Описание

Географическая система координат - это метод описания местоположений на поверхности Земли с использованием сферических измерений широты и долготы. Это измерения углов (в градусах) из центра Земли до точки на земной поверхности, когда форма Земли принимается за сферу. Когда используется сфероид (эллипсоид), широта определяется как угол между нормалью к поверхности Земли в точке измерения и плоскостью экватора. Эта линия не пересекает центр Земли, за исключением экватора или полюсов. В промежуточных широтах направление силы притяжения проходит мимо центра и наибольшая величина ее отклонения от направления на центр достигается на широтах +-45° и составляет угол f/2 (f - сжатие Земли), или 5'.7

В географической системе координат сфера делится на равные части, называемые градусами, в некоторых странах используются грады. Окружность разделяется на 360° или 400 градов. Каждый градус делится на 60 минут, каждая из которых состоит из 60 секунд.

Географическая система координат состоит из линий широты и долготы. Каждая линия долготы простирается в направлении "юг-север", определяя число градусов к востоку или западу от нулевого меридиана. Значения находятся в диапазоне от -180° до +180°. Линии широты простираются с востока на запад, определяя число градусов к северу или югу от Экватора. Значения широты находятся в диапазоне от +90° на Северном полюсе до -90° на Южном полюсе.

Экватор - это нулевой градус широты. В северном полушарии значения широты положительные, в южном полушарии значения широты - отрицательные. Угол между меридианом, проходящим через точку, и нулевым меридианом, называется географической долготой. Долгота определяет углы в направлении восток-запад. Измерения долготы традиционно базируются на Главном меридиане, который представлен линией, простирающейся от Северного полюса через Гринвич в Англии к Южному полюсу. Этот угол имеет долготу, равную 0°. К западу от Гринвичского меридиана значения долготы имеют отрицательные значения и к востоку - положительные. Например, Лос-Анджелес в шт. Калифорния расположен примерно на широте "плюс 33 градуса 56 минут" и долготе "минус 118 градусов 24 минуты."

Области использования

Пользователи глобальных данных часто используют географические координаты для хранения и управления данными на глобальной сети, но проецируют данные в локальных плоских системах координат для редактирования и анализа.

Картографические проекции также используют значения долготы и широты для географической привязки таких параметров, как центральный меридиан, стандартные параллели и широта начала координат.

Вопрос №6

Ориентирование направлений в топографии и геодезии

Ориентировать линию местности – значит определить ее направление относительно другого направления принятого за исходное. В топографии и геодезии исходными направлениями для ориентирования приняты географический меридиан, магнитный меридиан и осевой меридиан геодезической зоны, которые на топографических картах соответственно обозначаются: – линией со звездочкой (); – линией со стрелкой (­) и линией с угольником на конце (U) .

Направление географического меридиана получают из астрономических наблюдений, а направление магнитного меридиана определяет свободно подвешенная и уравновешенная магнитная стрелка. Магнитная ось стрелки в каждой точке земной поверхности совпадает с направлением магнитного меридиана этой точки.  Географическим азимутом А направления, называется горизонтальный угол А, измеренный по ходу часовой стрелки от северного направления географического меридиана, проходящего через данную точку до ориентируемой линии (рис. 2.13). По абсолютному значению азимуты изменяются от 0 до 360°. На рисунке горизонтальные углы А1, А2, А3, А4 будут географическими азимутами ориентируемых направлений О1; О2; О3; О4. Точка О – начало ориентируемых направлений; а линия СЮ – географический меридиан точки О.                                                                                                                                                      Рис. 2.13

                                                                                                                                             Рис. 2.14

Магнитным азимутом направления называется горизонтальный угол Ам между северным направлением магнитного меридиана и направлением данной линии, отсчитываемый по ходу часовой стрелки (рис. 2.14). Вследствие не совпадения географических и магнитных полюсов магнитный и географический меридианы в данной точке земной поверхности образуют между собой угол d, называемый склонением магнитной стрелки (рис. 2.14). Магнитное склонение может быть восточным – положительным, если северное направление магнитного меридиана находится к востоку от географического и западным – отрицательным, если северное направление магнитного меридиана проходит к западу от географического. Зависимость между географическим и магнитным азимутами выражается формулой А = Ам + d. Склонение магнитной стрелки изменяется в зависимости от места и времени. Различают: суточные, годовые и вековые изменения склонения. Кроме того, величина склонения изменяется под влиянием магнитных бурь, связанных с полярным сиянием, солнечной активности, землетрясений, в районах магнитных аномалий и т. д. Суточные колебания склонения магнитной стрелки не превышают 5–15¢. Вследствие этого, ориентирование по магнитному азимуту проводится лишь в тех случаях, когда не требуется большая точность. В топографии и геодезии применяется также ориентирование направлений относительно северного направления оси абсцисс в системе прямоугольных координат. Угол, отсчитываемый от северного направления оси абсцисс или линии параллельной ему до данного направления, по ходу часовой стрелки называется дирекционным углом a (рис. 2.15). Дирекционный угол изменяется от 00 до 3600.                                                                                                                                                         Рис. 2.15

 

                                                                                                                                                          Рис. 2.16 Угол между географическим меридианом данной точки и северным направлением оси абсцисс (вертикальной линией координатной сетки) называется сближением меридианов g (рис. 2.15). Сближение меридианов бывает восточным со знаком плюс и западным со знаком минус. При восточном сближении меридианов, линии параллельные осевому меридиану отклоняются к востоку от географического меридиана, проходящего через эту точку, а при западном – к западу. Зависимость между географическим азимутом и дирекционным углом выражается формулой А = a + g.  Для того чтобы перейти от дирекционного угла к магнитному азимуту необходимо знать две величины – склонение магнитной стрелки и сближение меридианов. Данные об этих величинах в виде графика и текста помещаются под южной рамкой топографической карты. Магнитный азимут равен разности дирекционного угла и поправки направления Ам = a – П. Поправка направления П – это угол между магнитным меридианом и северным направлением оси абсцисс. Поправка вычисляется по формуле . Иногда ориентирование линии выражается острыми углами – румбами r. Румбом называют острый угол, отсчитываемый от ближайшего направления меридиана (северного или южного) до данной линии (рис. 2.16). Румбы имеют значения от 0° до 90° и сопровождаются названием четверти в которой проходит линия. Румбы переводят в азимуты и дирекционные углы и наоборот (табл. 2.4).