Географические координаты Смоленска (широта и долгота)

Географические координаты Смоленска (широта и долгота)

Широта́ — 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 — отрицательной. О широтах, близких к полюсам, принято говорить как о высоких, а о близких к экватору — как о низких.

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

Из-за отличия формы Земли 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).

Долгота

Долгота́ — 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 — западными. Восточные долготы принято считать положительными, западные — 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.

Высота

Чтобы полностью определить положение точки трёхмерного пространства, необходима третья координата — 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 — 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

Географическая система координат

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 в ) осуществляется исходя из значений широты и долготы. Координаты центра географической системы координат в инерциальной принимают значения (при расчёте по шарообразной модели Земли):

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

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

Ось X (другое обозначение — ось E) — ось, направленная на восток. Ось Y (другое обозначение — ось N) — ось, направленная на север. Ось Z (другое обозначение — ось Up) — ось, направленная на вертикально вверх.

Ориентация трёхгранника XYZ,из-за вращения земли и движения ТС постоянно смещается с угловыми скоростями [2] .

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.

Полусвободная в азимуте система координат

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

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

Преобразование между ГСК и полусвободной в азимуте СК осуществляется по формуле [2]

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

Форматы записи географических координат

Для записи географических координат используется система WGS84.

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

• в ° градусах в виде десятичной дроби (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» — северная широта и «E» — восточная долгота. Отрицательные знаки координат представляются либо знаком «-», либо буквами: «S» — южная широта и «W» — 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 и картах Яндекс вначале широта, затем долгота (до октября 2012 на картах Яндекс был принят обратный порядок: сначала долгота, потом 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 476 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) [3] . Как пример, варианты записи координат знака «Нулевой километр автодорог Российской Федерации» —- 55.755831 , 37.617673 55°45′20.99″ с. ш. 37°37′03.62″ в. д.  /  55.755831 , 37.617673 (G) (O) (Я) :

• 55.755831°, 37.617673° —- градусы
• N55.755831°, E37.617673° —- градусы (+ доп. буквы)
• 55°45.35’N, 37°37.06’E —- градусы и минуты (+ доп. буквы)
• 55°45’20.9916″N, 37°37’3.6228″E —- 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.

Географические координаты Смоленска (широта и долгота)

Градусная сеть Земли – система меридианов и параллелей на географических картах и глобусах, служащая для отсчета географических координат точек земной поверхности – долгот и широт – или нанесения на карту объектов по их координатам.

Для создания градусной сети необходимы определенные точки отсчета. Шарообразная форма Земли определяет существование на земной поверхности двух неподвижных точек – полюсов. Через полюсы проходит воображаемая ось, вокруг которой вращается Земля.

Основные элементы градусной сетки карты — по­люсы, экватор, меридианы и параллели.

Географические полюсы – математически высчитанные точки пересечения воображаемой оси вращения Земли с земной поверхностью.

Экватор – воображаемая линия на земной поверхности, полученная при мысленном рассечении эллипсоида на две равные части (Северное и Южное полушарие).

Все точки экватора равноудалены от полюсов. Плоскость экватора перпендикулярна оси вращения Земли и проходит через ее центр. Полушария мысленно разделены еще множеством плоскостей, параллельных плоскости экватора.

Линии их пересечения с поверхностью эллипсоида называются параллелями .

Все они, как и плоскость экватора, перпендикулярны оси вращения планеты. Параллелей на карте и глобусе можно провести сколько угодно, но обычно на учебных картах их проводят с интервалом 10—20°. Параллели всегда ориентированы с запада на восток. Длина окружности параллелей уменьшается от экватора к полюсам. На экваторе она самая большая, а на полюсах равна нулю.

При пересечении земного шара воображаемыми плоскостями, проходящими через ось Земли перпендикулярно плоскости экватора, образуются большие окружности – меридианы .

Меридианы также можно провести через любые точки эллипсоида. Все они пересекаются в точках полюсов. Меридианы ориентированы с севера на юг. Средняя длина дуги 1° меридиана: 40 008,5 км : 360° = 111 км. Длина всех меридианов одинакова. Направление местного меридиана в любой точке можно определить в полдень по тени от любого предмета. В Северном полушарии конец тени всегда показывает направление на север, в Южном – на юг.

Градусная сеть необходима для отсчета географических координат точек земной поверхности – широты и долготы.

Географические координаты.

Географические координаты — это географическая широта и долгота.

Географическая широта – расстояние вдоль меридиана в градусах от экватора до какой-либо точки на поверхности Земли.

Началом отсчета является экватор. Широта всех точек на нем равна 0. На полюсах широта составляет 90°. К северу от экватора отсчитывают северную широту, к югу – южную.

Географическая долгота – расстояние вдоль параллели в градусах от начального меридиана до какой-либо точки земной поверхности.

Все меридианы равны по длине, поэтому для отсчета необходимо было выбрать один из них. Им стал Гринвичский меридиан, проходящий недалеко от Лондона (там, где расположена Гринвичская обсерватория). Долгота отсчитывается от 0° до 180°. К востоку от нулевого меридиана до 180° отсчитывается восточная долгота, к западу – западная. Таким образом, используя градусную сеть, можно точно определить географические координаты – величины, определяющие положение точки на земной поверхности относительно экватора и нулевого меридиана.

Например, географические координаты мыса Челюскин (крайней северной точки Евразии) – 78° с. ш. и 104° в. д.

Глобус

Глобус (от лат. globus, «шар») — это обобщенная модель Земли [или другой планеты, а также модель небесной сферы (небесный глобус)], приведённая из её реальной формы к упрощенной и уменьшенной форме сферы. Обычно на глобусах в уменьшенном виде изображают поверхность Земли: очертания суши и водных объектов, рельеф материков и дна Мирового океана, реки, а также границы государств, города.

Глобус наиболее точно отражает облик Земли. Глобус обладает целым рядом геометрических свойств:

• равномасштабность изображения — любой отрезок линии на поверхности земного шара изображается на глобусе с одинаковым уменьшением, т. е. его масштаб всюду постоянен;
• равноугольность — горизонтальные углы, измеренные на земной поверхности, равны соответствующим углам на глобусе, а изображение любого географического объекта на глобусе подобно его действительным очертаниям на местности;
• равновеликость — глобус сохраняет правильное соотношение площадей.

На глобусе правильно переданы очертания, размеры, взаимное расположение материков и океанов. Есть и другие отличия глобуса от географической карты.

Закрепить теорию практикой !

(пройти тесты с проверкой ответа сразу и объяснением правильного ответа)

Географические координаты Москвы на карте планеты: широта и долгота

Любой объект на Земле имеет свои координаты. Если вспомнить школьный курс географии, то карта представляется своеобразной сеткой. Параллельные линии этой сетки называются параллелями, а вертикальные — меридианами. По пересечению этих линий легко определяется местоположение любого населённого пункта. Параллель всегда соответствует широте. Санкт-Петербург находится на 60-й параллели, значит, в координатах указывается 60 северной широты (с.ш.). Аналогично надо работать и с меридианами.

• Географические координаты Москвы
• Широта и долгота
• Определение координат в повседневной жизни

В официальных документах под широтой понимается угол от точки зенита и плоскости экватора. Экватор принято считать нулевой параллелью, от которой на север и на юг отходят другие, заканчиваясь на полюсах (90).

Меридианом называют линию, проведённую через любую точку на поверхности Земли и проходящую через земную ось. Исчисления ведутся от нулевого меридиана. Все меридианы расходятся от нулевого на запад и на восток до пределов 180. Меридианы могут пересекаться на полюсах планеты.

Географические координаты Москвы

Москва занимает удобное положение. Располагаясь на семи холмах и между двух рек, она находится на высоте 145 метров над уровнем моря. Считается, что параллель, на которой она стоит, является «золотой». На самом деле на «золотой параллели» находится Крымский полуостров, а Москва на «золотом сечении».

Это интересно: что является непосредственной причиной возникновения поясов атмосферного давления?

Разница в том, что «золотая параллель» является своеобразным центром Земли, а «золотое сечение» — центром Северного полушария и нашей страны. На той же самой параллели располагаются много городов как внутри России, так и за её пределами. «Золотое сечение» является самым гармоничным местом на Земле для развития и существования человечества. Однако в Южном полушарии это самое безлюдное место.

Широта и долгота

Так как столица существует много веков, то исторически и благодаря сечению это место является наиболее выгодным в экономическом смысле. После того как город стал столицей, он соединил международные пути с Запада на Восток и обратно. Первоначально это были караванные пути. Позже связь с другими странами стала железнодорожной и воздушной. Сегодня Москва является важным транспортным узлом, из которого можно добраться в любую точку Европы всего за 1−2 часа (в зависимости от транспорта). Современный транспорт устроен так, что в его компьютерах забиты так называемые географические адреса пунктов назначения.

Это интересно: связь современной географии с другими науками.

Простому человеку забивать голову ненужной информацией не нужно, достаточно иметь об этом общее представление. Знание о том, по какому адресу следует искать главный город России, никому не повредит и может пригодиться в какой-нибудь нестандартной ситуации.

Если навскидку задать кому-нибудь вопрос о том, где находится Москва, то ответы будут примерно такого рода:

• в России,
• в Северном полушарии,
• на 55-й параллели.

Так как широта напрямую зависит от экватора, то вверх от него она будет называться северной, а вниз — южной. В случае с третьим ответом как раз применим принцип, что адрес данного объекта равен 55 северной широты (с.ш.), так как мы всё же живём выше от экватора. Но это только половина адреса. Следуя принятой системе координат, необходимо определить, с какой стороны от нулевого меридиана находится определяемое место. Так как нулевой меридиан расположен в Англии, то вторая часть адреса будет такой — 37 восточной долготы.

Географические адреса какой-либо точки на местности вычисляются двумя известными способами: DD и DMS. В отношении Москвы это будет выглядеть так:

• по десятичной системе (DD) — 55.753960×37.620393,
• система градусов, минут и секунд (DMS) — 554520.974″ с. ш., 37372.279″ в. д.

В основном применяется система DD.

Определение координат в повседневной жизни

Если раньше необходимость в определении местоположения объектов была только у некоторых специализированных профессий, то теперь все мы используем это, не задумываясь. Возможно, не все это знают и будут весьма удивлены такому факту. У всех нас есть компьютеры и телефоны, в которых встроена функция отслеживания местоположения. При наличии интернета и включенной функции Гугл или Яндекс автоматически определяют, где мы находимся, и даже прокладывают путь по карте.

1. Те самые GPS координаты, а теперь и ГЛОНАСС базируются именно на десятичной системе (DD). Достаточно написать населённый пункт в поисковой строке, и по заложенной в программу базе координат система позиционирования тут же выдаст искомое.
2. Можно осуществлять поиск и по координатам (DMS). Для этого в поисковой строке вбиваем 55450N 37370E. Таким образом, Москва будет найдена по указанным цифрам.
3. Определить координаты позволяют и многочисленные справочники. Если же есть желание, например, узнать свои координаты, нужно на открытой карте в электронном устройстве кликнуть левой кнопкой мышки туда, где вы находитесь. Система тут же выдаст подобный набор цифр в формате DMS.

Географические координаты Смоленска (широта и долгота)

Подробное решение урок Урок 14–15 по географии рабочая тетрадь Дневник географа-следопыта для учащихся 6 класса, авторов Летягин А.А. 2015

Мы ответим на следующие вопросы.

1. Что называют географическими координатами?

Географическими координатами точки называют её широту (северную или южную) и долготу (западную или восточную), которые определяют местоположение любой точки на Земле.

2. Как определяют географическую широту и географическую долготу по глобусу?

Географические координаты каждой точки на поверхности земного шара можно определить двумя числами: географической широтой и географической долготой.

Географической широтой точки поверхности Земли называют величину отрезка меридиана между данной точкой и экватором, выраженную в градусной мере. Географические широты отчитываются от экватора, все точки, лежащие на экваторе, имеют одну и туже географическую широту — 0° ш. Все точки, лежащие в Северном полушарии, имеют северную широту (с. ш.) 0градусов до 90°, а точки, лежащие в Южном полушарии имеют южную широту (ю. ш.) от 0° до 90°.

Обычно на глобусе проводят параллели, кратные 10°, 15°, или 20°. Параллели подписывают в определенном месте глобуса, на линии, которая называется начальным меридианом.

Географическая долгота. Чтобы различать меридианы, необходимо их обозначить относительно начального (нулевого) меридиана. Географической долготой точки поверхности Земли называют величину отрезка параллели между данной точкой и начальным (Гринвичским) меридианом, выраженную в градусной мере. Точки, лежащие на нулевом меридиане, имеют одну и туже долготу — 0° д. Все точки, расположенные на востоке от Гринвичского меридиана, имеют восточную долготу (в. д.) от 0° до 180°, а точки, находящиеся на западе от Гринвича, — западную долготу (з. д.) от 0° до 180°. Обычно на глобусе меридианы, как и параллели, проводят через 10°, 15° или 20°. Меридианы подписывают в определенном месте глобуса, на экваторе.

Определить географические координаты — значит указать географическую широту параллели и географическую долготу меридиана, пересекающихся в данной точке.

Мы изготовим широкую линейку и научимся определять с ее помощью географические координаты.

1. «Географический адрес» объекта

• На рис.1 (с. 36) обозначены две точки. Нарисуйте меридианы, проходящие через эти точки.

Что необходимо сделать, чтобы можно было не только показать, но и описать положение данных точек?

2. Географическая широта

Правила обозначения географических широт

1. Все широты отсчитывают по направлению от экватора к полюсу.

2. Точки, расположенные в Северном полушарии, имеют северную широту, которая обозначается следующим образом: ХХ° с. ш.

3. Если точки находятся в Южном полушарии, то их географическая широта считается южной и ее обозначают так: ХХ° ю. ш.

4. Линия экватора состоит из точек, имеющих нулевую географическую широту, а именно 0 ш.

5. Окружность любой параллели состоит из точек. Их географические широты различны. По значению географические широты не могут быть менее 0° и более 90°.

• Выпишите пропущенные слова в определение.

Географической широтой точки поверхности Земли называют часть меридиана между данной точкой и экватором, выраженную в градусной мере.

• Задание по рис. 2

а) Дополните рисунок изображениями, чтобы получилась иллюстрация правил обозначения географических широт.

б) подпишите на рисунке географические широты точек СП (Северного полюса), ЮП (Южного полюса), Э (экватора), М (Москвы).

2. Задания по рис. 3, 4.

а) Выпишите пропущенные слова.

Если смотреть на глобус со стороны Северного географического полюса, то параллели выглядят как окружности разного диаметра, но имеющие один центр, который расположен в точке Северный полюс. Такие окружности называют концентрическими.

б) нарисуйте параллели 0°, 30° и 60° так как они выглядят на глобусе, если смотреть на него со стороны Северного географического полюса (рис. 3), подпишите значения их широт. Нарисуйте параллели 10°, 30°, 50° и 70° так, как они выглядят на глобусе, если смотреть на него со стороны Южного географического полюса (рис. 4), подпишите значения их широт.

а) окружности: диаметра; центр; северного полюса.

б) 0° — выглядит как окружность, 30° и 60° как овалы.

10° — выглядит как окружность, 30°, 50°, 70° как дуги.

• Воспользуйтесь информацией сайта «Географический центр России» и ответьте на следующие вопросы.

1. Кто в первые провел расчеты положения географического центра территории Российской империи в начале XX в.?

2. Сколько групп ученых принимало участие в определении географического центра территории современной России?

3. Где установлен памятный знак «Географический центр России»? Кто автор этого обелиска? Когда состоялось открытие памятного знака?

1983 г., на правом берегу р. Таз, ниже устья р. Б. Ширта. Автор — научно-спортивная экспедиция имени И. Д. Папанина.

3. Географическая долгота

1. Все долготы отсчитываются по направлению от начального меридиана к меридиану 180°.

2. Точки, расположенные е западу от начального меридиана, имеют западную долготу, которая обозначается следующим образом XX° з. д.

3. Если точки находятся на востоке от начального меридиана, то их географическая долгота считается восточной и ее обозначают так: XX° в. д.

4. Начальный меридиан имеет долготу 0° д., а противоположный ему и лежащий с ним в одной плоскости имеет долготу 180° д.

5. Полуокружность любого меридиана состоит из точек. Их географические долготы по значению не могут быть менее 0° и более 180°.

• Выпишите пропущенные слова в определение.

Географической долготой точки поверхности Земли называют часть параллели между данной точкой и начальным меридианом, выраженную в градусной мере.

• Дополните рис. 5 изображениями, чтобы получилась иллюстрация правил обозначения географических долгот.

Определите долготу географического центра России (озеро Виви) по карте в атласе, соблюдая последовательность действий.

• Определите или узнайте географическую долготу своего населенного пункта.

Школа географа-следопыта

• Проведите измерения по школьному глобусу с помощью широтной линейки, заполните пропуски в предложениях.

1. Широта Северного тропика равна 23,5° с. ш., широта Южного тропика равна 23,5° ю. ш.

Северный и Южный тропики ограничивают умеренный пояс освещенности.

Линии тропиков замечательны тем, что в области, заключенной между тропиками, во всех точках Солнце прибывает в зените дважды в году.

2. Широта Северного полярного круга равна 66,5° с. ш., широта Южного полярного круга равна 66,5° ю. ш.

Северный полярный круг расположен на 66 от Северного полюса.

Южный полярный круг расположен на 66 от Южного полюса.

Северный полярный круг ограничивает умеренный пояс освещенности.

Южный полярный круг ограничивает умеренный пояс освещенности.

Линии полярных кругов замечательны тем, что являются границами областей, где бываю полярные дни и ночи.

3. Географический центр России расположен в части света Азия.

Полярный день и полярная ночь в географическом центре России — не может быть полярных дней и ночей, так как находится южнее полярного круга.

Тема 3. КООРДИНАТЫ ТОЧЕК НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

3.1. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ

Рис. 3.1. Градусная сетка земной поверхности

Долгота – угловая величина, определяющая положение точки на Земле в направлении Запад-Восток от Гринвичского меридиана. Долготы отсчитывают от 0 до 180°, на восток – со знаком «плюс», на запад – со знаком «минус». На глобусах и картах широту показывают при помощи меридианов.

Рис. 3.3. Географическая долгота

3.1.1. Сферические координаты

Сферическими географическими координатами называют угловые величины (широта и долгота), определяющие положение точек местности на поверхности земной сферы относительно плоскости экватора и начального меридиана.

Сферической широтой (φ) называют угол между радиусом-вектором (линия, соединяющая центр сферы и заданную точку) и плоскостью экватора.

Сферическая долгота (λ) – это угол между плоскостью нулевого меридиана и плоскостью меридиана заданной точки (плоскость проходит через заданную точку и ось вращения).

Рис. 3.4. Географическая сферическая система координат

В практике топографии используют сферу радиусом R = 6371 км, поверхность которой равна поверхности эллипсоида. На такой сфере длину дуги большого круга в 1 минуту (1852 м) называют морской милей.

3.1.2. Астрономические координаты

Астрономическими географическими координатами являются широта и долгота, определяющие положение точек на поверхности геоида относительно плоскости экватора и плоскости одного из меридианов, принятого за начальный (рис. 3.5).

Астрономической широтой (φ) называется угол, образованный отвесной линией, проходящей через данную точку и плоскостью, перпендикулярной к оси вращения Земли.

Плоскость астрономического меридиана – плоскость, проходящая через отвесную линию в данной точке и параллельная оси вращения Земли.
Астрономический меридиан – линия пересечения поверхности геоида с плоскостью астрономического меридиана.

Астрономической долготой (λ) называется двугранный угол между плоскостью астрономического меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью Гринвичского меридиана, принятого за начальный.

Рис. 3.5. Астрономическая широта (φ) и астрономическая долгота (λ)

3.1.3. Геодезическая система координат

В геодезической географической системе координат за поверхность, на которой находят положения точек, принимается поверхность референц–эллипсоида. Положение точки на поверхности референц-эллипсоида определяется двумя угловыми величинами – геодезической широтой (В) и геодезической долготой (L).
Плоскость геодезического меридиана – плоскость, проходящая через нормаль к поверхности земного эллипсоида в данной точке и параллельная его малой оси.
Геодезический меридиан – линия, по которой плоскость геодезического меридиана пересекает поверхность эллипсоида.
Геодезическая параллель – линия пересечения поверхности эллипсоида плоскостью, проходящей через данную точку и перпендикулярной к малой оси.

Геодезическая широта (В) – угол, образованный нормалью к поверхности земного эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора.

Геодезическая долгота (L) – двугранный угол между плоскостью геодезического меридиана данной точки и плоскостью начального геодезического меридиана.

3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КООРДИНАТ ТОЧЕК ПО КАРТЕ

Топографические карты печатаются отдельными листами, размеры которых установлены для каждого масштаба. Боковыми рамками листов служат меридианы, а верхней и нижней рамками – параллели. (рис. 3.7). Следовательно, географические координаты можно определить по боковым рамкам топографической карты. На всех картах верхняя рамка всегда обращена на север.
Географическую широту и долготу подписывают в углах каждого листа карты. На картах Западного полушария в северо-западном углу рамки каждого листа правее значения долготы меридиана помещают надпись: «К западу от Гринвича».
На картах масштабов 1 : 25 000 – 1 : 200 000 стороны рамок разделены на отрезки, равные 1′ (одной минуте, рис. 3.7). Эти отрезки оттенены через один и разделены точками (кроме карты масштаба 1 : 200 000) на части по 10″ (десять секунд). На каждом листе карты масштабов 1 : 50 000 и 1 : 100 000 показывают, кроме того, пересечение среднего меридиана и средней параллели с оцифровкой в градусах и минутах, а по внутренней рамке – выходы минутных делений штрихами длиной 2 – 3 мм. Это позволяет при необходимости прочерчивать параллели и меридианы на карте, склеенной из нескольких листов.

Рис. 3.7. Боковые рамки карты

При составлении карт масштабов 1 : 500 000 и 1 : 1 000 000 на них наносят картографическую сетку параллелей и меридианов. Параллели проводят соответственно через 20′ и 40′ (минут), а меридианы – через 30′ и 1°.
Географические координаты точки определяют от ближайшей южной параллели и от ближайшего западного меридиана, широта и долгота которых известны. Например, для карты масштаба 1 : 50 000 «ЗАГОРЯНИ» ближайшей параллелью, расположенной к югу от заданной точки, будет параллель 54º40′ с.ш., а ближайшим меридианом, расположенным западнее точки – меридиан 18º00′ в.д. (рис. 3.7).

Рис. 3.8. Определение географических координат

Для определения широты заданной точки необходимо:

• одну ножку циркуля-измерителя установить на заданную точку, другую ножку по кратчайшему расстоянию установить на ближайшую параллель (для нашей карты 54º40′);
• не меняя раствор циркуля-измерителя, установить его на боковую рамку с минутными и секундными делениями, одна ножка должна быть на южной параллели (для нашей карты 54º40′), а другая – между 10-секундными точками на рамке;
• посчитать количество минут и секунд от южной параллели до второй ножки циркуля-измерителя;
• добавить полученный результат к южной широте (для нашей карты 54º40′).

Для определения долготы заданной точки необходимо:

• одну ножку циркуля-измерителя установить на заданную точку, другую ножку по кратчайшему расстоянию установить на ближайший меридиан (для нашей карты 18º00′);
• не меняя раствор циркуля-измерителя, установить его на ближайшую горизонтальную рамку с минутными и секундными делениями (для нашей карты нижнюю рамку), одна ножка должна быть на ближайшем меридиане (для нашей карты 18º00′), а другая – между 10-секундными точками на горизонтальной рамке;
• посчитать количество минут и секунд от западного (левого) меридиана до второй ножки циркуля-измерителя;
• добавить полученный результат к долготе западного меридиана (для нашей карты 18º00′).

Обратите внимание на то, что данный способ определения долготы заданной точки для карт масштаба 1:50 000 и мельче имеет погрешность за счет схождения меридианов, ограничивающих топографическую карту с востока и запада. Северная сторона рамки будет короче, чем южная. Следовательно, расхождения между измерениями долготы на северной и южной рамке могут отличаться на несколько секунд. Чтобы добиться высокой точности в результатах измерений, необходимо определить долготу и по южной и по северной стороне рамки, а затем произвести интерполяцию.
Для повышения точности определения географических координат можно использовать графический метод. Для этого необходимо соединить прямыми линиями ближайшие к точке одноименные десятисекундные деления по широте к югу от точки и по долготе к западу от нее. Затем определить размеры отрезков по широте и долготе от прочерченных линий до положения точки и суммировать их соответственно с широтой и долготой прочерченных линий.
Точность определения географических координат по картам масштабов 1 : 25 000 – 1 : 200 000 составляет 2″ и 10″ соответственно.

3.3. ПОЛЯРНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ

Полярными координатами называют угловую и линейную величины, определяющие положение точки на плоскости относительно начала координат, принимаемого за полюс (О), и полярной оси (ОС) (рис. 3.1).

Местоположение любой точки (М) определяется углом положения (α), отсчитанным от полярной оси до направления на определяемую точку, и расстоянием (горизонтальным проложением – проекцией линии местности на горизонтальную плоскость) от полюса до этой точки (Д). Полярные углы обычно отсчитывают от полярной оси по направлению движения часовой стрелки.

Рис. 3.9. Полярная система координат

За полярную ось могут быть приняты: истинный меридиан, магнитный меридиан, вертикальная линия сетки, направление на любой ориентир.

3.2. БИПОЛЯРНЫЕ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ

Биполярными координатами называют две угловые или две линейные величины, определяющие местоположение точки на плоскости относительно двух исходных точек (полюсов О ₁ и О ₂ рис. 3.10).

Положение любой точки определяется двумя координатами. Этими координатами могут быть либо два угла положения (α ₁ и α ₂ рис. 3.10), либо два расстояния от полюсов до определяемой точки (Д ₁ и Д ₂ рис. 3.11).

Рис. 3.11. Определение места точки по двум расстояниям

В биполярной системе координат положение полюсов известно, т.е. известно расстояние между ними.

Ранее были рассмотрены плановые системы координат, определяющие положение любой точки на поверхности земного эллипсоида, либо референц-эллипсоида, либо на плоскости. Однако эти плановые системы координат не позволяют получить однозначное положение точки на физической поверхности Земли. Географические координаты относят положение точки к поверхности референц-эллипсоида, полярные и биполярные кординаты относят положение точки к плоскости. И все эти определения никак не касаются физической поверхности Земли, которая для географа и является более интересной, чем референц-эллипсоид.
Таким образом, плановые системы координат не дают возможности однозначно определить положение данной точки. Необходимо как-то определить своё положение хотя бы словами «выше», «ниже». Только относительно чего? Для получения полной информации о положении точки на физической поверхности Земли используется третья координата – высота. Поэтому и возникает необходимость рассмотреть третью систему координат – систему высот.

Расстояние по отвесной линии от уровенной поверхности до точки физической поверхности Земли называют высотой.

Высоты бывают абсолютные, если их отсчет ведется от уровенной поверхности Земли, и относительные (условные), если их отсчет ведется от произвольной уровенной поверхности. Обычно за начало отсчета абсолютных высот принимают уровень океана или открытого моря в спокойном состоянии. В России и Украине за начало отсчета абсолютных высот принят нуль Кронштадтского футштока.

Футшток – рейка с делениями, укрепленная отвесно на берегу так, чтобы обеспечивалась возможность определения по ней положения поверхности воды, находящейся в спокойном состоянии.
Кронштадтский футшток – черта на медной пластине (доске), вмонтированной в гранитный устой Синего моста Обводного канала в г. Кронштадте.
Первый футшток был установлен во времена правления Петра 1, и с 1703 г. начались регулярные наблюдения за уровнем Балтийского моря. Вскоре футшток был разрушен и только с 1825 г. (и до настоящего времени) были возобновлены регулярные наблюдения. В 1840 г. гидрографом М.Ф.Рейнекебыла вычислена средняя высота уровня Балтийского моря и зафиксирована на гранитном устое моста в виде глубокой горизонтальной черты. С 1872 г. эта черта принята за нулевую отметку при вычислении высот всех точек на территории Российского государства. Кронштадский футшток неоднократно видоизменялся, однако положение его основной отметки при изменениях конструкции сохраняли прежней, т.е. определенной в 1840 г.
После распада Советского Союза украинские геодезисты не стали изобретать свою национальную систему высот, и в настоящее время в Украине по-прежнему используется Балтийская система высот.

Следует отметить, что в каждом необходимом случае не ведут измерения непосредственно от уровня Балтийского моря. Существуют на местности специальные точки, высоты которых заранее были определены в Балтийской системе высот. Эти точки называют реперами.
Абсолютные высоты H могут быть положительными (для точек выше уровня Балтийского моря), и отрицательными (для точек ниже уровня Балтийского моря).
Разность абсолютных высот двух точек называют относительной высотой или превышением (h):
h =H_А −H_В .
Превышение одной точки над другой также может быть положительным и отрицательным. Если абсолютная высота точки А больше абсолютной высоты точки В, т.е. находится выше точки В, то превышение точки А над точкой В будет положительным, и наоборот, превышение точки В над точкой А – отрицательным.

Пример. Абсолютная высота точки А равна Н_А = +124,78 м. Превышение точки С над точкой А равно h_С(А) = –165,06 м. Найти абсолютную высоту точки С.

Численное значение высоты называют отметкой точки (абсолютной или условной).
Например, Н_А = 528,752 м – абсолютная отметка точки А; Н’_В = 28,752 м – условная отметка точки В .

Рис. 3.12. Высоты точек земной поверхности

Для перехода от условных высот к абсолютным и наоборот необходимо знать расстояние от основной уровенной поверхности до условной.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Раскройте понятия: полюс, плоскость экватора, экватор, плоскость меридиана, меридиан, параллель, градусная сетка, координаты.
2. Относительно каких плоскостей на земном шаре (эллипсоиде вращения) определяют географические координаты?
3. В чем отличие астрономических географических координат от геодезических?
4. С помощью чертежа раскройте понятия «сферическая широта» и «сферическая долгота».
5. На какой поверхности определяют положение точек в астрономической системе координат?
6. С помощью чертежа раскройте понятия «астрономическая широта» и «астрономическая долгота».
7. На какой поверхности определяют положение точек в геодезической системе координат?
8. С помощью чертежа раскройте понятия «геодезическая широта» и «геодезическая долгота».
9. Почему для повышения точности определения долготы необходимо соединить прямыми линиями ближайшие к точке одноименные десятисекундные деления?
10. Как можно рассчитать широту точки, если определить количество минут и секунд от северной рамки топографической карты?
11. Какие координаты называют полярными?
12. Для каких целей в полярной системе координат служит полярная ось?
13. Какие координаты называют биполярными?
14. В чем сущность прямой геодезической задачи?
15. В чем сущность обратной геодезической задачи?
16. Какую величину называют приращением координат?
17. Дайте определения синуса, косинуса, тангенса и котангенса угла.
18. Как можно применить в топографии теорему Пифагора о соотношении между сторонами прямоугольного треугольника?
19. Какую величину называют высотой точки?
20. Раскройте понятия: «абсолютная высота точки», «относительная высота точки».
21. Как рассчитать абсолютную высоту второй точки, если известны абсолютная высота первой точки и превышение второй точки над первой?
22. Какую уровенную поверхность принято считать началом отсчета абсолютных высот в Украине?
23. Как называют численное значение высоты?

Географические координаты

Рис. 41. Определение широты и долготы

Географические координаты — это значения, определяющие положение определённой точки на земной поверхности, небесной сфере, а также поверхности других планет. Они необходимы для того, чтобы отыскать на глобусе или географической карте определённый объект. К географическим координатам относятся географическая широта, географическая долгота и абсолютная высота.

Все географические объекты на Земле, кроме полюсов, имеют широту и долготу. Все меридианы Земли на полюсе сходятся в одной точке. Поэтому у Северного и Южно­го полюсов есть только широта — 90 градусов.

Искать дорогу среди безбрежных просторов океана морякам по­могают карты с нанесенными на них параллелями и меридиана­ми. По ним можно определить, где находится корабль, сколько ему еще плыть, какие земли встретятся на пути. Широту и долго­ту местности моряки и путешественники определяют специаль­ными приборами, работа с которыми требует знаний математики и астрономии.

Географическая широта

Географическая ши­рота точки — это величина дуги в градусах между экватором и этой точкой. Географическая широта любого места земного шара выра­жается в градусах, которые отсчитываются от Экватора (0°) к полюсам (90°).

Чтобы определить географическую широту места на карте или глобусе, надо знать, на какой параллели оно находится Значение параллелей от 0 градусов на экваторе до 90 градусов на полюсе подписывают вдоль начального, Гринвичско­го меридиана или сбоку у рамки карты. Все точки земной поверх­ности к северу от экватора имеют северную широту, все точки южного полушария — южную широту.

На карте полушарий в атласе параллели проведены через 20°, следовательно, не все точки земного шара находятся на обозна­ченных параллелях.

Определение широты

Суэцкий канал находится на 30° северной широты (сокращённо: с. ш.), Например, через Санкт-Петербург про­ходит параллель 60 граду­сов. Значит, город лежит на 60-м градусе северной широ­ты (с. ш.).

Москва, лежащая в Северном полушарии, расположена между 40° с. ш. и 60° с. ш. Нетрудно догадаться, что широта Москвы приблизительно 55,5° с. ш. (55 гра­дусов 30 минут с. ш.). И Москва, и Санкт-Петербург, и Суэцкий канал находятся к северу от Экватора, поэтому их широта се­верная, к югу от Экватора любая точка будет иметь южную широту (сокращённо: ю. ш.). Так, остров Кергелен в Индийском океане расположен на 50° ю. ш.

Через центр пролива Дрейка в Южном полуша­рии проходит параллель 30 градусов. Широта озера Вик­тория в Африке 0 градусов.

Географическая долгота

Для точности определения точки на глобусе или на карте надо знать, помимо географической широты, и географическую долготу этой точки.

Географическая долго­та точки — это величина дуги в градусах от начального мери­диана до этой точки земной поверхности.

Как и широта, долгота выражается в градусах, которые отсчитываются от нулевого меридиана. Нулевой меридиан выбран условно, и проходит он через обсерваторию Гринвич, находящуюся недалеко от города Лондона. Гринвичский меридиан на глобусе и географической карте показан бо­лее жирной линией, и у его пересечения с экватором подписано: 0° (градусов). Подписаны у экватора в градусах и все другие ме­ридианы. Эти градусы увеличиваются в обе стороны от нулевого, Гринвичского, меридиана и достигают на другой стороне Земли значения 180 градусов. 180-й меридиан тоже показан жир­ной линией. Две половинки окружности Земли — Восточ­ное и Западное полушария — разделены на 180 градусов.

Определение долготы

К востоку от Гринвичского меридиана будет восточная долгота (сокращённо: в. д.), к западу — западная (з. д.). Градусы долготы на глобусе и карте полушарий обозначаются на Экваторе. Так, Суэцкий канал находится на 32° в. д., а Гибралтарский пролив — уже на 5° з. д. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Через город Санкт-Петербург проходит меридиан 30 градусов в Восточном полушарии. Значит, долгота этого города 30 градусов восточной долготы (30° в.д.).

Че­рез Берингов пролив, который разделяет Евразию и Северную Америку, проходит 170-й меридиан Западного полушария. Зна­чит, его долгота — 170° западной долготы (170° з.д.).

Город Москва находится в Восточном полушарии между мери­дианами 30 градусов и 40 градусов. Разделим это расстояние на 10 частей — 10 градусов. Долгота Москвы будет примерно 37 гра­дусов восточной долготы. Можно определить точнее — 37,5° в.д. Градусы делятся на минуты, в од­ном градусе 60 минут. Говорят также, что Москва находится на 37 градусах 30 минутах восточной долготы.