus sau în jos) este adesea folosită pentru a descrie o locație, dar „nu” servește drept coordonată.

Sistemul de coordonate geografice

În navigație , centrul de masă al vehiculului (TC) este ales ca origine a sistemului de coordonate. Trecerea originii coordonatelor de la sistemul de coordonate inerțial la cel geografic (adică de la la ) se realizează pe baza valorilor latitudinii și longitudinii. Coordonatele centrului sistemului de coordonate geografice în cel inerțial iau următoarele valori (când sunt calculate folosind un model sferic al Pământului): $O_{i}$ $O_{g}$ $O_{g}$

X_{og}=(R+h)\cos(\varphi)\cos(Ut+\lambda)

Y_{og}=(R+h)\cos(\varphi)\sin(Ut+\lambda)

Z_{og}=(R+h)\sin(\varphi )

unde R este raza pământului, U este viteza unghiulară de rotație a pământului, h este înălțimea deasupra nivelului mării, este latitudinea, este longitudinea, t este timpul.

\varphi

\lambda

Orientarea axelor în sistemul de coordonate geografice (H.S.K.) este selectată conform schemei:

Axa X (cunoscută și ca axa E) este axa orientată spre est. Axa Y (cunoscută și ca axa N) este axa orientată spre nord. Axa Z (o altă desemnare este axa în sus) este o axă îndreptată vertical în sus.

Orientarea triedrului XYZ, datorită rotației pământului și mișcării lui T. S. se deplasează constant cu viteze unghiulare [3] .

\omega _{E}=-V_{N}/R

\omega _{N}=V_{E}/R+U\cos(\varphi)

\omega _{Sus}={\frac {V_{E}}{R}}tg(\varphi)+U\sin(\varphi)

unde R este raza pământului, U este viteza unghiulară de rotație a pământului, este viteza vehiculului spre nord, spre est, este latitudinea, este longitudinea.

V_{N}

V_{E}

\varphi

\lambda

Principalul neajuns în aplicarea practică a G.S.K. în navigație este valorile mari ale vitezei unghiulare ale acestui sistem la latitudini mari, care cresc până la infinit la pol. Prin urmare, în loc de G. S. K., se folosește un SK semi-liber în azimut.

Semi-liber în sistemul de coordonate azimutal

S.K. semiliber în azimut diferă de G.S.K. doar printr-o ecuație, care are forma:

\omega _{Sus}=U\sin(\varphi )

În consecință, sistemul are aceeași poziție inițială, realizată conform formulei [3]

N=Y_{w}\cos(\varepsilon)+X_{w}\sin(\varepsilon)

E=-Y_{w}\sin(\varepsilon)+X_{w}\cos(\varepsilon)

În realitate, toate calculele sunt efectuate în acest sistem, iar apoi, pentru a emite informații de ieșire, coordonatele sunt transformate în GCS.

Formate de înregistrare pentru coordonatele geografice

Orice elipsoid (sau geoid) poate fi folosit pentru a înregistra coordonatele geografice, dar cel mai des sunt utilizate WGS 84 și Krasovsky (pe teritoriul Federației Ruse).

Coordonatele (latitudine -90° la +90°, longitudine -180° la +180°) pot fi scrise:

în grade ca fracție zecimală (versiunea modernă);
în grade și minute cu o fracție zecimală;
în grade, minute și secunde cu o fracție zecimală (notația istorică).

Separatorul zecimal poate fi un punct sau o virgulă. Semnele pozitive ale coordonatelor sunt reprezentate de (în majoritatea cazurilor omise) semnul „+” sau litere:

„N” sau „s. SH." - latitudine nordică,
„E” sau „în. etc." - Longitudine de est.

Semnele negative ale coordonatelor sunt reprezentate fie prin semnul „−”, fie prin litere:

„S” sau „Yu. SH." - latitudinea sudica,
„W” sau „z. etc." - Longitudine vestică.

Literele pot sta atât în față, cât și în spate. Nu există reguli uniforme pentru înregistrarea coordonatelor.

În mod implicit, hărțile motoarelor de căutare arată coordonatele în grade cu o fracție zecimală cu semnul „−” pentru longitudine negativă. Pe hărțile Google și hărțile Yandex , mai întâi latitudinea, apoi longitudinea (până în octombrie 2012 , ordinea inversă a fost adoptată pe hărțile Yandex : mai întâi longitudinea, apoi latitudinea). Aceste coordonate sunt vizibile, de exemplu, la așezarea rutelor din puncte arbitrare. Căutarea recunoaște și alte formate.

În același timp, este adesea folosit modul original de a scrie cu grade, minute și secunde. În prezent, coordonatele pot fi scrise într-unul din mai multe moduri sau duplicate în două moduri principale (cu grade și cu grade, minute și secunde) [4] . De exemplu, opțiunile pentru înregistrarea coordonatelor semnului „ Zero kilometru de drumuri din Federația Rusă ” - 55 ° 45′21 ″ s. SH. 37°37′04″ in. e. :

55,755831°, 37,617673° - grade
N55.755831°, E37.617673° - grade (+ litere suplimentare)
55°45.35′N, 37°37.06′E — grade și minute (+ litere suplimentare)
55°45′20.9916″N, 37°37′3.6228″E — grade, minute și secunde (+ litere suplimentare)

Dacă este necesar, formatele pot fi recalculate independent: 1° = 60′ (minute), 1′ (minut) = 60″ (secunde). De asemenea, puteți apela la servicii specializate. Vezi link -uri .

Vezi și

Note

↑ GOST 22268-76 „Geodezia. Termeni și definiții"
↑ Coordonate geocentrice // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
↑ 1 2 Salicev. Navigație inerțială aplicată de SO : probleme și soluții. - Moscova:: BMSTU Press, 2004. - 304 p. — ISBN 5-7038-2395-1 .
↑ Exemplu de duplicare a coordonatelor . Preluat la 8 august 2011. Arhivat din original la 25 mai 2015. (nedefinit)