Что такое географические координаты и зачем они нужны

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

Географические координаты — определение широты и долготы на карте

Умение вычислять географические координаты необходимо во многих профессиях. Но также знания о том, как вычислить широту и долготу и определить по ним свое местонахождение, пригодится каждому. Более того, такие навыки могут даже спасти жизнь в чрезвычайной ситуации или же во время длительных туристических походов. Никаких особых премудростей и сложностей в этом деле нет. Достаточно разобраться с тем, что это такое, как пользоваться такими данными. Возможно, некоторое время для вас это станет настоящим развлечением — узнавать точные данные о координатах мест, которые вы мечтаете посетить.

Что такое географические координаты?

Любая точка на планете Земля имеет свои точные координаты, которые привязаны к единой системе значений. Это возможно за счет того, что наша планета имеет форму сферы, и по ней можно проложить визуальные горизонтальные и вертикальные линии. Для наглядности можно взять макет Земли или нарисовать его, и нанести сетку из параллельных и перпендикулярных линий, обтекающих ее по всей ее площади. В местах пересечения отметить любые точки, и соотнести полученные значения со стандартными значениями из таблиц геокоординат. Это и будет яркий пример, по которому вы легко сможете узнать, как вычислять геокоординаты, и научиться это делать без чьей-либо помощи.

Рис.1 Экватор и нулевой меридиан на карте мира

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

Как определить широту и долготу на карте?

Еще давние предки стремились понять, как систематизировать все полученные знания о новых землях, как определить их местонахождение, чтобы всем было понятно. И уже в те времена мореплаватели начали рисовать первые карты, в которых отмечали отмеченные во время своих путешествий расстояний. За основу брались привычные для всех на тот момент измерительные системы.

Чтобы разобраться с тем, как найти координаты конкретного города, например, Сочи или Владивостока, или любого места на Земле, надо выяснить отдельно обе составляющие этого значения.

Для определения расстояния на карте изображены параллели — линии, которые проведены параллельно экватору, что делает процесс нахождения геокоординат очень удобным даже для школьника. Весь процесс будет состоять из следующих шагов:

Примеры определения

Координаты городов России и стран мира в таблице

Чтобы узнать, где расположено нужное вам место, можно также воспользоваться специальными картами и таблицами онлайн. Это — самое простое решение, ведь не надо будет самостоятельно высчитывать и находить по адресу интересующий вас объект.

Таблица 1. Координаты городов России

Геокоординаты не только помогают морякам, пилотам, исследователям ориентироваться в пути при отсутствии видимости или нахождении в пространстве без каких-либо опознавательных знаков. Имея знания и понимание принципов расчета, можно применить эти знания на практике, например, пользуясь компасом в турпоходе и ориентируясь по координатам в длительных путешествиях.

Для большего погружения в тему географических координат, рекомендуем посмотреть видео:

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

Составьте презентацию о различных гипотезах происхождения Земли. Для выполнения работы используйте дополнительную литературу, интернет-ресурсы и справочную литературу.

Какая река самая полноводная и где она протекает?

Гидросфера и человек. Выявите основные способы экономии воды каждым человеком. Что вы уже делаете в этом направлении или намерены предпринять в будущем? Обсудите свои идеи с родителями и друзьями. Результаты оформите в виде таблицы. Выполняя это задание, в первую очередь ответьте самому себе на вопрос: для чего необходимо экономить воду?

Чем относительная высота отличается от абсолютной?

Чем отличается погода зимы и лета в вашей местности? Почему она такая разная?

Совершите мысленное путешествие к центру Земли. Расскажите о том, как меняется вещественный состав и температура недр нашей планеты.

Как и почему изменяется температура воздуха в течение суток?

Чем песок и песчаник отличаются друг от друга?

Какое влияние человек оказывает на гидросферу?

Чем планеты-гиганты отличаются от планет земной группы?

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

Источник