Широта и долгота рисунок. Как определить широту и долготу на карте

Географическая система координат — Geographic coordinate system

Система координат для определения местоположения на Земле

линии долготы перпендикулярны, а линии широты параллельны экватору.

A географическая система координат (GCS ) — это система координат , связанная с позиции на Земле (географическая позиция ). GCS может задавать позиции:

В геодезических координатах и ​​координатах карты, кортеж координат раскладывается таким образом, что одно из чисел представляет собой вертикальное положение и два числа представляют горизонтальное положение .

История

изобретение географической координаты Система обычно приписывается Эратосфену из Кирены , который составил свою ныне утерянную Географию в Библиотеке Александрии в 3 веке до нашей эры. . Спустя столетие Гиппарх из Никеи усовершенствовал эту систему, определив широту по звездным измерениям, а не по высоте Солнца, и определив долготу по времени лунных затмений , а не мертвая расплата . В I или II веке Марин из Тира составил обширный географический справочник и математически построенную карту мира , используя координаты, измеренные к востоку от нулевого меридиана в самом западном известном месте. суша, обозначенная Островами Удачи , у побережья Западной Африки вокруг Канарских островов или островов Зеленого Мыса, и измеряется к северу или югу от острова Родос от Малой Азии . Птолемей приписал ему полное принятие долготы и широты, а не измерение широты с точки зрения продолжительности середины летадня .

2-й век Птолемея География использует тот же нулевой меридиан, но измеряет широту от экватора . После того, как их работа была переведена на арабский в IX веке, Книга Описания Земли Аль-Хваризми исправила ошибки Маринуса и Птолемея в отношении длина линии, в результате чего средневековая арабская картография использовала нулевой меридиан примерно в 10 ° к востоку от линии Птолемея. Математическая картография возобновилась в Европе после того, как Максим Плануд обнаружил текст Птолемея незадолго до 1300 г .; текст был переведен на латинский в Флоренции Якобом Ангелусом около 1407.

В 1884 году Соединенные Штаты провел Международную конференцию по меридианам , в которой приняли участие представители двадцати пяти стран. Двадцать два из них согласились принять долготу Royal Observatory в Гринвич, Англия в качестве нулевой линии отсчета. Доминиканская Республика проголосовала против предложения, а Франция и Бразилия воздержались. Франция приняла среднее время по Гринвичу вместо локальных определений, сделанных Парижской обсерваторией в 1911 году.

Геодезические данные

Чтобы однозначно определить В направлении «вертикальной» и «горизонтальной» поверхности, над которой они измеряют, картографы выбирают опорный эллипсоид с заданными исходными точками и ориентацией, которые наилучшим образом соответствуют их потребностям в области, подлежащей картированию. Затем они выбирают наиболее подходящее отображение сферической системы координат на этот эллипсоид, называемое наземной системой отсчета или геодезической системой координат .

. Даты могут быть глобальными, что означает, что они представляют всю Землю, или они могут быть локальными, что означает, что они представляют собой эллипсоид, наилучшим образом подходящий только для части Земли. Точки на поверхности Земли перемещаются относительно друг друга из-за движения континентальной плиты, опускания и суточного приливного движения Земли, вызванного Луной и Солнцем. Это ежедневное движение может достигать метра. Континентальное движение может составлять до 10 см в год или 10 м за столетие. погодная система зона высокого давления может вызвать опускание на 5 мм. Скандинавия растет на 1 см в год в результате таяния ледяных щитов последнего ледникового периода , но соседняя Шотландия поднимается только на 0,2 см. Эти изменения несущественны, если используются локальные данные, но являются статистически значимыми, если используются глобальные системы координат.

Примеры глобальных датумов включают Мировую геодезическую систему (WGS 84, также известную как EPSG : 4326), датум по умолчанию, используемый для Глобальной системы позиционирования и Международной наземной системы отсчета (ITRF), используемой для оценки дрейфа континентов и деформация земной коры . Расстояние до центра Земли может использоваться как для очень глубоких позиций, так и для позиций в космосе.

Местные датумы, выбранные национальной картографической организацией, включают Североамериканский датум , европейский ED50 и британский OSGB36 . Для заданного местоположения датум обеспечивает широту и долготу . В Соединенном Королевстве используются три общие системы широты, долготы и высоты. WGS 84 отличается в Гринвиче от карты, использованной на опубликованных картах OSGB36 , примерно на 112 м. Военная система ED50 , используемая НАТО , отличается примерно от 120 м до 180 м.

Читайте также:  Назовите простейшие виды укрытий и требования к их оборудованию. 3. Укрытия простейшего типа

Широта и долгота на карте, составленной относительно местной системы координат, могут не соответствовать быть таким же, как полученное от приемника GPS. Преобразование координат из одной системы координат в другую требует преобразования датума , такого как преобразование Хельмерта , хотя в определенных ситуациях может быть достаточно простого перевода .

В популярном программном обеспечении ГИС данные, спроецированные по широте / долготе, часто представлены в виде географической системы координат. Например, данные по широте / долготе, если датум Североамериканский датум 1983 года обозначаются как «GCS North American 1983».

Горизонтальные координаты

Широта и долгота

Экватор, параллель 0 ° широты

«Широта» (сокращение: Широта, φ или phi) точки на поверхности Земли — это угол между плоскостью экватора и прямой линией, которая проходит через эту точку и проходит через (или близко) к центру Земли. Линии, соединяющие точки одинаковой широты, обозначают круги на поверхности Земли, называемые параллелями , поскольку они параллельны экватору и друг другу. Северный полюс находится на 90 ° северной широты; Южный полюс находится на 90 ° южной широты. Параллель широты 0 ° обозначается экватором , фундаментальной плоскостью всех географических систем координат. Экватор делит земной шар на Северное и Южное полушарие .

Главный меридиан, 0 ° долготы

«Долгота» (аббревиатура: Long., λ , или лямбда) точки на поверхности Земли угол на восток или запад ссылки меридиан к другому меридиана, который проходит через эту точку. Все меридианы представляют собой половинки больших эллипсов (часто называемых большими кругами ), которые сходятся на Северном и Южном полюсах. Меридиан БританскойКоролевской обсерватории в Гринвиче на юго-востоке Лондона, Англия, является международным нулевым меридианом , хотя некоторые организации— например, Французский Национальный географический институт — продолжать использовать другие меридианы для внутренних целей. Начальный меридиан определяет собственно Восточное и Западное полушария , хотя карты часто делят эти полушария дальше на запад, чтобы сохранить Старый Свет на одной стороне. антиподальный меридиан Гринвича составляет 180 ° з.д. и 180 ° в.д. Это не следует объединять с Международной линией перемены дат , которая отличается от нее в нескольких местах по политическим причинам и соображениям удобства, в том числе между Дальним Востоком России и Дальним Западом Алеутскими островами .

из этих двух компонентов определяет положение любого места на поверхности Земли, без учета высоты или глубины. Сетка, образованная линиями широты и долготы, известна как «сетка». Начальная / нулевая точка этой системы расположена в Гвинейском заливе примерно в 625 км (390 миль) к югу от Тема , Гана .

Длина градуса

На сфероиде GRS80 или WGS84 на уровне моря на экваторе одна широтная секунда составляет 30,715 метров , одна минута широты равна 1843 метрам и один градус широты — 110,6 км. Круги долготы, меридианы, пересекаются на географических полюсах, причем ширина в секунду с запада на восток естественным образом уменьшается с увеличением широты. На экваторе на уровне моря одна продольная секунда составляет 30,92 метра, продольная минута — 1855 метров, а продольный градус — 111,3 километра. При 30 ° продольная секунда составляет 26,76 метра, в Гринвиче (51 ° 28′38 ″ с.ш.) 19,22 метра, а при 60 ° — 15,42 метра.

На сфероиде WGS84 — длина в метрах градуса широты на широте φ (то есть количество метров, которое вам нужно пройти по линии север-юг, чтобы переместиться на 1 градус широты, когда на широте φ) составляет примерно

Возвращаемое значение в метрах на градус широты непрерывно зависит от широты.

Аналогично, длина в метрах градуса долготы может быть рассчитана как

(Эти коэффициенты можно улучшить, но пока они стоят, расстояние, которое они дают, верное в пределах сантиметра.)

Обе формулы возвращают единицы измерения в метрах на градус.

Альтернативный метод оценки длины градуса долготы на широте — предположить, что Земля сферическая ( чтобы получить ширину в минуту и ​​секунду, разделите соответственно на 60 и 3600):


где средний меридиональный радиус Земли равен 6 367 449 м. Поскольку Земля представляет собой сплюснутый сфероид , а не сферическую, этот результат может отличаться на несколько десятых процента; лучшая аппроксимация долготного градуса на широте равна

где экваториальный радиус Земли равен 6,378,137 м, а ; для сфероидов GRS80 и WGS84 значение b / a составляет 0,99664719. (известен как уменьшенная (или параметрическая) широта ). Помимо округления, это точное расстояние по параллели широты; получить расстояние по кратчайшему маршруту будет труднее, но эти два расстояния всегда находятся в пределах 0,6 метра друг от друга, если две точки находятся на расстоянии одного градуса долготы.

Широта Город Градус Минута Секунда ± 0,0001 °
60 ° Санкт-Петербург 55,80 км 0,930 км 15,50 м 5,58 м
51 ° 28 ′ 38 ″ с.ш. Гринвич 69,47 км 1,158 км 19,30 м 6,95 м
45 ° Бордо 78,85 км 1,31 км 21,90 м 7,89 м
30 ° Новый Орлеан 96,49 км 1,61 км 26,80 м 9,65 м
0 ° Кито 111,3 км 1,855 км 30,92 м 11,13 м
Читайте также:  Мишени для пристрелки нарезного оружия. 10 лучших мишеней для стрельбы или пристрелочная мишень на любой вкус

Картографическая проекция

Чтобы установить положение географического местоположения на карте , картографическая проекция используется для преобразования геодезических координат в плоские координаты на карте; он проецирует исходные эллипсоидальные координаты и высоту на плоскую поверхность карты. Датум вместе с картографической проекцией, примененной к сетке опорных местоположений, устанавливает систему координатной сетки для построения местоположений. Обычные картографические проекции, используемые в настоящее время, включают Универсальную поперечную проекцию Меркатора (UTM), Справочную систему военной сетки (MGRS), Национальную сетку США (USNG) , Глобальная система координат (GARS) и Всемирная географическая справочная система (GEOREF). Координаты на карте обычно выражаются в единицах смещения север N и восток E относительно указанной исходной точки.

Формулы проекции карты зависят от геометрии проекции, а также от параметров, зависящих от конкретного места, на которое проецируется карта. Набор параметров может варьироваться в зависимости от типа проекта и соглашений, выбранных для проекции. Для поперечной проекции Меркатора , используемой в UTM, ассоциированными параметрами являются широта и долгота естественного происхождения, ложное северное и ложное восточное положение, а также общий масштабный коэффициент. Учитывая параметры, связанные с определенным местоположением или ухмылкой, формулы проекции поперечной проекции Меркатора представляют собой сложное сочетание алгебраических и тригонометрических функций.

Системы UTM и UPS

Универсальная поперечная проекция Меркатора Системы координат (UTM) и Универсальная полярная стереографическая (UPS) обе используют декартову сетку на основе метрики, размещенную на конформно спроецированной поверхности для определения местоположения на поверхности Земля. Система UTM — это не одна картографическая проекция, а серия из шестидесяти, каждая из которых охватывает 6-градусные диапазоны долготы. Система ИБП используется для полярных регионов, которые не покрываются системой UTM.

Стереографическая система координат

В средние века стереографическая система координат использовалась для целей навигации. Стереографическая система координат была заменена системой широты-долготы. Хотя стереографическая система координат больше не используется в навигации, она все еще используется в наше время для описания кристаллографической ориентации в областях кристаллографии , минералогии и материаловедения.

Вертикальные координаты

Вертикальные координаты включают высоту и глубину.

Декартовы трехмерные координаты

Каждая точка, выраженная в эллипсоидальных координатах, может быть выражена как прямолинейная координата x y z (декартова ). Декартовы координаты упрощают многие математические вычисления. Декартовы системы разных датумов не эквивалентны.

Центрированная на Земле, фиксированная

Земля в центре, фиксированные координаты Земли по отношению к широте и долготе.

Земля с центром в Земле -fixed (также известный как ECEF, ECF или обычная земная система координат) вращается вместе с Землей и имеет начало в центре Земли.

Традиционная правая система координат помещает:

  • Начало координат в центре масс Земли, точка, близкая к центру Земли на рисунке
  • Ось Z на линии между Северным и Южным полюсами, с положительными значениями, увеличивающимися к северу (но не совсем совпадающими с осью вращения Земли)
  • Оси X и Y в плоскости экватора
  • Ось X проходящая через от 180 градусов долготы на экваторе (отрицательная) до 0 градусов долготы (нулевой меридиан ) на экваторе (положительная величина)
  • Ось Y, проходящая через простирающуюся от 90 градусов западной долготы на экваторе (отрицательное значение) до 90 градусов восточной долготы на экваторе (положительное значение)

Примером являются данные NGS для латунного диска недалеко от Саммита Доннера в Калифорнии. Учитывая размеры эллипсоида, преобразование координат широты / долготы / высоты над эллипсоидом в XYZ выполняется просто — вычислите XYZ для заданного широты и долготы на поверхности эллипсоида и добавьте вектор XYZ, перпендикулярный оси координат. эллипсоид, длина которого равна высоте точки над эллипсоидом. Обратное преобразование сложнее: учитывая X-Y-Z, мы можем сразу получить долготу, но закрытой формулы для широты и высоты не существует. См. «Геодезическая система ». Используя формулу Боуринга в обзоре обзора 1976 года, первая итерация дает правильную широту в пределах 10 градусов, если точка находится в пределах 10000 метров выше или 5000 метров ниже эллипсоида.

Местная касательная плоскость

Земля по центру Земля фиксированная и координаты восток, север, верх.

Локальная касательная плоскость может быть определена на основе размеров вертикального и горизонтального . Вертикальная координата может указывать вверх или вниз. Существует два вида условных обозначений для рамок:

  • Восток, Север, вверх (ENU), используется в географии
  • Север, Восток, вниз (NED), используется специально в аэрокосмической сфере

Во многих целях и приложения для отслеживания. Местная декартова система координат ENU гораздо более интуитивно понятна и практична, чем ECEF или геодезические координаты. Локальные координаты ENU формируются из плоскости, касательной к поверхности Земли, привязанной к определенному месту, и, следовательно, ее иногда называют местной касательной или локальной геодезической плоскостью. По соглашению восточная ось обозначается , северная и верхняя .

Читайте также:  Достать клеща с помощью масла. Как правильно вытащить присосавшегося клеща у человека

В самолете большинство интересующих объектов находятся под ним, поэтому разумно определить вниз как положительное число. Координаты NED позволяют это в качестве альтернативы ENU. По соглашению, северная ось обозначается , восточная и нижняя

На других небесных телах

Подобные системы координат определены для других небесных тел, таких как:

См. также

Примечания

Ссылки

Цитаты

Источники

Внешние ссылки

Как определить широту и долготу на карте

Каждому школьнику известно, что наша земля повторяет форму сферы. Известно также и то, как найти любой географический объект на карте или глобусе. Для того, чтобы определить точку на карте используют широту и долготу. Чтобы этот способ применить, можно воспользоваться не только глобусом, но и онлайн картой мира Google Maps или Яндекс.Карты. На любой карте имеется специальная градусная, так называемая сеть, при помощи которой и определяют необходимую точку.

Как определить широту и долготу в Google Maps

Сегодня не каждый человек имеет под рукой бумажную копию карты мира, и уж тем более не носит с собой глобуса. Но практический каждый имеет мобильное устройство или ноутбук.

Для того, чтобы определить широту и долготу на карте онлайн, откройте ссылку -> https://www.google.ru/maps:

  • Введите необходимые координаты в соответствующем окне, для этого вводить данные нужно в следующем виде – 27°21’13.3”N 3°11’22.3’E (градусы, минуты, секунды).
  • Десятичные минуты и градусы – 3 11.5547, 31 22.1123.
  • Градусы в десятичном виде – 3.14343, 45.53145.

После ввода подобных данных на карте Гугл появится соответствующий маркер.

Если вам необходимо узнать координаты определенной точки на карте:

  1. Откройте карту, если у вас отображается карта в упрощенном режиме (это можно определить по значку молнии внизу экрана), то координаты определить не удастся. Такой режим соответствует следующим случаям: мобильные устройства, планшеты, старая версия браузера на компьютере, старая или не поддерживаемая версия операционной системы.
  2. Укажите на онлайн-карте нужную точку правой кнопкой мыши.
  3. Теперь нажмите меню и выберите «Что здесь?».
  4. Внизу вашего экрана появится окно, в котором вы можете найти необходимые координаты.

Чтобы правильно указать координаты в Google Maps:

  • В качестве десятичного разделителя указывайте строго точку, а не .
  • В первую очередь необходимо указать широту, а затем долготу.
  • Диапазон указания широт от 90° до – 90°.
  • Долгота указывается от 180 меридиан, до отрицательного значения – 180.

Как определить широту и долготу на Яндекс.Карты

Определить точку на карте от компании Яндекс онлайн можно несколькими способами. Вы можете выбрать на карте нужный объект просто указав мышкой точку, перейдя по ссылке https://yandex.ru/maps/. Если вам нужно определить точку на карте при помощи имеющихся координат (широты и долготы) на карте:

  • Данные в строке поиска вводятся по порядку – широта, долгота.
  • Разделять дробные части необходимо точкой, но не запятой, второе значение (долгота) не должна превышать семь знаков. Этих данных вполне достаточно, чтобы определить точку на земной поверхности вплоть до одного сантиметра.
  • Поиск производится по умолчанию – северная широта, восточная долгота. Для задания ваших значений вводите данные в соответствии со следующими шаблонами (E – восток, N – север, S – юг, W – запад): W555554,S33.778644.

После ввода координат в строке поиска вы увидите объект, который искали. Справа вы сможете увидеть метку, которая будет его отображать. Слева под строкой поиска вы сможете увидеть данные об этой точке и ваши заданные координаты.

Для пользователей обычно эта услуга бесплатна, если вы не запрашиваете данные чаще, чем 25 тысяч раз в сутки. Для частного использования обычному пользователю таких запросов хватит вполне. Если вы разработчик или менеджер и услугой вам приходится пользоваться чаще, то вы можете связаться с компанией и обговорить эти вопросы. Свои запросы в день (если вы обращаетесь к сервису часто) вы можете посчитать при помощи специальной страницы от компании Яндекс. В условиях использования указано, что данные нельзя сохранять и использовать без общедоступной карты.

Что такое широта и долгота?

Чтобы понять, что такое широта, и что такое долгота, необходимо найти определенный объект на карте. В качестве широты на глобусе мира принято считать параллельные горизонтальные линии. В качестве начального значения выступает экватор. Это нулевая широта. Все, что находится южнее или севернее экватора имеет числовые значения в виде градусов.

Числовые значения ограничиваются 90 градусами – это предельное значение широты. То есть 90 градусов имеет координаты южный и северный полюса. Для обозначения южной и северной широты в географии существуют специальные сокращения – ю. ш. и с. ш. соответственно, если нужно сократить значение экватор, то используют такое сокращение – 0 градусов ш., ведь он не относится ни к северному полушарию, ни…

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here