Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Географічні координати



План:


Введення

Координатна сфера

Географічні координати визначають положення точки на земній поверхні (у вузькому сенсі) або, більш широко, в географічній оболонці.

Географічні координати будуються за принципом сферичних. Аналогічні координати застосовуються на інших планетах, а також на небесній сфері.


1. Широта

Широта - кут φ між місцевим напрямком зеніту і площиною екватора, відлічуваний від 0 до 90 в обидві сторони від екватора. Географічну широту точок, що лежать в північній півкулі, (північну широту) прийнято вважати позитивною, широту точок у південній півкулі - негативною. Про широтах, близьких до полюсів, прийнято говорити як про високі, а про близьких до екватора - як про низькі.

Від широти місця, як і від пори року, залежить тривалість дня.

Через відмінності форми Землі ( геоїда) від кулі, географічна широта точок дещо відрізняється від їх геоцентричної широти, тобто від кута між напрямом на дану точку з центру Землі і площиною екватора.

Широту місця можна визначити за допомогою таких астрономічних інструментів як секстант або гномон ( пряме вимірювання), також можна скористатися системами GPS або ГЛОНАСС ( непряме вимірювання).


2. Довгота

Довгота - кут λ між площиною меридіана, що проходить через дану точку, і площиною початкового нульового меридіана, від якого ведеться відлік довготи. Довготи від 0 до 180 на схід від нульового меридіана називають східними, на захід - західними. Східні довготи прийнято вважати позитивними, західні - негативними.

Вибір нульового меридіана довільний і залежить тільки від угоди. Зараз за нульовий меридіан прийнятий Грінвіцький меридіан, що проходить через обсерваторію в Грінвічі, на південному сході Лондона. Як нульового раніше вибиралися меридіани обсерваторій Парижа, Кадіса, Пулково і т. д.

Від довготи залежить місцевий час.


3. Підйом

Щоб повністю визначити положення точки тривимірного простору, необхідна третя координата - висота. Відстань до центру планети не використовується в географії: воно зручно лише при описі дуже глибоких областей планети або, навпаки, при розрахунку орбіт в космосі.

У межах географічної оболонки застосовується зазвичай 'висота над рівнем моря', яка відлічується від рівня "згладженої" поверхні - геоїда. Така система трьох координат виявляється ортогональної, що спрощує ряд обчислень. Висота над рівнем моря зручна ще тим, що пов'язана з атмосферним тиском.

Відстань від земної поверхні (вгору або всередину) часто використовується для опису місця, проте не служить координатою


4. Географічна система координат

Рис. 1

В навігації в якості початку системи координат вибирається центр мас транспортного засобу (ТЗ). Перехід початку координат з інерціальної системи координат в географічну (тобто з O i в O g ) Здійснюється виходячи із значень широти і довготи. Центр географічної системи координат O g в інерціальній має значення (при прийнятті кулястої моделі землі):

X o g = (R + h) c o s (φ) c o s (U t + λ)
Y o g = (R + h) c o s (φ) s i n (U t + λ)
Z o g = (R + h) s i n (φ)
UNIQ73d86cd46f2866a6-math-000000BE-QINU
UNIQ73d86cd46f2866a6-math-000000BF-QINU
де R - радіус землі, U - кутова швидкість обертання Землі, h - висота над рівнем моря.

Орієнтація осей в географічній системі координат (ГСК) вибирається за алгоритмом.

Вісь X (інше позначення - вісь E) - вісь, спрямована на схід.
Вісь Y (інше позначення - вісь N) - вісь, спрямована на північ.
Вісь Z (інше позначення - вісь Up) - вісь, спрямована на вертикально вгору.

Орієнтація тригранника XYZ, через обертання землі і руху ТЗ постійно зміщується з кутовими швидкостями [1].

ω E = - V N / R
ω N = V E / R + U c o s (φ)
\ Omega_ {Up} = \ frac {V_E} {R} tg (\ varphi) + U sin (\ varphi)

Основним недоліком у практичному застосуванні ГСК в навігації є великі величини кутової швидкості цієї системи у високих широтах, зростаючі аж до нескінченності на полюсі. Тому замість ГСК використовується напіввільних в азимут СК.


4.1. Напіввільних в азимут система координат

Напіввільних в азимут СК відрізняється від ГСК тільки одним рівнянням, що має вигляд:

ω U p = U s i n (φ)

Відповідно, система має теж початкове положення, що ГСК і їх орієнтація також збігається з однією лише різницею, що її осі X w і Y w відхилені від відповідних осей ГСК на кут ε для якого справедливо рівняння

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

Перетворення між ГСК і напіввільної в азимут СК здійснюється за формулою [1]

N = Y w c o s (ε) + X w s i n (ε)
E = - Y w s i n (ε) + X w c o s (ε)

У реальності всі розрахунки ведуться саме в цій системі, а потім, для видачі вихідної інформації відбувається перетворення координат в ГСК.


5. Формати запису географічних координат

Для запису географічних координат іспользвуется система WGS84.

Координати (широта від -90 до +90 , довгота від -180 до +180 ) можуть записуватися:

Роздільником десяткового дробу завжди служить крапка. Позитивні знаки координат представляються (у більшості випадків опускається) знаком "+", або буквами: "N" - північна широта і "E" - східна довгота. Негативні знаки координат представляються або знаком "-", або буквами: "S" - південна широта і "W" - західна довгота. Букви можуть стояти як попереду, так і ззаду.

Єдиних правил запису координат не існує.

На картах пошукових систем за замовчуванням показуються координати в градусах з десятковим дробом із знаками "-" для негативної довготи. На картах Google спочатку широта, довгота потім, на картах Яндекс довгота і широта. Ці координати видно, наприклад, при прокладці маршрутів від довільних точок. При пошуку розпізнаються і інші формати.

У навігаторах за замовчуванням частіше показуються градуси і хвилини з десятковим дробом з буквеним позначенням, наприклад, в Navitel, в iGO. Вводити координати можна і у відповідності з іншими форматами. Формат градуси і хвилини рекомендується також при радіообміну в морській справі.

У той же час часто використовується і споконвічний спосіб запису з градусами, хвилинами і секундами. В даний час координати можуть записуватися одним з безлічі способів або дублюватися двома основними (з градусами і з градусами, хвилинами і секундами) [2]. Як приклад, варіанти запису координат знака "Нульовий кілометр автодоріг Російської Федерації" - 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 - градуси
  • N55.755831 , E37.617673E - градуси (+ доп. Літери)
  • 55 45.35 'N, 37 37.06' E - градуси і хвилини (+ доп. Літери)
  • 55 45'20 .9916 "N, 37 37'3 .6228" E - градуси, мінути і секунди (+ доп. Літери)

При необхідності формати можна перерахувати самостійно: 1 = 60 'хвилинах, 1' хвилина = 60 "секундам. Також можна використовувати спеціалізовані сервіси. Див посилання.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Суспільно-географічні науки
Координати
Координати
Проективні координати
Трилинейная координати
Еліптичні координати
Тетрациклічні координати
Координати Борна
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru