Что такое географические координаты для чего нужно уметь их определять

Географические координаты

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

Содержание

Широта

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):

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.

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.

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]

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

Источник

Для чего нужны координаты?

Отец у меня был геодезистом, у него в кабинете висела карта мира, а на столе лежал маленький глобус. Я проводил большую часть своего времени, изучая их. Меня очень интересовали маленькие цифры, которые мне удалось обнаружить. Но только в школе я смог узнать, что это координаты.

Что такое координаты

Человечество ещё давным-давно научилось ориентироваться в пространстве. Это могли быть: мох, горы, леса и т. п. Они оставляли ориентиры: рисунки, обозначения. Потом появились карта, глобус, навигатор. Посмотрев на них, вы сразу увидите вертикальные и горизонтальные линии, что пересекаются и создают квадраты. Эти линии — параллели и меридианы. Каждый квадрат имеет долготу и широту. Для наглядности возьмите глобус.

Широта, долгота, глубина и высота — координаты, определяющие нахождение точки на Земле.

Координаты — числа, величины, что обозначают место положения объекта в пространстве.

Где используются координаты

Сегодня использование координат в повседневной жизни не имеют большого значения, навигатор сможет доставить в точку назначения без лишних усилий и знаний, но в других, более сложных областях, координаты играют великую роль.

Приведу лишь несколько примеров, так как их очень много, перечисление заберёт очень большое количество времени.

В топографии и геодезии координаты имеют широкое использование. С их помощью создаются топографические карты, вычисляется территория, измеряется ширина и длина местности.

В математике вычисляют размеры фигур. Векторы, гиперболы тоже имеют свои координаты — (x; y), которые нашли своё применение и в моделировании.

Виды координат

Поскольку координаты встречаются в разных областях, то их решили поделить на такие виды:

Моё знакомство с географическими координатами произошло ещё в школе. Правда, тогда мне казалось, что это абсолютно бесполезная информация. Но я очень сильно ошибался. Как-то раз я поехал на машине в путешествие. У автомобиля как назло лопнуло колесо. Указателей или близлежащих поселений там не было. Позвонив другу, я не смог даже примерно описать, где нахожусь. В той ситуации меня спас навигатор, а точнее точные географические координаты моего местоположения.

Для чего понадобились географические координаты

В повседневной жизни географические координаты, как правило, совершенно бесполезная вещь. Но отправляясь в поездку своим ходом, вы пользуетесь навигатором или картой. Очевидно, что карта появилась значительно раньше навигатора. Составляя карту, древние люди задавались вполне логичным вопросом. А как, глядя на карту, можно понять, в какую именно сторону нужно идти, чтобы попасть в определённое место? Без этой информации было бы невозможно покорять неизведанные края. Для решения проблемы было придумано разделить весь земной шар линиями, которые бы делили его на своеобразные квадратики. Таким образом, можно было понять, глядя на компас, в какую сторону двигаться. Правда, компас появился только в 13-м веке, а для определения сторон света, люди ориентировались по Солнцу.

Кому нужны географические координаты

Область применения географических координат достигает колоссальных размеров. Географические координаты используют:

Этот список очень большой. На перечисление всех видов деятельности, в которых используются географические координаты, элементарно не хватит времени.

Интересный факт о географических координатах

Оказывается, что не только на нашей планете есть широта и долгота. Астрономы позаботились и о других планетах нашей Солнечной системы. Они создали на тех планетах аналогичную систему координат, которая охватывает ещё и их сферы. Эта система координат потребовалась для различных астрономических исследований, а также активно применяется в космонавтике.

Как же часто я на уроках географии встречался с координатами. Также во многих играх мне приходилось их определять или просто наблюдать, как это делают герои. Поиск правильных координат также можно наблюдать и в фильмах. В общем, координаты являются очень важными, и необходимо знать про них, так как они могут пригодиться в реальной жизни.

Как в географии описываются координаты

Впервые каждый из нас узнал, что такое координаты, на уроках географии. Там мне ясно дали понять, что они нужны, чтобы не заблудиться в мире. С их помощью человек будет твердо знать, куда направляется и где находится на земном шаре в тот или иной момент. Чтобы их определить, необходимо уметь пользоваться картой или глобусом. На них, помимо материков, стран и городов, показаны цифры, которые особым образом располагаются по карте.

Расположение цифр выполняется по условным линиям. Их еще называют параллелями и медианами, которые показывают долготу и широту. Каждое место на планете имеет свою долготу и широту, которую можно определить по карте.

В географии Землю принято считать идеальной сферой, а не эллипсом. Сфера имеет угол в 360 градусов, поэтому на карте планета разделена на столько же условных линий. Планета крутится вокруг своей оси и имеет Северный и Южный полюса. Эти полюса указывают на долготу, и на планете существуют две важные такие линии. Одна называется нулевой, а вторая ─ 180 градусов.

Параллелями являются линии, которые показывают широту. Каждая линия широты расположена поперек вращения Земли вокруг своей оси. На экваторе располагается главная параллель, которая разделяет планету на 2 полушария, и в каждом насчитывается по 90 линий широты.

В географии градусы принято ещё делить на минуты и секунды.

Зачем нужны координаты

Мореплавателям приходится прибегать к помощи координат. Таким образом можно определить, где они находятся, чтобы выбрать правильный курс и не заблудится в морских или океанических водах.

Благодаря медианам и параллелям, наша планета для удобства поделена на следующие полушария:

Координаты в системе пространство-время

Евклидово пространство, которое плотно изучают в школе, не привязано ко времени, и там нет такого понятия как событие, а существует система неподвижных тел с тремя координатами:

В теории относительности же введено понятие времени, и оно как бы идет параллельно с другими координатами.

С введением времени в пространстве появляется место событию, которым может быть изменение, перемещение, исчезновение тела. Таким образом, исходя из общих законов физики, время ограничивает существование тела в пространстве до момента перехода его энергии в другое состояние. Ведь известно, что энергия никуда не исчезает, а лишь меняет свою форму.

Координаты «летящей стрелы»

Эта апория (безысходность) была предложена древнегреческим философом Зеноном. Заключается она в том, что летящая стрела будет неподвижна в каждый отрезок времени, соответственно, координаты ее меняться не будут, поэтому относительно временного отрезка она двигаться не будет.

Предположить же, что если взять более мелкие периоды времени, то стрела все же будет двигаться — невозможно, т. к. дробление времени может быть бесконечным, и, соответственно, в каждом более мелком периоде стрела имеет постоянные координаты и не движется. Загвоздка состоит в том, что в природе нет физического эквивалента математическим понятиям времени.

Координаты при перемещении во времени

Вопрос хорошо отражен в теории Уэллса в «Машине времени». Если перемещаться относительно шкалы времени, то координаты предмета должны быть неподвижны.

Сам же предмет должен быть защищен особым полем, которое будет разрушать внешние объекты, которые могут находится в тех же 3-мерных координатах при перемещении путешествующего предмета.

Любой человек в мире имеет какие-то свои признаки для ориентации во времени, пространстве и так далее. Одним из таких признаков являются координаты, с помощью которых люди могут знать точное местоположение и не только. Но я задался в свое время вопросом, что такое эти координаты в научном понимании и какие они бывают.

Координаты в географии

Широта, долгота и высота

Для точного и полного определения места нахождения той или иной точки, используются следующие три характеристики:

Применение координат в географии

Простыми словами из всего вышесказанного, географические координаты нужны для ориентации в пространстве или для навигации на какой-либо заданной местности. То есть, я могу знать координаты любого здания или города, или простого дерева, и тогда буду иметь возможность добраться до заданного места, имея навигатор.

Ответ на это вопрос для меня стал очевидным, когда я потерялся в таёжных лесах Сибири. Расскажу вам для чего нужны координаты, что это такое, и как я нашелся.

Необходимость координат

Координаты нужны для того, чтобы не потеряться или что-нибудь найти.

Координатами могут стать любые объекты или направления в пространстве. Например, мое место жительства – поселок Михайловский. Но такие поселки есть в каждой области России. Более точным будет указать область, например Московскую. Вы скажете: «В Московской области несколько таких поселков». Тогда нужно знать и район области. Например, Солнечногорский. Так, поселок вы уже нашли, но меня-то – нет. Меня нужно разыскать еще и в поселенке.

Область, район и поселок – это приблизительные, не точные координаты моего места пребывания. А вот знание географических координат поможет вам отыскать меня гораздо быстрее. Географические координаты указаны на полях любой мало-мальски точной карты региона и в современных телефонных устройствах, обрадованных системами навигации.

Географические координаты

Географические координаты – это числа, которые показывают ваше место в комнате, городе, стране или океане. Географические координаты определяются тремя параметрами:

…А нашелся я очень просто: сообщил о своих координатах в лагерь геологической экспедиции. Координаты я определил по топографической карте (они записываются на полях), согласно двух ориентиров – озера и поселения, к которым я поочередно вышел.

Источник

География

Что такое географические координаты? Для чего нужно уметь их определять?

Географические координаты — это географическая широта и географическая долгота любой точки на земной поверхности. Определение географических координат необходимо для установления местоположения объекта.

Ещё по теме

Земная поверхность на плане и карте (1). Что показывают на плане или карте с помощью условных знаков?

Каких организмов больше в океане — растений или животных?

Перечислите материки Земли и океаны, омывающие каждый из них.

Какое общее название имеют науки о природе?

Как естественная растительность приспособлена к климатическим особенностям степей?

Какие этапы в развитии географической оболочки выделяют?

Какие путешествия совершили финикийские моряки?

От каких причин зависит атмосферное давление?

Тепло в атмосфере (1). Как изменяется температура воздуха с высотой?

Мировой океан (2). Установите соответствие:

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

О сайте

На нашем сайте вы найдете множество полезных калькуляторов, конвертеров, таблиц, а также справочных материалов по основным дисциплинам.

Самый простой способ сделать расчеты в сети — это использовать подходящие онлайн инструменты. Воспользуйтесь поиском, чтобы найти подходящий инструмент на нашем сайте.

calcsbox.com

На сайте используется технология LaTeX.
Поэтому для корректного отображения формул и выражений
пожалуйста дождитесь полной загрузки страницы.

© 2021 Все калькуляторы online

Копирование материалов запрещено

Источник

География. 5 класс

Конспект урока

Урок 12. Географические координаты.

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

Географические координаты, Географическая широта

Градусная сеть – это 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.

Географические координаты – широта и долгота, определяют положение точки на земной поверхности

Географическая широта – это расстояние в градусах от экватора до параллели, проведённой через заданную точку.

Географическая долгота – расстояние от нулевого меридиана до заданной точки, выраженное в градусах.

Обязательная и дополнительная литература по теме

Теоретический материал для самостоятельного изучения

География – одна из древнейших наук, она тесно связана с жизнью человека. Очень часто в текстах песен, названиях фирм, компаний, торговых организаций используются географические термины и названия. Послушайте музыкальный фрагмент, что из области географии использовали авторы в тексте своей песни? Землю обмотали тоненькие нити,

Нити параллелей и зелёных рек.

Совершите чудо, руку протяните,

Надо, чтобы в дружбу верил каждый человек.

В песенке упоминаются параллели, уже известные нам линии на глобусе и карте.

Разбор типового тренировочного задания:

Тип задания: Выделение цветом;

Текст вопроса: По координатам определите город, расположенный на востоке от Владимира (56° с. ш. и 40,5° в. д.).

Великие Луки (56,5° с. ш. и 30,5° в. д.)

Вологда (59° с. ш. и 40° в. д.)

Казань (56° с. ш. и 49° в. д.)

Киров (58,5° с. ш. и 49,5° в. д.)

Правильный вариант ответа:

Казань (56° с. ш. и 49° в. д.)

Разбор типового контрольного задания

Тип задания: Подстановка элементов в пропуски в тексте

Текст вопроса: Заполните пропуски в тексте

1. Географическая широта – это расстояние в ________ от _______ экватора до _________, __________ через точку.

2. Географическая долгота – это расстояние в в ________ от _______ экватора до _________, __________ через точку.

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

Источник

Что такое географические координаты Для чего нужно уметь их определять

Широта и долгота – термины и определения

Земная сфера разделена воображаемой горизонтальной линией на две равные части света – северное и южное полушария – на положительный и отрицательный полюса соответственно. Так введены определения северной и южной широт. Широта представляется в виде параллельных относительно экватора кругов, называемых параллелями. Сам экватор со значением 0 градусов выступает отправной точкой для измерений. Чем ближе параллель к верхнему или нижнему полюсу, тем меньше ее диаметр и тем выше или ниже угловой градус. Например, город Москва расположен на 55-м градусе северной широты, что определяет местонахождение столицы как приблизительно равноудаленное и от экватора, и от северного полюса.

Меридиан – так называется долгота, представляемая в виде вертикальной дуги строго перпендикулярной кругам параллели. Сфера разделена на 360 меридианов. Точкой отсчета является нулевой меридиан (0 градусов), дуги которого проходят по вертикали через точки северного и южного полюсов и распространяются в восточном и западном направлениях. Таким образом определяется угол долготы от 0 до 180 градусов, вычисляемый значениями от центра до крайних точек к востоку или югу.

В отличие от широты, точкой отсчета которой служит экваториальная линия, любой меридиан может быть нулевым. Но для удобства, а именно удобства отсчета времени, определили гринвичский меридиан.

Видео

Примеры обратного геокодирования

Чтобы понять, как сервисы справляются с обратным геокодированием, т.е. получением адреса по координатам, я попробовал по указанным выше адресам вместо адреса подставить координаты того же третьего дома на Красной площади: 37.62159949999999, 55.7546025 Результаты:

Интересно, что GraphHopper, если кликать мышью по разным частям ГУМа, возвращает разные названия магазинов. Дадата и Яндекс возвращают только адреса, остальные сервисы стараются предложить также POI, расположенные по этому адресу. Формат ответа и набор данных у всех сервисов аналогичен данным, которые возвращаются при прямом геокодировании.

Что такое долгота?

Чтобы выяснить расположение объекта, недостаточно знать это место на земном шаре относительно юга или севера. Помимо широты, для полного расчета используется долгота, устанавливающая положение точки относительно востока и запада. Если в случае с широтой за основу берется экватор, то долгота рассчитывается от нулевого меридиана (Гринвичского), проходящего от Северного к Южному полюсу через лондонский район Гринвич.

По правую и левую сторону от Гринвичского меридиана параллельно ему прочерчены обычные меридианы, которые встречаются друг с другом на полюсах. Положительной принято считать восточную долготу, отрицательной – западную. Как и в широте, в долготе предусмотрено 360 градусов, разделяющихся на секунды и минуты. К востоку от Гринвича располагается Евразия, по направлению к западу – Южная и Северная Америки.

Что такое широта и долгота в географии?

Система координат имеет свои принципы измерения, единые для всех. Что долгота, что широта вычисляются в градусах угла, отсчет начала которого приходится на центр сферы, а конечная точка — на нужный объект на поверхности Земли.

Кроме этих данных, может учитываться еще одна величина — высота. Она больше используется в том случае, когда надо визуализировать трехмерное пространство. Например, такие знания пригодятся, если надо будет выяснить положение конкретного места относительно уровня моря. Конечно, для определения геокоординат можно применять специальные формулы, а можно пойти путем наших предков, и сделать это самостоятельно, вручную. Тем более, что это — увлекательный процесс и не трудоемкий.

Важно! Таким образом, вывод относительно того, что такое система координат, можно сделать следующий: это комбинация величин углов для определения разных точек на поверхности земного шара. Все подсчеты обычно производятся относительно 2 отправных точек — нулевого меридиана и экватора. Параллельно экватору, который считается абсолютным нулем по ширине, определяют линии, так и называемые “параллели” или широта. А перпендикулярно ему — линии, которые называются меридианы, или долгота.

Экватор делит земной шар на 2 полушария, крайние точки которых будут иметь угол 90 градусов. Названия присваиваются по названию полюсов, то есть северное и южное. Обозначения буквами в соответствии с международными стандартами бывает таким:

А нулевой меридиан, за который берется воображаемая линия в Гринвиче, — на западное и восточное. Обозначения буквами по общепринятой системе выглядят так:

Важно! Предельное значение долготы показывает 180°, так как оно составляет ½ сферы, то бишь ½ от 360°.

Соответственно — любая точка будет включать в своем обозначении местонахождения одну цифру из системы параллелей, вторую — из системы меридиан. Кстати, для многих эта линия будет действительно лишь воображаемой, но для жителей самого Гринвича — самой что ни на есть реальной, ведь в месте прохождения нулевого меридиана по земле проведен контур.

Рис.2 Физическая карта Европы

Какие существуют сервисы для решения этой задачи?

Вообще, сервисы подразделяются на 2 основных категории – это оффлайн- и онлайн-сервисы. Оффлайн-сервис подразумевает, что вы скачиваете на свой локальный компьютер некую базу данных (добавляете её в своё приложение) и получаете информацию из неё. Онлайн-сервис представляет из себя API, к которому вы формируете запрос в соответствии с документацией, и он возвращает вам ответ с интересующей вас информацией. В большинстве случаев онлайн-сервисы предлагают более высокую точность ответов, поскольку обновляются более часто, а также более удобны в использовании – потому что вам нет необходимости поддерживать отдельную машину под оффлайн-сервис или зашивать базу данных (достаточно объемную) и обслуживающий её код в ваше приложение. Поэтому в рамках этой статьи я буду рассматривать только онлайн-сервисы для решения задач прямого и обратного геокодирования.

Как установить географические координаты на карте?

Для расчета координат объекта на карте необходимо сначала определить, в каком из полушарий он находится. Далее следует выяснить, между какими параллелями располагается нужная точка, и установить точное число градусов – обычно они прописываются по бокам географической карты. После этого можно переходить к определению долготы, установив сначала, в каком из полушарий расположен объект относительно Гринвича. Определение градусов долготы осуществляется аналогично широте. Если нужно выяснить расположение точки в трехмерном пространстве, дополнительно используется ее высота относительно уровня моря.

Источник