Географические координаты

У этого термина существуют и другие значения, см. Координаты.

Координатная сфера

Географи́ческие координа́ты определяют положение точки на земной поверхности или, более широко, в географической оболочке.

Географические координаты строятся по принципу сферических. Аналогичные координаты применяются на других планетах, а также на небесной сфере.

Содержание

1 Широта
2 Долгота
3 Высота
4 Географическая система координат
- 4.1 Полусвободная в азимуте система координат
5 Форматы записи географических координат
6 Ссылки
7 См. также
8 Примечания

[править] Широта

Основная статья: Широта

Широта́ в угол φ между местным направлением зенита и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0° до 90° в обе стороны от экватора. Географическую широту точек, лежащих в северном полушарии, (северную широту) принято считать положительной, широту точек в южном полушарии в отрицательной. О широтах, близких к полюсам, принято говорить как о высоких, а о близких к экватору в как о низких.

От широты места, как и от времени года, зависит продолжительность дня.

Из-за отличия формы Земли (геоида) от шара, географическая широта точек несколько отличается от их геоцентрической широты, т. е. от угла между направлением на данную точку из центра Земли и плоскостью экватора.

Широту места можно определить с помощью таких астрономических инструментов как секстант или гномон (прямое измерение), также можно воспользоваться системами GPS или ГЛОНАСС (косвенное измерение).

[править] Долгота

Основная статья: Долгота

Долгота́ в угол λ между плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального нулевого меридиана, от которого ведётся отсчёт долготы. Долготы от 0° до 180° к востоку от нулевого меридиана называют восточными, к западу в западными. Восточные долготы принято считать положительными, западные в отрицательными.

Выбор нулевого меридиана произволен и зависит только от соглашения. Сейчас за нулевой меридиан принят Гринвичский меридиан, проходящий через обсерваторию в Гринвиче, на юго-востоке Лондона. В качестве нулевого ранее выбирались меридианы обсерваторий Парижа, Кадиса, Пулково и т. д.

От долготы зависит местное время.

[править] Высота

Основная статья: Высота над уровнем моря

Чтобы полностью определить положение точки трёхмерного пространства, необходима третья координата в высота. Расстояние до центра планеты не используется в географии: оно удобно лишь при описании очень глубоких областей планеты или, напротив, при расчёте орбит в космосе.

В пределах географической оболочки применяется обычно 'высота над уровнем моря', отсчитываемая от уровня «сглаженной» поверхности в геоида. Такая система трёх координат оказывается ортогональной, что упрощает ряд вычислений. Высота над уровнем моря удобна ещё тем, что связана с атмосферным давлением.

Расстояние от земной поверхности (ввысь или вглубь) часто используется для описания места, однако не служит координатой

[править] Географическая система координат

Рис. 1

В навигации в качестве начала системы координат выбирается центр масс транспортного средства (ТС). Переход начала координат из инерциальной системы координат в географическую (т.е из $O_i$ в $O_g$ ) осуществляется исходя из значений широты и долготы. Координаты центра географической системы координат $O_g$ в инерциальной принимают значения (при расчёте по шарообразной модели Земли):

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

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

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

где R в радиус земли , U в угловая скорость вращения Земли, h в высота над уровнем моря.

Ориентация осей в географической системе координат (ГСК) выбирается по алгоритму.

Ось X (другое обозначение в ось E) в ось, направленная на восток.

Ось Y (другое обозначение в ось N) в ось, направленная на север.

Ось Z (другое обозначение в ось Up) в ось, направленная на вертикально вверх.

Ориентация трёхгранника XYZ,из-за вращения земли и движения ТС постоянно смещается с угловыми скоростями^[1].

$\omega_E=-V_N/R$

$\omega_N=V_E/R+U cos(\varphi)$

$\omega_{Up}=\frac{V_E}{R}tg(\varphi)+U sin(\varphi)$

Основным недостатком в практическом применении ГСК в навигации является большие величины угловой скорости этой системы в высоких широтах, возрастающие вплоть до бесконечности на полюсе. Поэтому вместо ГСК используется полусвободная в азимуте СК.

[править] Полусвободная в азимуте система координат

Полусвободная в азимуте СК отличается от ГСК только одним уравнением, которое имеет вид:

$\omega_{Up}=Usin(\varphi)$

Соответственно, система имеет тоже начальное положение, что ГСК и их ориентация также совпадает с одной лишь разницей, что её оси $X_w$ и $Y_w$ отклонены от соответствующих осей ГСК на угол $\varepsilon$ для которого справедливо уравнение

$d \varepsilon/dt=-\frac{V_E}{R}tg(\varphi)$

Преобразование между ГСК и полусвободной в азимуте СК осуществляется по формуле^[1]

$N=Y_w cos(\varepsilon)+X_w sin(\varepsilon)$

$E=-Y_w sin(\varepsilon)+X_w cos(\varepsilon)$

В реальности все расчёты ведутся именно в этой системе, а потом, для выдачи выходной информации происходит преобразование координат в ГСК.

[править] Форматы записи географических координат

Для записи географических координат использвуется система WGS84.

Координаты (широта от -90° до +90°, долгота от -180° до +180°) могут записываться:

в ° градусах с десятичной дробью (современный вариант)
в ° градусах и ' минутах с десятичной дробью
в ° градусах, ' минутах и " секундах с десятичной дробью (исторически сложившаяся форма записи)

Разделителем десятичной дроби всегда служит точка. Положительные знаки координат представляются (в большинстве случаев опускаемым) знаком «+», либо буквами: «N» в- северная широта и «E» в- восточная долгота. Отрицательные знаки координат представляются либо знаком «-», либо буквами: «S» вв южная широта и «W» в- западная долгота. Буквы могут стоять как впереди, так и сзади.

Единых правил записи координат не существует.

На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаками «-» для отрицательной долготы. На картах Google вначале широта, затем долгота, на картах Яндекс долгота и широта. Эти координаты видны, например, при прокладке маршрутов от произвольных точек. При поиске распознаются и другие форматы.

В навигаторах по умолчанию чаще показываются градусы и минуты с десятичной дробью с буквенным обозначением, например, в Navitel, в iGO. Вводить координаты можно и в соответствии с другими форматами. Формат градусы и минуты рекомендуется также при радиообмене в морском деле. ^{[источник не указан 258 дней]}

В то же время часто используется и исконный способ записи с градусами, минутами и секундами. В настоящее время координаты могут записываться одним из множества способов или дублироваться двумя основными (с градусами и с градусами, минутами и секундами)^[2]. Как пример, варианты записи координат знака «Нулевой километр автодорог Российской Федерации» в- 55.755831, 37.61767355°45вІ20.99ві с. ш. 37°37вІ03.62ві в. д.п»ї / п»ї55.755831, 37.617673 ^(G) ^(O) ^(Я):

55.755831°, 37.617673° в- градусы
N55.755831°, E37.617673E° в- градусы (+ доп. буквы)
55°45.35'N, 37°37.06'E в- градусы и минуты (+ доп. буквы)
55°45'20.9916"N, 37°37'3.6228"E в- градусы, минуты и секунды (+ доп. буквы)

При необходимости форматы можно пересчитать самостоятельно: 1° = 60' минутам, 1' минута = 60" секундам. Также можно использовать специализированные сервисы. См. ссылки.

[править] Ссылки

[править] См. также

Навигация

[править] Примечания

в‘ ¹ ² Salychev. O.S. Applied Inertial Navigation: problems and solutions. в Moscow:: BMSTU Press, 2004. в 304 с. в ISBN 5-7038-2395-1
в‘ Пример дублирования координат

[AppINS-0] в‘ ¹ ² Salychev. O.S. Applied Inertial Navigation: problems and solutions. в Moscow:: BMSTU Press, 2004. в 304 с. в ISBN 5-7038-2395-1

[.D0.9F.D1.80.D0.B8.D0.BC.D0.B5.D1.80_.D0.B4.D1.83.D0.B1.D0.BB.D0.B8.D1.80.D0.BE.D0.B2.D0.B0.D0.BD.D0.B8.D1.8F_.D0.BA.D0.BE.D0.BE.D1.80.D0.B4.D0.B8.D0.BD.D0.B0.D1.82-1] в‘ Пример дублирования координат

[1]

[2]

Географические координаты

Содержание

[править] Широта

[править] Долгота

[править] Высота

[править] Географическая система координат

[править] Полусвободная в азимуте система координат

[править] Форматы записи географических координат

[править] Ссылки

[править] См. также

[править] Примечания

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках