Kako se meri zemljepisna dolžina? Polarni koordinatni sistem

In vam omogoča, da najdete natančno lokacijo predmetov na zemeljski površini stopenjska mreža- sistem vzporednikov in meridianov. Služi za določanje geografskih koordinat točk na zemeljskem površju – njihove dolžine in širine.

Vzporednice(iz grščine vzporednice- hoja poleg) so črte, ki so običajno narisane na zemeljski površini vzporedno z ekvatorjem; ekvator - črta preseka zemeljske površine z upodobljeno ravnino, ki poteka skozi središče Zemlje pravokotno na njeno vrtilno os. Najdaljši vzporednik je ekvator; dolžina vzporednikov od ekvatorja do polov se zmanjšuje.

Meridiani(iz lat. meridianus- poldneva) - črte, ki so običajno narisane na zemeljski površini od enega pola do drugega po najkrajši poti. Vsi meridiani so enake dolžine. Vse točke danega poldnevnika imajo enako zemljepisno dolžino in vse točke danega vzporednika imajo enako zemljepisno širino.

riž. 1. Elementi mreže stopenj

Geografska širina in dolžina

Geografska širina točke je velikost poldnevniškega loka v stopinjah od ekvatorja do dane točke. Spreminja se od 0° (ekvator) do 90° (pol). Obstajata severna in južna zemljepisna širina, skrajšano SZ. in S. (slika 2).

Vsaka točka južno od ekvatorja bo imela južno zemljepisno širino, vsaka točka severno od ekvatorja pa bo imela severno zemljepisno širino. Določanje geografske širine katere koli točke pomeni določitev zemljepisne širine vzporednika, na katerem se nahaja. Na zemljevidih ​​je zemljepisna širina vzporednikov označena na desnem in levem okvirju.

riž. 2. Zemljepisna širina

Zemljepisna dolžina točke je velikost vzporednega loka v stopinjah od začetnega poldnevnika do dane točke. Glavni (glavni ali Greenwiški) poldnevnik poteka skozi observatorij Greenwich, ki se nahaja v bližini Londona. Vzhodno od tega poldnevnika je dolžina vseh točk vzhodna, na zahodu - zahodna (slika 3). Dolžina se spreminja od 0 do 180°.

riž. 3. Zemljepisna dolžina

Določitev geografske dolžine katere koli točke pomeni določitev dolžine poldnevnika, na katerem se nahaja.

Na zemljevidih ​​je dolžina poldnevnikov navedena na zgornjem in spodnjem okvirju, na zemljevidu polobel pa na ekvatorju.

Zemljepisna širina in dolžina katere koli točke na Zemlji sestavljata njeno geografske koordinate. Tako so geografske koordinate Moskve 56° S. in 38°E

Geografske koordinate mest v Rusiji in državah CIS

Zemljepisna širina je kot, ki ga tvori navpična črta, ki poteka skozi dano točko na zemeljski površini in ravnino ekvatorja (na sliki 3 za točko M kot MOC).

Ne glede na to, kje na zemeljski obli je opazovalec, bo njegova gravitacijska sila vedno usmerjena proti središču Zemlje. Ta smer se imenuje navpična ali navpična.

Zemljepisna širina se meri z lokom poldnevnika od ekvatorja do vzporednika določene točke v območju od 0 do 90° in je označena s črko f. Tako je geografski vzporednik eabq geometrijsko mesto točk, ki imajo enako zemljepisno širino.

Glede na to, na kateri polobli se točka nahaja, se zemljepisna širina imenuje severna (N) ali južna (J).

Dolžina se imenuje diedrski kot med ravninama začetnega poldnevnika in poldnevnikom dane točke (na sliki 3 za točko M kot AOS). Zemljepisna dolžina se meri z manjšim lokom ekvatorja med začetnim poldnevnikom in poldnevnikom določene točke v območju od 0 do 180° in je označena s črko l. Tako je geografski poldnevnik PN MCPs lega točk z enako dolžino.

Glede na to, na kateri polobli se točka nahaja, se zemljepisna dolžina imenuje vzhodna (O st) ali zahodna (W).

Razlika v širini in dolžini

riž. 4

Velikost spremembe dolžine Al, ki je posledica prehoda ladje od točke odhoda M1 do točke prihoda C2, se imenuje razlika dolžine(RD). Vozna steza se meri z manjšim lokom ekvatorja med poldnevnikoma točke odhoda in točke prihoda MCN (glej sliko 4). Če se med plovbo plovila vzhodna dolžina poveča ali zahodna zmanjša, se šteje, da je vozna steza izvedena na V, in če se vzhodna dolžina zmanjša ali zahodna dolžina poveča, potem na W. Za določitev vozne steze in vozne steze se uporabljajo formule:

РШ = φ1 - φ2; (1)

RD = λ1 - λ2 (2)

Kjer je φ1 zemljepisna širina izhodiščne točke;

φ2 - zemljepisna širina točke prihoda;

λ1 - zemljepisna dolžina odhodne točke;

λ2 - zemljepisna dolžina točke prihoda.

V tem primeru se severne zemljepisne širine in vzhodne zemljepisne dolžine štejejo za pozitivne in jim je dodeljen znak plus, medtem ko se južne zemljepisne širine in zahodne zemljepisne dolžine štejejo za negativne in jim je dodeljen znak minus. Pri reševanju problemov z uporabo formul (1) in (2) bo v primeru pozitivnih rezultatov RS to izvedeno na N, RD pa na O st (glej primer 1), v primeru negativnih rezultatov RS pa se bo narejen na S, RD pa na W (glej primer 2). Če je rezultat RD večji od 180° z negativnim predznakom, morate dodati 360° (glejte primer 3), in če je rezultat RD večji od 180° s pozitivnim predznakom, morate odšteti 360° (glejte primer 4).

Primer 1. Znano: φ1 = 62°49" S; λ1 = 34°49" O st ; φ2 = 72°50"N; λ2 = 80°56" O st.

Poiščite RS in RD.

rešitev.

Poiščite RS in RD.

V 1. poglavju je bilo ugotovljeno, da ima Zemlja obliko sferoida, to je sploščene krogle. Ker se zemeljski sferoid zelo malo razlikuje od krogle, se ta sferoid običajno imenuje globus. Zemlja se vrti okoli namišljene osi. Točke presečišča namišljene osi z globusom imenujemo drogovi. Severni geografski pol (PN) se šteje za tisto, iz katere se vidi lastna rotacija Zemlje v nasprotni smeri urnega kazalca. Južni geografski pol (PS) - pol nasproti severu.
Če globus v mislih prerežete z ravnino, ki poteka skozi os (vzporedno z osjo) vrtenja Zemlje, dobimo namišljeno ravnino, imenovano meridianska ravnina . Črta presečišča te ravnine z zemeljsko površino se imenuje geografski (ali pravi) poldnevnik .
Ravnina, ki je pravokotna na zemeljsko os in poteka skozi središče globusa, se imenuje ravnina ekvatorja , presečišče te ravnine z zemeljsko površino pa je ekvator .
Če v mislih prečkate globus z ravninami, vzporednimi z ekvatorjem, potem na površini Zemlje dobite kroge, imenovane vzporednice .
Na globusih in zemljevidih ​​označeni vzporedniki in poldnevniki so stopnja mreža (slika 3.1). Stopinjska mreža omogoča določitev položaja katere koli točke na zemeljski površini.
Pri sestavljanju topografskih kart se vzame kot začetni poldnevnik Greenwiški astronomski poldnevnik , ki poteka skozi nekdanji observatorij Greenwich (v bližini Londona od 1675 do 1953). Trenutno je v stavbah observatorija Greenwich muzej astronomskih in navigacijskih instrumentov. Sodobni začetni poldnevnik poteka skozi grad Hurstmonceux 102,5 metra (5,31 sekunde) vzhodno od astronomskega poldnevnika Greenwich. Sodobni začetni poldnevnik se uporablja za satelitsko navigacijo.

riž. 3.1. Stopinjska mreža zemeljske površine

Koordinate - kotne ali linearne količine, ki določajo položaj točke na ravnini, površini ali v prostoru. Za določitev koordinat na zemeljski površini se točka projicira kot navpična črta na elipsoid. Za določitev položaja vodoravnih projekcij točke terena v topografiji se uporabljajo sistemi geografski , pravokotne in polarni koordinate .
Geografske koordinate določite položaj točke glede na zemeljski ekvator in enega od poldnevnikov, vzetega kot začetni. Geografske koordinate lahko pridobimo z astronomskimi opazovanji ali geodetskimi meritvami. V prvem primeru se imenujejo astronomski , v drugem - geodetski . Pri astronomskih opazovanjih se projekcija točk na površino izvaja z navpičnicami, pri geodetskih meritvah - z normalami, zato so vrednosti astronomskih in geodetskih geografskih koordinat nekoliko drugačne. Za izdelavo geografskih zemljevidov majhnega merila se zanemari stiskanje Zemlje in elipsoid revolucije se vzame kot krogla. V tem primeru bodo geografske koordinate sferično .
Zemljepisna širina - kotna vrednost, ki določa položaj točke na Zemlji v smeri od ekvatorja (0º) do severnega tečaja (+90º) ali južnega tečaja (-90º). Zemljepisna širina se meri s središčnim kotom v meridianski ravnini dane točke. Na globusih in zemljevidih ​​je zemljepisna širina prikazana z vzporednicami.

riž. 3.2. Geografska širina

Dolžina - kotna vrednost, ki določa položaj točke na Zemlji v smeri zahod-vzhod od greenwiškega poldnevnika. Zemljepisne dolžine se štejejo od 0 do 180 °, na vzhodu - z znakom plus, na zahodu - z znakom minus. Na globusih in zemljevidih ​​je zemljepisna širina prikazana z meridiani.

riž. 3.3. Geografska dolžina

3.1.1. Sferične koordinate

Sferične geografske koordinate se imenujejo kotne vrednosti (geografska širina in dolžina), ki določajo položaj točk terena na površini zemeljske krogle glede na ravnino ekvatorja in glavnega poldnevnika.

Sferična zemljepisna širina (φ) imenujemo kot med radij vektorjem (črta, ki povezuje središče krogle in dano točko) in ekvatorialno ravnino.

Sferična zemljepisna dolžina (λ) - to je kot med ravnino začetnega poldnevnika in ravnino poldnevnika dane točke (ravnina poteka skozi dano točko in vrtilno os).

riž. 3.4. Geografski sferni koordinatni sistem

V topografski praksi se uporablja krogla s polmerom R = 6371 km, katere površina je enaka površini elipsoida. Na taki krogli je ločna dolžina velikega kroga 1 minuta (1852 m) klical morska milja.

3.1.2. Astronomske koordinate

Astronomsko geografski koordinate sta zemljepisna širina in dolžina, ki določata položaj točk na geoidna ploskev glede na ravnino ekvatorja in ravnino enega od poldnevnikov, vzetih kot začetno (slika 3.5).

Astronomski zemljepisna širina (φ) je kot, ki ga tvori navpična črta, ki poteka skozi dano točko in ravnino, pravokotno na os vrtenja Zemlje.

Ravnina astronomskega poldnevnika - ravnina, ki poteka skozi navpično črto na dani točki in je vzporedna z osjo vrtenja Zemlje.
Astronomski poldnevnik - linija presečišča površine geoida z ravnino astronomskega poldnevnika.

Astronomska dolžina (λ) je diedrski kot med ravnino astronomskega poldnevnika, ki poteka skozi dano točko, in ravnino greenwiškega poldnevnika, ki je vzet za začetno.

riž. 3.5. Astronomska širina (φ) in astronomska dolžina (λ)

3.1.3. Geodetski koordinatni sistem

IN geodetski geografski koordinatni sistem površina, na kateri so najdeni položaji točk, se šteje za površino referenca -elipsoid . Položaj točke na površini referenčnega elipsoida določata dve kotni količini – geodetska širina (IN) in geodetske dolžine (L).
Geodetska meridianska ravnina - ravnina, ki poteka skozi normalo na površino zemeljskega elipsoida v dani točki in je vzporedna z njegovo malo osjo.
Geodetski meridian - premica, po kateri ravnina geodetskega poldnevnika seka površino elipsoida.
Geodetska vzporednica - presečišče ploskve elipsoida z ravnino, ki poteka skozi dano točko in je pravokotna na manjšo os.

Geodetski zemljepisna širina (IN)- kot, ki ga tvorita normala na površino zemeljskega elipsoida v dani točki in ravnina ekvatorja.

Geodetski zemljepisna dolžina (L)- diedrski kot med ravnino geodetskega poldnevnika dane točke in ravnino začetnega geodetskega poldnevnika.

riž. 3.6. Geodetska širina (B) in geodetska dolžina (L)

3.2. DOLOČANJE GEOGRAFSKIH KOORDINAT TOČK NA ZEMLJEVIDU

Topografske karte so natisnjene v ločenih listih, katerih velikosti so določene za vsako lestvico. Stranski okvirji listov so meridiani, zgornji in spodnji okvirji pa vzporednice. . (slika 3.7). torej geografske koordinate lahko določimo s stranskimi okvirji topografske karte . Na vseh zemljevidih ​​je zgornji okvir vedno obrnjen proti severu.
Geografska širina in dolžina sta napisani v vogalih vsakega lista zemljevida. Na zemljevidih ​​zahodne poloble je v severozahodnem kotu okvirja vsakega lista, desno od vrednosti dolžine poldnevnika, napis: "Zahodno od Greenwicha."
Na zemljevidih ​​v merilu 1: 25.000 - 1: 200.000 so stranice okvirjev razdeljene na segmente, enake 1′ (ena minuta, slika 3.7). Ti segmenti so zasenčeni drug za drugim in ločeni s pikami (razen zemljevida merila 1: 200.000) na dele po 10" (deset sekund). Zemljevidi merila 1: 50.000 in 1: 100.000 na vsakem listu prikazujejo poleg tega še presečišče srednjega poldnevnika in srednjega vzporednika z digitalizacijo v stopinjah in minutah ter vzdolž notranjega okvirja - izhodi minutnih razdelkov s potezami dolžine 2 - 3 mm. To omogoča, da po potrebi narišete vzporednike in poldnevnike na zemljevidu, ki je prilepljen več listov.

riž. 3.7. Stranski okvirji zemljevida

Pri izdelavi zemljevidov meril 1: 500.000 in 1: 1.000.000 se na njih uporablja kartografska mreža vzporednikov in meridianov. Vzporedniki so narisani na 20′ in 40″ (minut), meridiani pa na 30′ in 1°.
Geografske koordinate točke se določijo iz najbližjega južnega vzporednika in iz najbližjega zahodnega poldnevnika, katerih zemljepisna širina in dolžina sta znani. Na primer, za zemljevid merila 1: 50.000 »ZAGORYANI« bo najbližji vzporednik, ki se nahaja južno od dane točke, vzporednik 54º40′ S, najbližji poldnevnik, ki se nahaja zahodno od točke, pa bo poldnevnik. 18º00′ V. (slika 3.7).

riž. 3.8. Določitev geografskih koordinat

Če želite določiti zemljepisno širino določene točke, morate:

• en krak merilnega kompasa nastavite na dano točko, drugi krak nastavite na najkrajšo razdaljo do najbližjega vzporednika (za naš zemljevid 54º40′);
• Brez spreminjanja kota merilnega kompasa ga namestite na stranski okvir z minutami in sekundami, en krak naj bo na južnem vzporedniku (za naš zemljevid 54º40′), drugi pa med 10-sekundnimi točkami na okvirju;
• štetje minut in sekund od južnega vzporednika do drugega kraka merilnega kompasa;
• rezultat dodajte južni zemljepisni širini (za naš zemljevid 54º40′).

Če želite določiti zemljepisno dolžino določene točke, morate:

• en krak merilnega kompasa nastavite na dano točko, drugi krak nastavite na najkrajšo razdaljo do najbližjega poldnevnika (za naš zemljevid 18º00′);
• ne da bi spremenili kot merilnega kompasa, ga namestite na najbližji vodoravni okvir z minutami in sekundami (pri našem zemljevidu spodnji okvir), ena noga naj bo na najbližjem poldnevniku (pri našem zemljevidu 18º00′), druga pa - med 10-sekundnimi točkami na vodoravnem okvirju;
• preštejte minute in sekunde od zahodnega (levega) poldnevnika do drugega kraka merilnega kompasa;
• dodajte rezultat zemljepisni dolžini zahodnega poldnevnika (za naš zemljevid 18º00′).

Opomba da ima ta način določanja zemljepisne dolžine določene točke za zemljevide v merilu 1:50.000 in manj napako zaradi zbliževanja meridianov, ki omejujejo topografsko karto z vzhoda in zahoda. Severna stran okvirja bo krajša od južne. Posledično se lahko odstopanja med meritvami zemljepisne dolžine na severnem in južnem okvirju razlikujejo za nekaj sekund. Da bi dosegli visoko natančnost rezultatov meritev, je potrebno določiti zemljepisno dolžino na južni in severni strani okvirja in nato interpolirati.
Če želite povečati natančnost določanja geografskih koordinat, lahko uporabite grafična metoda. Da bi to naredili, je treba istoimenske delitve desetih sekund, ki so najbližje točki, povezati z ravnimi črtami na zemljepisni širini južno od točke in na zemljepisni dolžini zahodno od nje. Nato določite velikosti odsekov po zemljepisni širini in dolžini od narisanih črt do položaja točke in jih ustrezno seštejte z zemljepisno širino in dolžino narisanih črt.
Natančnost določanja geografskih koordinat z uporabo zemljevidov v merilih 1: 25.000 - 1: 200.000 je 2" oziroma 10".

3.3. POLARNI KOORDINATNI SISTEM

Polarne koordinate se imenujejo kotne in linearne količine, ki določajo položaj točke na ravnini glede na izhodišče koordinat, vzetih kot pol ( O), in polarna os ( OS) (slika 3.1).

Lokacija katere koli točke ( M) je določen s položajnim kotom ( α ), merjeno od polarne osi do smeri do določene točke, in razdalja (vodoravna razdalja - projekcija črte terena na vodoravno ravnino) od pola do te točke ( D). Polarni koti se običajno merijo od polarne osi v smeri urinega kazalca.

riž. 3.9. Polarni koordinatni sistem

Za polarno os lahko vzamemo: pravi poldnevnik, magnetni poldnevnik, navpično mrežno črto, smer do katerega koli mejnika.

3.2. BIPOLARNI KOORDINATNI SISTEMI

Bipolarne koordinate se imenujeta dve kotni ali dve linearni količini, ki določata lokacijo točke na ravnini glede na dve začetni točki (poli O 1 in O 2 riž. 3.10).

Položaj katere koli točke je določen z dvema koordinatama. Te koordinate so lahko dva položajna kota ( α 1 in α 2 riž. 3.10) ali dve razdalji od polov do določene točke ( D 1 in D 2 riž. 3.11).

riž. 3.11. Določitev lokacije točke z dvema razdaljama

V bipolarnem koordinatnem sistemu je položaj polov znan, tj. razdalja med njimi je znana.

3.3. VIŠINA TOČKE

So bili predhodno pregledani načrt koordinatnih sistemov , ki določa položaj katere koli točke na površini zemeljskega elipsoida ali referenčnega elipsoida , ali na letalu. Vendar ti načrtni koordinatni sistemi ne omogočajo nedvoumnega položaja točke na fizični površini Zemlje. Geografske koordinate povezujejo položaj točke s površino referenčnega elipsoida, polarne in bipolarne koordinate povezujejo položaj točke z ravnino. In vse te definicije se nikakor ne nanašajo na fizično površino Zemlje, ki je za geografa bolj zanimiva kot referenčni elipsoid.
Tako načrtni koordinatni sistemi ne omogočajo nedvoumne določitve položaja določene točke. Treba je nekako opredeliti svoj položaj, vsaj z besedama "zgoraj" in "spodaj". Samo glede česa? Za pridobitev popolnih informacij o položaju točke na fizični površini Zemlje se uporablja tretja koordinata - višina . Zato je treba upoštevati tretji koordinatni sistem - višinski sistem .

Razdalja vzdolž navpične črte od ravni površine do točke na fizični površini Zemlje se imenuje višina.

Obstajajo višine absolutno , če jih štejemo od ravne površine Zemlje, in relativno (pogojno ), če jih štejemo od poljubno ravne površine. Običajno se kot izhodišče za absolutne višine vzame gladina oceana ali odprtega morja v mirnem stanju. V Rusiji in Ukrajini se za izhodišče absolutne nadmorske višine šteje nič kronštadtske stopnice.

Podnožje- tirnica s pregradami, pritrjena navpično na obalo, tako da je z nje mogoče določiti položaj vodne površine v mirnem stanju.
Kronštadtska noga- črta na bakreni plošči (tabli), nameščeni v granitnem oporniku Modrega mostu Obvodnega kanala v Kronštatu.
Prva stopalka je bila postavljena med vladavino Petra 1., od leta 1703 pa so se začela redna opazovanja gladine Baltskega morja. Kmalu je bila stopalka uničena in šele od leta 1825 (in do danes) so se ponovno začela redna opazovanja. Leta 1840 je hidrograf M. F. Reinecke izračunal povprečno višino gladine Baltskega morja in jo zabeležil na granitnem oporniku mostu v obliki globoke vodoravne črte. Od leta 1872 je bila ta črta vzeta kot ničelna oznaka pri izračunu višin vseh točk na ozemlju ruske države. Kronštadtska oporna palica je bila večkrat spremenjena, vendar je položaj njene glavne oznake ob konstrukcijskih spremembah ostal enak, tj. opredeljen leta 1840
Po razpadu Sovjetske zveze ukrajinski geodeti niso izumili svojega nacionalnega sistema višin in trenutno se v Ukrajini še vedno uporablja Baltski višinski sistem.

Upoštevati je treba, da se meritve v vseh potrebnih primerih ne izvajajo neposredno z gladine Baltskega morja. Na tleh so posebne točke, katerih višine so bile predhodno določene v baltskem višinskem sistemu. Te točke se imenujejo merila uspešnosti .
Absolutne nadmorske višine H je lahko pozitiven (za točke nad gladino Baltskega morja) in negativen (za točke pod gladino Baltskega morja).
Razlika v absolutnih višinah dveh točk se imenuje relativno višina oz preseganje (h):
h = H A−H IN .
Presežek ene točke nad drugo je lahko tudi pozitiven ali negativen. Če absolutna višina točke A večja od absolutne višine točke IN, tj. je nad točko IN, potem je točka presežena A nad točko IN bo pozitiven in obratno, preseže točko IN nad točko A- negativno.

Primer. Absolutne višine točk A in IN: N A = +124,78 m; N IN = +87,45 m. Poiščite medsebojne presežke točk A in IN.

rešitev. Prekoračitev točke A nad točko IN
h A(B) = +124,78 - (+87,45) = +37,33 m.
Prekoračitev točke IN nad točko A
h B(A) = +87,45 - (+124,78) = -37,33 m.

Primer. Absolutna višina točke A enako N A = +124,78 m. Prekoračitev točke Z nad točko A enako h C(A) = -165,06 m. Poiščite absolutno višino točke Z.

rešitev. Absolutna višina točke Z enako
N Z = N A + h C(A) = +124,78 + (-165,06) = - 40,28 m.

Številčno vrednost višine imenujemo višina točke (absolutno ali pogojno).
Na primer, N A = 528,752 m - absolutna višina točke A; N" IN = 28,752 m - višina referenčne točke IN .

riž. 3.12. Višine točk na zemeljski površini

Če želite preiti s pogojnih višin na absolutne in obratno, morate poznati razdaljo od glavne ravninske površine do pogojne.

Video
Poldnevniki, vzporedniki, zemljepisne širine in dolžine
Določanje položaja točk na zemeljski površini

Vprašanja in naloge za samokontrolo

1. Razširite pojme: pol, ekvatorialna ravnina, ekvator, meridianska ravnina, poldnevnik, vzporednik, stopinjska mreža, koordinate.
2. Glede na katere ravnine na globusu (revolucijski elipsoid) so določene geografske koordinate?
3. Kakšna je razlika med astronomskimi geografskimi koordinatami in geodetskimi?
4. Z risbo razložite pojma "sferična širina" in "sferična dolžina".
5. Na kateri površini je določen položaj točk v astronomskem koordinatnem sistemu?
6. Z risbo razložite pojma "astronomska širina" in "astronomska dolžina".
7. Na kateri površini so določeni položaji točk v geodetskem koordinatnem sistemu?
8. Z risbo razložite pojma "geodetska širina" in "geodetska dolžina".
9. Zakaj je treba istoimenske razdelke desetih sekund, ki so najbližje točki, povezati z ravnimi črtami, da bi povečali natančnost določanja zemljepisne dolžine?
10. Kako lahko izračunate zemljepisno širino točke z določitvijo števila minut in sekund od severnega okvira topografske karte?
11. Katere koordinate imenujemo polarne?
12. Čemu služi polarna os v polarnem koordinatnem sistemu?
13. Katere koordinate imenujemo bipolarne?
14. Kaj je bistvo neposrednega geodetskega problema?

Takoj ko je človeštvo odkrilo, da je Zemlja sferična, se je prvo vprašanje postavilo določitev lokacije na tleh. Izkazalo se je, da ga je mogoče rešiti s skupnim razvojem geodezije, astronomije in tehnologije. Članek podrobno obravnava vprašanja, kaj sta zemljepisna širina in dolžina.

Koncept zemljepisne širine

Najprej opredelimo, kaj je zemljepisna širina. V geografiji se razume kot kot, ki ga tvori ravna črta, ki poteka skozi določeno točko na površini planeta in skozi njegovo središče z ekvatorialno ravnino. Po tej definiciji se vrh kota, ki določa geografsko širino, nahaja v središču našega planeta, skozi katerega poteka tudi ekvatorialna ravnina. Če, ne da bi spremenili ta kot, zavrtite ravno črto, ki povezuje središče in točko na površini, okoli osi, pravokotne na ekvator, bo ravna črta narisala krog na površini Zemlje. Kot morda ugibate, bodo imele vse točke na tem krogu enako širino. Ta krog se imenuje vzporednik.

Če poznamo definicijo zemljepisne širine, lahko varno rečemo, da se ta vrednost meri v stopinjah. Ker je največja vrednost kota med ravno črto in ravnino 90 o, ta slika prikazuje največjo vrednost zemljepisne širine (ustreza poloma našega planeta). Najmanjšo vrednost zemljepisne širine (0 o) imajo točke, ki ležijo na ekvatorialnem krogu.

Kako se piše zemljepisna širina?

Ker je Zemlja kroglasta (natančneje geoid), jo ekvator deli na dve enaki polobli. Zgornji se imenuje severni, spodnji pa južni. To dejstvo se upošteva pri zapisovanju koordinat zemljepisne širine. Prav tako je treba spomniti, da so geografske stopinje izražene v šestdesetem sistemu, to je, da je celoten krog enak 360 o, 1 o je enak 60" (minut), 1" pa vključuje 60 "" (sekund). Obstajata dva načina za predstavitev koordinat zemljepisne širine:

• Uporaba znakov "+" in "-", od katerih prvi ustreza severni polobli, drugi pa južni polobli. Na primer, številke 22 o 45"11"" pomenijo 22 stopinj 45 minut in 11 sekund severne zemljepisne širine.
• Dodajanje latiničnih črk N (sever) ali S (jug). Vnos 22 o 45"11""N določa isto zemljepisno širino kot v zgornjem primeru. Zemljevidi v ruščini lahko uporabljajo črki "S" in "Y" za severno oziroma južno poloblo.

Zanimivo je podati vrednost razdalje na površini planeta, ki ustreza 1 o zemljepisne širine. Ni konstantna vrednost, saj je Zemlja na polih sploščena. Torej, na zemljepisni širini ekvatorja 1 o = 110,57 km, blizu polov 1 o = 111,70 km. Običajno se uporablja povprečna vrednost te vrednosti, ki znaša 111,12 km. Ena minuta od zadnje vrednosti je enaka 1852 metrov in se imenuje navtična milja. Ena sekunda zemljepisne širine je v povprečju 30 m 86 cm.

Pomembne vzporednice

Zaradi okrogle oblike našega planeta padajo sončni žarki nanj pod različnimi koti. Poleg tega je velikost vpadnega kota enolično določena z geografsko širino. Kjer padajo sončni žarki pravokotno na površje, se zemlja, zrak in voda bolj segrejejo. Ta položaj je značilen za nizke zemljepisne širine. Nasprotno, majhni vpadni koti žarkov vodijo do dejstva, da sončna energija praktično ne vstopi v določeno območje; to je opaziti na visokih zemljepisnih širinah. Zahvaljujoč opisanemu dejstvu so identificirane 4 pomembne vzporednice, ki tvorijo 3 podnebne cone na planetu:

• Rakov trop (23 o 26"14""S) in Kozorogov trop (23 o 26"14""J) omejujejo tropski podnebni pas.
• Vzporednika 66 o S in 66 o J imenujemo severni oziroma južni polarni krog. Skupaj s tropiki tvorijo zmerni podnebni pas na obeh poloblah.
• Med 66 o in 90 o vsake poloble ležijo hladna polarna območja.

Koncept zemljepisne dolžine

Ko smo se seznanili z vprašanjem, kaj je zemljepisna širina, preidimo na definicijo zemljepisne dolžine. Geografska dolžina se nanaša na kot, ki je opisan z naslednjimi tremi točkami:

1. Njegov vrh se nahaja na Zemljini osi, pravokotno na ekvatorialno ravnino.
2. Točka na površini, ki je sprejeta referenčna točka.
3. Točka na tleh, katere dolžina je določena.

Vse te točke ležijo v isti ravnini, to je na isti zemljepisni širini (dve na površju in ena v središču Zemlje na njeni osi). Ilustracija v prvem odstavku članka vam bo pomagala razumeti koncept zemljepisne dolžine.

Pri tej definiciji je pomembna točka izbira izhodišča. Trenutno je zemljepisna dolžina, na kateri se nahaja observatorij Greenwich (London, Anglija), po vsem svetu dodeljena vrednost 0 o. Upoštevajte, da so različni narodi do 19. stoletja uporabljali lastno ničelno zemljepisno dolžino. Tako so na primer Španci menili, da je observatorij v mestu Cadiz, Francozi pa observatorij v Parizu.

Kaj je meridian?

Ko govorimo o zemljepisni širini in dolžini, se mnogi spomnijo vzporednikov in meridianov. Prvi je že opredeljen v članku. Kar zadeva poldnevnik, se razume kot črta, ki povezuje točki severnega in južnega pola. Tako so vsi meridiani enako dolgi in sekajo vzporednike pod pravim kotom.

Zamisel o uvedbi poldnevnika ni povezana le s pojmom zemljepisne dolžine, ampak tudi s časom dneva. Njegovo ime ima latinske korenine in pomeni sredina dneva. Zaradi vrtenja Zemlje okoli svoje osi Sonce čez dan zaradi svojega navideznega gibanja po nebu prečka vse meridiane našega planeta. To dejstvo nam omogoča, da uvedemo koncept časovnih pasov, od katerih vsak zavzema pas širine 15 o (360 o /24 ur).

Dolžina snemanja

Če se spet vrnemo k definiciji zemljepisne dolžine, potem je za opis vseh točk na določenem vzporedniku potrebno narediti obrat za 360 o. Dolžina je običajno opisana na naslednje načine:

• Ena števka, ko se premikate proti vzhodu od glavnega poldnevnika (Greenwich Observatory). V tem primeru se zemljepisna dolžina spreminja od 0 o do 360 o.
• Od 0 o do 180 o, kar označuje poloblo (zahodno (Z ali Z) ali vzhodno (V ali V)).
• Od 0 o do 180 o, z znakoma "+" za vzhodno poloblo in "-" za zahodno.

Tako so zapisi zemljepisne dolžine 270 o, -90 o in 90 o W (90 o W) enakovredni.

Geografske koordinate

Tako je za določitev položaja predmeta na tleh potrebno poznati njegove koordinate zemljepisne širine in dolžine. Tukaj je preprost problem: določiti morate koordinate glavnega mesta Rusije, Moskve.

Za rešitev naloge bomo uporabili zemljevid, ki prikazuje ustrezne meridiane in vzporednike. Spodaj je primer takšnega zemljevida, s pomočjo katerega lahko približno določite zemljepisno širino in dolžino Moskve (Moskva).

Po podatkih zemljevida je razvidno, da Moskva leži pod 60 o S, glede na merilo pa lahko rečemo, da je njena zemljepisna širina blizu 56 o S. Glede zemljepisne dolžine je jasno, da mesto leži desno od 30 o E. Ob upoštevanju lestvice dobimo približno 38 o E. Tako so koordinate glavnega mesta Rusije približno 56 o N 38 o E (ali v ruski različici 56 o N 38 o E). Če uporabite natančnejši zemljevid, lahko ugotovite, da sta zemljepisna širina in dolžina Moskve 55 o 45 "S in 37 o 37" V.

Zgodovinska referenca

Čeprav so podane definicije geografskih koordinat zemljepisne širine in dolžine precej preproste, je njihovo merjenje v praksi težko opravilo.

Do 18. stoletja so lahko navigatorji bolj ali manj natančno določili le zemljepisno širino z merjenjem kota nad obzorjem zvezde Severnice. Zemljepisna dolžina je bila določena le približno z uporabo primitivnih orodij, na primer vrvi z vozli za izračun hitrosti ladje in peščene ure. Šele z izumom kronometra ob koncu 18. stoletja so pomorščaki lahko z dobro natančnostjo določili zemljepisno dolžino svoje lokacije.

Mnogi od nas so se v otroštvu seznanili s pojmi, kot sta zemljepisna dolžina in širina, zahvaljujoč pustolovskim romanom Stevensona in Julesa Verna. Ljudje že od antičnih časov preučujejo te koncepte.


V tistem obdobju, ko na svetu še ni bilo popolnih navigacijskih instrumentov, so bile geografske koordinate na zemljevidu tiste, ki so pomorščakom pomagale določiti lokacijo na morju in najti pot do želenih območij kopnega. Danes se zemljepisna širina in dolžina še vedno uporabljata v številnih znanostih in omogočata natančno določitev položaja katere koli točke na zemeljskem površju.

Kaj je zemljepisna širina?

Zemljepisna širina se uporablja za nastavitev lokacije predmeta glede na poli. Glavna namišljena črta sveta, ekvator, poteka na enaki razdalji od in. Ima ničelno širino, na obeh straneh pa so vzporednice - podobne namišljene črte, ki običajno sekajo planet v enakih intervalih. Severno od ekvatorja so severne zemljepisne širine, na jugu pa južne zemljepisne širine.

Razdalja med vzporednicami se običajno ne meri v metrih ali kilometrih, temveč v stopinjah, kar vam omogoča natančnejšo določitev položaja predmeta. Skupaj je 360 ​​stopinj. Zemljepisna širina se meri severno od ekvatorja, kar pomeni, da imajo točke na severni polobli pozitivno širino, točke na južni polobli pa negativno.

Na primer, severni pol leži na zemljepisni širini +90 °, južni pol - -90 °. Poleg tega je vsaka stopinja razdeljena na 60 minut, minute pa na 60 sekund.

Kaj je zemljepisna dolžina?

Da bi ugotovili lokacijo predmeta, ni dovolj poznati to mesto na globusu glede na jug ali sever. Poleg zemljepisne širine se za popoln izračun uporablja zemljepisna dolžina, ki določa položaj točke glede na vzhod in zahod. Če v primeru zemljepisne širine kot osnovo vzamemo ekvator, potem zemljepisno dolžino izračunamo od začetnega poldnevnika (Greenwich), ki poteka od severnega do južnega pola skozi londonsko okrožje Greenwich.

Na desni in levi strani greenwiškega poldnevnika so vzporedno z njim narisani navadni meridiani, ki se med seboj stikajo na polih. Vzhodna dolžina velja za pozitivno, zahodna pa za negativno.


Tako kot zemljepisna širina ima zemljepisna dolžina 360 stopinj, razdeljenih na sekunde in minute. Vzhodno od Greenwicha je Evrazija, zahodno pa Južna in Severna Amerika.

Za kaj se uporabljata zemljepisna širina in dolžina?

Predstavljajte si, da plujete na ladji, ki se je izgubila sredi oceana, ali da se premikate skozi neskončno puščavo, kjer sploh ni znakov ali indikatorjev. Kako bi lahko svojo lokacijo razložil reševalcem? Zemljepisna širina in dolžina pomagata najti osebo ali drug predmet kjer koli na svetu, ne glede na to, kje je.

Geografske koordinate se aktivno uporabljajo na zemljevidih ​​iskalnikov, v navigaciji in na navadnih geografskih zemljevidih. Prisotni so v geodetskih instrumentih, satelitskih sistemih za določanje položaja, GPS navigatorjih in drugih orodjih, potrebnih za določanje lokacije točke.

Kako določiti geografske koordinate na zemljevidu?

Če želite izračunati koordinate predmeta na zemljevidu, morate najprej ugotoviti, na kateri polobli se nahaja. Nato morate ugotoviti, med katerimi vzporedniki se nahaja želena točka, in določiti natančno število stopinj - običajno so napisane na straneh geografskega zemljevida. Po tem lahko nadaljujete z določanjem zemljepisne dolžine, pri čemer najprej ugotovite, na kateri polobli se predmet nahaja glede na Greenwich.


Določanje stopinj zemljepisne dolžine je podobno zemljepisni širini. Če morate ugotoviti lokacijo točke v tridimenzionalnem prostoru, se dodatno uporabi njena višina glede na morsko gladino.