Геогр координаты. Географическая система координат

  • Основные понятия о форме и размерах Земли.
  • Для определения формы земли вводится понятие уровенной поверхности.
  • Уровенная поверхность – поверхность везде перпендикулярная к отвесным линиям Земли.

Уровенная поверхность Земли имеет математически неправильную форму. Эту форму называют геоидом.

  1. Эта форма близка к эллипсоиду вращения.
  2. При работе на небольших участках до 30 км кривизну Земли можно не учитывать и применять при расчётах R=6400 км!
  3. Понятие о географических координатах.
  4. Географическая система координат – положение точки на земной поверхности в системе географических координат определяется двумя углами – широтой (φ) и долготой (λ).

Геогр координаты. Географическая система координат

  • СА0Ю – Гринвичский меридиан
  • СМ0Ю – меридиан проходящий через т М, координаты которой необходимо определить
  • МО – отвесная линия точки М
  • QQ1 – плоскость экватора

Понятия о прямоугольных координатах. Зональная система координат.

Положение точки в системе прямоугольных координат определяется двумя отрезками: абсцисса и ордината.

Разность координат двух точек называется приращением координат (ΔХ, ΔУ). Т. к. прямоугольная система координат используется на плоскости, то её применить для определения точек земной поверхности невозможно, поэтому, в геодезии используют зональную систему координат Гаусса-Крюгера. При использовании этой системы Землю условно делят меридианами на шестиградусные зоны.

Каждую зону отдельно проектируют на плоскости. Счёт зон идёт от начального меридиана к востоку. Средние меридианы каждой зоны называются осевыми. За ось Х в каждой зоне применяют линию параллельную осевому меридиану и смещённому к западу на 500 км. За ось У в каждой зоне принимают проекцию экватора.

Для того, чтобы отличать координаты разных зон, перед значением У ставится номер зоны.

Азимут истинный и магнитный, дирекционный угол, румбы. Связь между ними.

Истинный азимут – угол, отсчитываемый от северного конца истинного меридиана по ходу часовой стрелки до заданного направления.

Геогр координаты. Географическая система координат

Магнитный азимут – угол, отсчитываемый от северного конца магнитного меридиана до заданного направления от 00 до 3600.

Геогр координаты. Географическая система координат

  1. Дирекционный угол – угол, отсчитываемый от северного конца осевого меридиана или линией, параллельной осевой сетке до заданного направления по часовой стрелке.
  2. Румб – острый угол, отсчитываемый от ближайшего конца меридиана.
  3. Связь между дирекционными углами и румбами.

Геогр координаты. Географическая система координат

Масштабы.

Масштаб — степень уменьшения горизонтальных проекций отрезков линий местности при перенесении их на план. Выражается в виде дроби: 1/N, где N=100, 500, 1000, 2500. Различают масштабы

Численный – (в виде дроби) простая дробь, числитель которой – единица, а знаменатель показывает степень уменьшения отрезков линий местности при перенесении их на план. На планах его подписывают так: 1:500, 1:1000,1:2000 и т. Д.

линейный – (в виде линии) называется графическое изображение численного в той или иной системе линейных мер. Для его построения на прямой линии откладывают ряд отрезков одинаковой длины.

Поперечный позволяющий строить на чертёжной бумаге с помощью измерителя и масштабной линейки отрезки с погрешностью равной 0,1 мм. Применяется для более точных измерений длин линий на планах.

Точность масштаба – длина горизонтального проложения линии местности, соответствующая на плане отрезку в 0.1 мм. Так для плана масштаба 1:5000 точность масштаба будет 0.1*5000=0.5м

7.Понятие о плане и карте. Географическая и километровая сетка на планах и картах.

Топографическим планомназывают уменьшенное и подобное изображение на плоскости ( на листе бумаги ) в ортогональной проекции местных предметов и рельефа малых по размеру участков земной поверхности, принимаемых за плоскость ( размером 20х20 кв. км ). Иногда план составляют без изображения рельефа. В этом случае его называют ситуационным или контурным.

Участки земной поверхности изображаются на плане без учёта её кривизны, так как размеры этих участков малы.

Значительные по своим размерам участки земной поверхности невозможно получить непосредственно на плоскости без существенных искажений, т.е. с сохранением полного подобия.

Такие участки проектируют ортогонально на поверхность земного эллипсоида, а с неё в какой-либо картографической проекции, переносят на плоскость.

Полученное таким образом уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости называется картой.

Таким образом, картой называют уменьшенное, подобное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в какой-либо картографической проекции.

  • Участки земной поверхности изображаются на карте с учётом её кривизны вследствие больших размеров этих участков.
  • Карта, составленная в проекции Гаусса-Крюгера с изображением ситуации и рельефа называется топографической.
  • Кроме карт и планов к топографическим материалам относят профили.

Исходные геодезические сети. Сети съёмочного обоснования в виде теодолитного хода.

  1. Государственная геодезическая сеть представляет собой систему пунктов на территории государства, координаты которых (Х и Y) и высоты (H) заранее определены.
  2. Способы создания:
  3. Триангуляция – метод построения плановой геодезической сети в виде примыкающих друг к другу треугольников, в которых измеряют все углы и длину хотя бы одной стороны b называемой базисом.

Трилатерации – метод построения геодезической сети в виде смежных треугольников, в которых измеряют длины d всех сторон. Из решения треугольников находят углы, а затем вычисляют координаты всех вершин.

Полигонометрия – метод построения геодезической сети в виде системы замкнутых или разомкнутых ломаных линий, в которых непосредственно измеряются углы поворота и длины сторон d.

Теодолитные ходы представляют собой геометрическое построения в виде ломаных линий, в которых углы измеряются одним полным приёмом теодолитом, а стороны – дальномером или стальной лентой, обеспечивающими заданную точность. Они прокладываются , как правило, между исходными пунктами триангуляции, трилатерации или полигонометрии.

Замкнутый теодолитный ход начинается с одной точки с известными координатами и заканчивается на той же точке.

Разомкнутый теодолитный ход начинается на одной точке с известными координатами, а заканчиваются на другой точке с известными координатами.

Висячий теодолитный ход начинается с одной точки с известными координатами и заканчивается произвольно. Висячие ходы бесконтрольны и поэтому допускаются только в исключительных случаях для определения координат 2-3 точек в труднодоступных местах.

11. Географическая и километровая рамка топографической карты. Зарамочное оформление.

Для удобства пользования топографической картой на листе карт наносят координатную сетку,которая представляет собой систему линий, параллельных координатным осям. Для карт масштабов 1:50000 и крупнее километровая( координатная сетка наносится через 1 км. На картах масшатаба 1:100000 – через км, а на картах более мелких 10 км Ге ор.

Внутренняя рамка образована отрезками параллелей,

Подготовка геодезических данных для выноса проекта в натуру. Аналитический и графический способы. Разбивочный чертёж.

Под перенесением проектов сооружений в натуру понимают обозначение и закрепление на местности точек, определяющих положение объекта и его размеры в соответствии с проектом.

Для перенесения проектов сооружений в натуру составляют разбивочные чертежи, которые определяют положение основных точек сооружений. Данные для составления разбивочных чертежей можно получить аналитически, графически или комбинированным способом.

Сущность аналитического способа состоит в том, что все данные, определяющие положение сооружения в горизонтальной плоскости, т.е координаты точек, дирекционные углы и длины линий вычисляются аналитически путем решения обратной геодезической задачи (лекция 3). По результатам расчетов составляется разбивочный чертёж.

Разбивочный чертёж- чертёж, содержащий все необходимые данные для перенесения отдельных элементов сооружения в натуру. Преимуществом этого способа является то, что проектирование можно производить с любой заданной точностью, которая не зависит от масштаба плана.

При графическом способе подготовки данных перенесения проектов сооружений в натуру с точек, длины линий и дирекционные утлы пол плану с помощью измерителя, поперечного масштаба и транспортира .

Точность графического с от масштаба плана, и её можно подсчитать по формуле m=+-t*М где: t — предельная точность нормального поперечного масштаба, равная ±02 мм, М – знаменатель численного масштаба плана или карты Например, при масштабе плана 1: 2000 точность подготовки данных будет m =±0,02 * 2О00=±0.4м Недостатком способа является зависимость его точности от масштаба карты

Сущность комбинированного способа подготовки данных по перенесению проектов сооружений в натуру заключается в том. что координаты некоторых точек вычисляются аналитически а другие определяются графически, т.е. проектирование производят сочетанием графического и аналитического способов.

Этот способ наиболее распространен в практике. Перенесение проекта сооружения в натуру может производиться в плане от пунктов триангуляции, трилатерации. полигонометрии.

пунктов строительной сетки и точек теодолитных ходов, а по высоте от реперов нивелирования или точек, закреплённых из местности, высоты которых известны При перенесении проектов возникают следующие работы:

  • 1. Построение на местности проектных углов;
  • 2. Построение на местности проектных длин линий;
  • 3. Построение на местности точки с заданной проектной отметкой;
Читайте также:  Географические значки. Условные знаки географических карт

4. Построение на местности линий или плоскостей с проектным уклоном.

  1. При перенесении в натуру отдельных точек применяются следующие способы
  2. 1. Способ прямоугольных координат
  3. 2. Способ полярных координат;
  4. 3. Способ угловых засечек;
  5. 4. Способ линейных засечек;

5. Способ створной засечки.

Рис. 67 Схема передачи отметок методом геометрического нивелирования

Метод тригометрического нивелирования, выполняемый с помощью технического теодолита, на порядок менее точен по сравнению с геометрическим и сводится к вычислению и построению вертикального угла n и закреплению соответствующей этому углу точки С с заданной проектной отметкой Нпр (рис. 68)

Геогр координаты. Географическая система координат

Рис. 68. Схема передачи проектной отметки на монтажный горизонт

  • методом тригонометрического нивелирования
  • Угол наклона визирной оси теодолита определяется в этом случае по известной формуле:
  • n = arctg(h/d),
  • где h = Нпр — Нрп — I,
  • d — горизонтальное проложение между прибором и точкой С,
  • I — высота прибора.
  • При невозможности непосредственного измерения величины d, это расстояние может быть определено как неприступное по теореме синусов.

56. Генеральный план. Виды генеральных планов и их назначение.

Генеральным планом (генпланом) называют крупномасштабный топографический план, на котором нанесен весь комплекс наземных, подземных и воздушных сооружений. В зависимости от того, являются ли изображенные сооружения, проектируемыми или уже построенным, на местности различают проектный генплан или исполнительный.

На проектный генплан наносятся все построенные сооружения: промышленные, транспортные, городские и г д. с указанием координат главных осевых точек и отметок основных горизонтов.

Отдельным видом проектного генплана является строительный генеральный план (стройгенппан), на котором даётся проект размещения временных и подсобных сооружений, необходимых для строительства постоянных сооружений. Проектный генплан является основный документом для выноса проектов сооружений в натуру.

Окончательный — исполнительный генплан составляется после завершения строительства. На нем наносятся все построенные здания и сооружения, подлежащие сдаче в эксплуатацию . Он является основным документом построенного сооружения План составляется на основании исполнительных съемок, выполняемых по мере возведения объектов

Основные понятия о форме и размерах Земли.

Масштабы.

7.Понятие о плане и карте. Географическая и километровая сетка на планах и картах.

Исходные геодезические сети. Сети съёмочного обоснования в виде теодолитного хода.

11. Географическая и километровая рамка топографической карты. Зарамочное оформление.

Подготовка геодезических данных для выноса проекта в натуру. Аналитический и графический способы. Разбивочный чертёж.

  1. Основные понятия о форме и размерах Земли.
  2. Для определения формы земли вводится понятие уровенной поверхности.
  3. Уровенная поверхность – поверхность везде перпендикулярная к отвесным линиям Земли.

Уровенная поверхность Земли имеет математически неправильную форму. Эту форму называют геоидом.

  • Эта форма близка к эллипсоиду вращения.
  • При работе на небольших участках до 30 км кривизну Земли можно не учитывать и применять при расчётах R=6400 км!
  • Понятие о географических координатах.
  • Географическая система координат – положение точки на земной поверхности в системе географических координат определяется двумя углами – широтой (φ) и долготой (λ).

Геогр координаты. Географическая система координат

  1. СА0Ю – Гринвичский меридиан
  2. СМ0Ю – меридиан проходящий через т М, координаты которой необходимо определить
  3. МО – отвесная линия точки М
  4. QQ1 – плоскость экватора

Географические и геодезические координаты

Географические координаты ввел во II в. до н. э. греческий ученый Гиппарх. Земля представлялась в то время как однородный шар.

Географическими координатами являются угловые величины, называемые широтой и долготой, определяющие положение точки земной поверхности относительно экватора и начального меридиана.

Плоскость экватора проходит через центр Земли и перпендикулярна к ее оси вращения. В качестве начального меридиана избран меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию (Англия).

Однако сама Гринвичская обсерватория в настоящее время не функционирует и сохраняется лишь как историческое место.

Следует заметить, что на почетную роль начального меридиана в разное время претендовали Пулковский, Парижский, Лиссабонский и другие меридианы. Плоскость любого меридиана проходит через ось вращения Земли.

Географическая долгота – двугранный угол (l) между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, измеряемый в экваториальной плоскости (рис. 2, а) вправо и влево от начального меридиана, т. е. долгота бывает восточная (+) и западная (-) от 0 до 180°.

Географическая широта – угол (j) между радиусом шара, т. е. отвесной линией проходящей через данную точку, и плоскостью экватора. Широта на экваторе равна 0, на полюсах: северном +90°, на южном –90°.

Координаты, получаемые из непосредственных полевых наблюдений светил, стали называть астрономическими.

Астрономическая широта (jА) – угол, образованный отвесной линией в данной точке и плоскостью, перпендикулярной к оси вращения Земли.

Астрономическая долгота (lА) – двугранный угол между плоскостями астрономических меридианов данной точки и начального меридиана. Астрономический меридиан образуется сечением земной поверхности плоскостью, проходящей через отвесную линию в данной точке параллельно оси вращения Земли.

Геогр координаты. Географическая система координат

Рис. 2. Системы координат. Определение координат точки А:

а – географической долготы (l) и широты (j) на шаре; б – в эллипсоидальной (В, L, Н = АА0) и пространственной системах координат (ХА, YA, ZA)

Системы координат, применяемые в современной геодезии, можно разделить на две группы: эллипсоидальные, определяющие положение точки на поверхности эллипсоида; прямоугольные (двухмерные на плоскости, трехмерные в пространстве). К эллипсоидальным относятся геодезические координаты.

Геодезическая широта (В) – угол между нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора (рис. 2, б).

  • Геодезическая долгота (L) – двугранный угол между плоскостями геодезического меридиана (на поверхности эллипсоида) данной точки и начального меридиана.
  • В настоящее время географические координаты рассматриваются как обобщенное понятие об астрономических и геодезических координатах, когда уклонения отвеса от нормали к эллипсоиду не учитываются.
  • Геодезическую систему координат, связанную с общеземным эллипсоидом, распространенную на всю планету и предназначенную для решения научных и практических задач на планетарном или региональном уровнях, называют общеземной системой.

На поверхности Земли координатные системы закрепляют пункты геодезических сетей, которые являются их составной частью. Поэтому из-за неравномерности размещения геодезических пунктов, погрешностей измерений, особенностей их математической обработки общеземные системы координат различаются между собой.

Геодезическую систему координат, связанную с референц-эллипсоидом, распространяемую в пределах материка или территории того или иного государства, называют референцной системой.

  1. Геодезические системы координат включают:
  2. параметры эллипсоида;
  3. высоту геоида над эллипсоидом в начальном пункте;
  4. исходные геодезические даты (геодезические широта и долгота начального пункта, азимут с начального пункта на ориентирный пункт геодезической сети).

В работах по геодезии, картографии и топографии, выполняемых в СССР и затем в России, с 1946 г. принят эллипсоид Красовского (начальный пункт Пулково; превышение геоида над референц-эллипсоидом в начальном пункте равно нулю).

Размеры эллипсоида Красовского довольно близки к размерам общеземного эллипсоида, а их сжатия практически совпадают.

Эллипсоид Красовского в качестве координатной поверхности вместе с выбранными исходными геодезическими датами (координатами начального пункта геодезической сети страны и азимутом исходной стороны) образует государственную референцную «Систему координат 1942 г.» (СК-42).

В настоящее время Государственными системами геодезических координат и высот России являются система координат 1995 г. (СК-95), введенная постановлением Правительства РФ с 1 июля 2002 г., и Балтийская система высот.

В качестве координатной поверхности в этой системе используется эллипсоид Красовского.

За начало координат (как и в СК-42) приняты координаты центра Пулковской астрономической обсерватории, за исходный уровень отсчета высот – средний многолетний уровень Балтийского моря с исходным пунктом нивелирной сети в Кронштадте.

  • Положение пунктов в принятой системе координат может задаваться следующими координатами:
  • пространственными прямоугольными координатами X, Y, Z (направление оси Z совпадает с осью вращения отсчетного эллипсоида, ось X лежит в плоскости нулевого меридиана, а ось Y дополняет систему до правой; началом системы координат является центр отсчетного эллипсоида);
  • геодезическими координатами: широтой – В, долготой – L, высотой – Н. Геодезическая высота Н отсчитывается от точки на земной поверхности по нормали до поверхности эллипсоида;
Читайте также:  Условные обозначения на географической карте 4 класс. Географическая карта. Учимся читать карту

плоскими прямоугольными координатами х и у, вычисляемыми в проекции Гаусса–Крюгера. Третья координата – абсолютная высота измеряется от среднего уровня Балтийского моря.

Астрономические долготы и широты, обозначаемые соответственно буквами jА и lА, получаются из прямых полевых наблюдений небесных светил, а геодезические обозначаются буквами В и L и связаны с размерами и ориентированием конкретного референц-эллипсоида в теле Земли и могут быть только вычислены. Началом координат в геодезической системе (на референц-эллипсоиде) служит точка ориентирования эллипсоида с известными астрономическими координатами (у нас в стране – это сигнал «А», т. е. центр круглого зала Пулковской обсерватории).

Геодезические координаты относятся к нормали к поверхности эллипсоида, а географические – к отвесной линии, т. е. нормали к уровенной поверхности, или к геоиду. Отвесная линия, нормаль к эллипсоиду и радиус-вектор эллипсоида, проведенные через одну и ту же точку на поверхности эллипсоида, занимают разные положения в пространстве.

Угол между отвесной линией и нормалью к поверхности эллипсоида называют уклонением отвесной линии, оно составляет от 2 – 3″ до 30 – 40″ и более в аномальных районах. Угол в 1″ на поверхности Земли соответствует дуге в 30 м.

Из-за этого различия в астрономических и геодезических координатах могут колебаться от сотни метров в среднем до километра и более в аномальных районах. Поэтому для перехода от астрономических широт и долгот к геодезическим необходимо определять в разных пунктах Земли уклонения отвесных линий.

Учет этих различий при расчетах обязателен для всех топографических карт. Игнорировать их можно только при мелкомасштабном картографировании.

В настоящее время в спутниковой геодезии применяются две общеземные системы координат: Всемирная геодезическая система WGS-84 и Российская система ПЗ-90 (Параметры Земли).

В системе WGS-84 начало отсчета координат задано в центре масс Земли; ось Z пространственной прямоугольной системы координат параллельна направлению на условный земной полюс (Международное условное начало МУН); ось X определяется плоскостями условного меридиана (параллелен нулевому меридиану) и экватора; ось Y дополняет систему координат до правой. Начало и положение осей этой координатной системы совпадает с геометрическим центром и осями общеземного эллипсоида WGS-84 с параметрами: а = 6 378 137 м, a = 1:298,257 223 563, е2 = 0,006 694 380.

Система координат WGS-84, полученная в США по данным наблюдений ИСЗ, в дальнейшем неоднократно уточнялась, и с 1994 г. используется версия WGS-84 (G 730).

Система координат ПЗ-90 также является геоцентрической прямоугольной пространственной системой с началом в центре масс Земли; ось Z направлена к условному земному полюсу, а ось X – в точку пересечения плоскости экватора и нулевого меридиана.

Полученные в результате модернизации геодезические параметры Земли относятся к 2002 г., поэтому новой системе дано обозначение ПЗ-90 (2002). Параметры эллипсоида в этой системе следующие: а = 6 378 136 м, a = 1:298,257 839 303, е2 = 0,006 694 6619.

Системы координат WGS-84 и ПЗ-90 весьма близки друг к другу. Так, например, размеры больших полуосей эллипсоидов различаются на 1 м.

Географическая система координат

Coordinate system to specify locations on Earth

Линии долготы перпендикулярны, а линии широты параллельны экватору.

Географическая система координат ( ГСК ) является системой координат , связанной с позициями на Земле ( географическое положение ). GCS может давать позиции:

В геодезических координатах и ​​координатах карты кортеж координат раскладывается таким образом, что одно из чисел представляет вертикальное положение, а два числа — горизонтальное положение . [2]

История [ править ]

Изобретение географической системы координат, обычно приписывают Эратосфен из Кирена , которые составили его ныне утраченные географии в Александрийской библиотеке в 3 веке до н.э..

[3] Спустя столетия, Гиппарх из Никеи улучшился на этой системе путем определения широты от звездных измерений , а не высот солнца и определения долготы по таймингам лунных затмений , а не счислению .

В I или II веке Марин из Тира составил обширный географический справочник и карту мира с математическими построениями.

с использованием координат, измеренных к востоку от нулевого меридиана на самой западной известной суше, обозначенной как Острова Удачи , у побережья Западной Африки вокруг Канарских островов или островов Зеленого Мыса, и измеренных к северу или югу от острова Родос у Малой Азии . Птолемей приписал ему полное принятие долготы и широты, а не измерение широты с точки зрения продолжительности летнего дня. [4]

Птолемей второго века География используется один и тот же меридиан , но измеренная широты от экватора вместо.

После того, как их работа была переведена на арабский язык в 9 — м века, Аль-Хореое «сек Книги Описания Земли исправлен MARINUS» и ошибки Птолемея относительно длины Средиземного моря , [примечание 1] вызывает средневековую арабскую картографию использовать простой меридиан примерно в 10 ° восточнее линии Птолемея.

Математическая картография возобновилась в Европе после восстановления Максимом Планудесом текста Птолемея незадолго до 1300 г .; текст был переведен на латынь вФлоренция на Якоба Angelus вокруг 1407.

Система географических координат

  • Понятие «Координаты»
  • Географическая широта
  • Географическая долгота

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.

Читайте также:  Как вязать узлы для лески. Рыболовные узлы

, 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.

Географическая система координат — Geographic coordinate system

Линии долготы перпендикулярны, а линии широты параллельны экватору.

Географическая система координат ( ГСК ) является системой координат , связанной с позициями на Земле ( географическое положение ). GCS может давать позиции:

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

История

Изобретение географической системы координат, обычно приписывают Эратосфен из Кирена , которые составили его ныне утраченные географии в Александрийской библиотеке в 3 веке до н.э..

Спустя столетия, Гиппарх из Никеи улучшился на этой системе путем определения широты от звездных измерений , а не высот солнца и определения долготы по таймингам лунных затмений , а не счислению .

В 1-м или 2-м веке Марин из Тира составил обширный географический справочник и математически построенную карту мира, используя координаты, измеренные к востоку от нулевого меридиана на самой западной известной земле, обозначенной как Острова Удачи , у побережья Западной Африки вокруг Канарских островов или мыса. Острова Верде и измеряются к северу или югу от острова Родос у Малой Азии . Птолемей приписал ему полное принятие долготы и широты, а не измерение широты с точки зрения продолжительности летнего дня.

Птолемей второго века География используется один и тот же меридиан , но измеренная широты от экватора вместо.

После того, как их работа была переведена на арабский язык в 9 — м века, Аль-Хореое «сек Книги Описания Земли исправлен MARINUS» и ошибки Птолемея о длине Средиземного моря , в результате чего средневековой арабскую картографии использовать меридиан около 10 ° к востоку от линии Птолемея.

Математическая картография возобновилась в Европе после восстановления Максимом Планудесом текста Птолемея незадолго до 1300 г .; текст был переведен на латинский в Флоренции по Якобусу Angelus вокруг 1407.

Системы координат, применяемые в геодезии

С помощью координат можно точно определить положение объекта. Однако известно, что наша планета имеет сложную форму. 

Поэтому системы координат (СК), применяемые в геодезии, могут иметь несколько видов. Они применяются для того, чтобы точно определить расположение объекта.

Геодезическая система координат

Данные, которые должны быть привязаны к определённому месту на земной поверхности, играют важную роль в различных сферах человеческой деятельности. 

Вот несколько примеров:

  • при создании карт во время проведения топографической съёмки для отображения расположения предметов и их высот;
  • для решения различных задач в навигации;
  • при использовании спутниковых навигационных систем.

СК строится следующим образом:

  1. Проводится плоскость через экватор (экваториальная).

  2. Перпендикулярно ей рассматривается такая, которая проходит через нулевой меридиан.

  3. Фиксируется расположение центра земли и полюсов.

Чтобы определить положение точки на Земле, к ней проводят отрезок, который перпендикулярен этому участку Земли. Обычно он отличается от того, который соединяется с центром планеты.

Строится сечение, проходящее через нормаль и полюса. Определяется угол, который она образует с проходящим через начальный геодезический меридиан. Таким образом определяется геодезический меридиан объекта.

Определяется ещё одно сечение, содержащее нормаль и оба полюса планеты. Здесь определяется линия пересечения с экваториальной. Теперь осталось определить угол между этой линией и нормалью, который равняется параллели этого места.

Астрономическая система координат

Земля имеет форму, которая называется геоидом. При использовании астрономических показателей требуется определить положение объекта на её поверхности с помощью определения астрономической широты и долготы.

  • Для вычисления первой из этих величин необходимо мысленно провести перпендикуляр к поверхности Земли в месте, для которого определяется положение. 
  • Для определения широты определяется угол с экваториальной плоскостью. 
  • Для вычисления долготы требуется вычислить двугранный угол плоскости, включающей в себя астрономическую нормаль и полюса, и той, которая включает в себя гринвичский меридиан. 

Для вычисления чисел в этой СК пользуются специальными инструментами для точных астрономических измерений углов и их приращений. Важно отметить, что нормаль в этой СК не совпадает с той, которая используется в геодезической. Если совпадения бывают, то они очень редки.

Полярная и биполярная система координат

В этом случае основой для определения положения места является использование полярной оси и её начала. В этом случае допускается применение линий, выбранных каким-либо удобным способом.

При определении местоположения нужно зафиксировать угол с полярной осью и расстояние от точки отсчёта. Такую СК применяют при работе на местности.

При работе с биполярной СК на местности используются две полярных оси. 

Направление на искомую точку будет иметь определённый угол с одной и с другой. Будет зафиксировано два расстояния: от одной начальной точки и от другой.

Сферическая система координат

Форма Земли более сложная по сравнению с правильной сферой. Однако при составлении карт, которые охватывают сравнительно небольшую площадь, для простоты предполагают, что планета представляет собой правильный шар.

  1. В этом случае определение показателей происходит аналогично тому, как это делается в геодезической СК, но здесь вместо нормали используется отрезок между геометрическим центром сферы и точкой на поверхности. 
  2. Здесь используются сферическая широта и долгота.

Система плоских прямоугольных координат

Для определения положения тел на земной поверхности можно использовать обычную прямоугольную СК.

Чтобы построить её центр и оси, необходимо учесть следующее:

  1. В качестве исходной точки рассматривается центр масс нашей планеты.

  2. Ось Z совпадает с осью вращения.

  3. Ось X проходит через пересечение экваториальной плоскости, той, которая проходит через полюса и гринвичский географический меридиан и поверхности земного шара.

  4. Y также проходит через экваториальную плоскость и поверхность планеты. Она перпендикулярна осям X и Z. Эта ось смотрит так, чтобы поворот от X к Y, если смотреть от Z, выполнялся бы против часовой стрелки.

Плоскую прямоугольную СК можно применять для местной топографической съёмки. В этом случае фиксируют перпендикулярные оси и устанавливают показатели, соответствующие расположению данной точки.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector