Образ жизни 

Определение координат точек местности (объектов). Географические координаты. Широта и долгота

Каждая точка поверхности планеты имеет определенное положение, которому соответствует собственная координата по широте и долготе. Она находится на пересечении сферических дуг меридиана, отвечающего за долготу, с параллелью, что соответствует широте. Обозначается парой угловых величин, выраженных в градусах, минутах, секундах, что имеет определение системы координат.

Широта и долгота - это географический аспект плоскости или сферы, перенесенный на топографические изображения. Для более точного нахождения какого-либо пункта берется во внимание также его высота над уровнем моря, что позволяет найти его в трехмерном пространстве.

Необходимость найти точку по координатам широты и долготы возникает по долгу службы и по роду занятий у спасателей, геологов, военных, моряков, археологов, летчиков и водителей, но может понадобиться и туристам, путешественникам, искателям, исследователям.

Что такое широта и как ее найти

Широтой называют расстояние от объекта до линии экватора. Имеряется в угловых единицах (таких как градус, град, минута, секунда и т.д.). Широта на карте либо глобусе обозначается горизонтальными параллелями - линиями, описывающими окружность параллельно экватору и сходящимися в виде ряда сужающихся колец к полюсам.

Поэтому различают широту северную - это вся часть земной поверхности севернее экватора, а также южную - это вся часть поверхности планеты южнее экватора. Экватор - нулевая, самая длинная параллель.

  • Параллели от линии экватора к северному полюсу принято считать положительной величиной от 0° до 90°, где 0° - это собственно сам экватор, а 90° - это вершина северного полюса. Они считаются как северная широта (с.ш.).
  • Параллели, исходящие от экватора в сторону южного полюса, обозначены отрицательной величиной от 0° до -90°, где -90° - это место южного полюса. Они считаются как южная широта (ю.ш.).
  • На глобусе параллели изображаются опоясывающими шар окружностями, которые уменьшаются с их приближением к полюсам.
  • Все пункты на одной параллели будут обозначаться единой широтой, но различной долготой.
    На картах, исходя из их масштаба, параллели имеют форму горизонтальных, изогнутых дугой, полос - чем меньше масштаб, тем прямее изображена полоса параллели, а чем крупнее - тем она более изогнута.

Запомните! Чем ближе к экватору располагается заданная местность, тем меньшей будет ее широта.

Что такое долгота и как ее найти

Долгота - это величина, на которую удалено положение заданной местности относительно Гринвича, то есть нулевого меридиана.

Долготе аналогично присуще измерение в угловых единицах, только с 0° до 180° и с приставкой - восточная либо западная.

  • Нулевой меридиан Гринвича вертикально опоясывает шар Земли, проходя через оба полюса, разделяя его на западное и восточное полушария.
  • Каждая из частей, находящихся к западу от Гринвича (в западном полушарии) , будет носить обозначение западной долготы (з.п.).
  • Каждая из частей, удаленная от Гринвича на восток и расположенная в восточном полушарии, будет носить обозначение восточной долготы (в.п.).
  • Нахождение каждой точки по одному меридиану имеют единую долготу, но различную широту.
  • Меридианы нанесены на карты в виде вертикальных полос, изогнутых в форме дуги. Чем мельче масштаб карты, тем прямее будет полоса меридиана.

Как найти координаты заданной точки по карте

Зачастую приходится узнавать координаты пункта, который расположен на карте в квадрате между двумя ближайшими параллелями и меридианами. Приблизительные данные можно получить на глазок, оценив последовательно шаг в градусах между нанесенными на карту линиями в интересующем районе, а затем сопоставив удаленность от них искомой местности. Для точных вычислений понадобятся карандаш с линейкой, или же циркуль.

  • За исходные данные берем обозначения ближайших к нашей точке параллели с меридианом.
  • Далее смотрим шаг между их полосами в градусах.
  • Потом смотрим величину их шага по карте в см.
  • Измеряем линейкой в см расстояние от заданной точки до ближайшей параллели, а также расстояние между этой линией и соседней, переводим в градусы и берем во внимание разницу - вычитая от большей, либо прибавляя к меньшей.
  • Таким образом получаем широту.

Пример! Расстояние между параллелями 40° и 50°, среди которых находится наша местность, составляет 2 см либо 20 мм, а шаг между ними - 10°. Соответственно, 1° равен 2 мм. Наша точка удалена от сороковой параллели на 0,5 см либо 5 мм. Находим градусы до нашей местности 5/2 = 2,5°, которые нужно прибавить к значению ближайшей параллели: 40° + 2,5° = 42,5° - это наша северная широта заданной точки. В южном полушарии вычисления аналогичны, но результат имеет отрицательный знак.

Аналогично находим долготу - если ближайший меридиан находится дальше от Гринвича, а заданный пункт ближе - то разницу вычитаем, если меридиан к Гринвичу ближе, а пункт дальше - то прибавляем.

Если под рукой нашелся только циркуль, то его его кончиками фиксируется каждый из отрезков, а распор переносится на масштаб.

Похожим образом производятся вычисления координат на поверхности глобуса.

На глобусах и географических картах имеется система координат. С ее помощью можно нанести любой объект на глобус или карту, а также найти его на земной поверхности. Что собой представляет эта система, и, как определить координаты любого объекта на поверхности Земли с ее участием? Об этом мы попытаемся рассказать в этой статье.

Географическая широта и долгота

Долгота и широта – географические понятия, которые измеряются в угловых величинах (градусах). Они служат для обозначения положения любой точки (объекта) на земной поверхности.

Географическая широта – угол между отвесной линией в какой-либо определенной точке и плоскостью экватора (нулевая параллель). Широта в Южном полушарии называется южной, а в Северном полушарии – северной. Может изменяться от 0 ∗ до 90 ∗ .

Географическая долгота – это угол, который составлен плоскостью меридиана в определенной точке к плоскости начального меридиана. Если отсчет долготы идет на восток от начального Гринвичского меридиана, то это будет восточная долгота, а если на запад, то это будет западная долгота. Значения долготы могут быть от 0 ∗ до 180 ∗ . Чаще всего, на глобусах и картах меридианы (долгота) обозначаются при их пересечении с экватором.

Как определить свои координаты

При попадании человека в чрезвычайную ситуацию он должен, прежде всего, хорошо ориентироваться на местности. В некоторых случаях необходимо иметь определенные навыки в определении географических координат своего местопребывания, к примеру, чтобы передать их спасателям. Есть несколько способов, чтобы сделать это подручными способами. Приведем наиболее простые из них.

Определение долготы гномоном

Если вы отправляетесь в путешествия, то лучше всего выставлять часы на гринвичское время:

  • Необходимо определить, когда в данной местности будет полдень по Гринвичу.
  • Воткнуть палку (гномон) для определения самой короткой солнечной тени в полдень.
  • Засечь минимальную тень, отбрасываемую гномоном. Это время и будет местный полдень. Кроме того, данная тень в это время будет указывать строго на север.
  • Высчитать по этому времени долготу того места, где вы находитесь.

Вычисления производить исходя из следующего:

  • так как Земля совершает полный оборот за 24 часа, следовательно, 15 ∗ (градусов) она пройдет за 1 час;
  • 4 минуты времени будут равны 1 географическому градусу;
  • 1 секунда долготы будет равна 4 секундам времени;
  • если полдень наступил ранее 12 часов по Гринвичу, это означает, что вы находитесь в Восточном полушарии;
  • если самую короткую тень вы засекли позже 12 часов по Гринвичу, тогда вы находитесь в Западном полушарии.

Пример простейшего вычисления долготы: самая короткая тень отбрасывалась гномоном в 11 часов 36 минут, то есть полдень наступил на 24 минуты раньше, чем в Гринвиче. Исходя из того, что 4 минуты времени равны 1 ∗ долготы, высчитываем – 24 минуты / 4 минуты = 6 ∗ . Это значит, что вы находитесь в Восточном полушарии на 6 ∗ долготы.

Как определить географическую широту

Определение производится с помощью транспортира и отвеса. Для этого из 2-х прямоугольных планок делается транспортир и скрепляется в виде циркуля для того, чтобы угол между ними можно было менять.

  • Нить с грузом закрепляется в центральной части транспортира и играет роль отвеса.
  • Своим основанием транспортир наводится на Полярную Звезду.
  • Из показателей угла между отвесом транспортира и его основанием вычитается 90 ∗ . В результате получается угол между горизонтом и Полярной Звездой. Так как эта звезда всего лишь на 1 ∗ отклонена от оси мирового полюса, то полученный угол и будет равен широте того места, где вы в данное время находитесь.

Как определить географические координаты

Самый простой способ определения географических координат, который не требует никаких вычислений, такой:

  • Открываются карты Google .
  • Находите там точное место;
    • карта двигается мышью, удаляется и приближается при помощи ее колесика
    • находите населенный пункт по названию при помощи поиска.
  • Щелкаете по нужному месту правой кнопкой мышки. Выбираете из открывшегося меню необходимый пункт. В данном случае «Что тут находится?» В поисковой строчке, вверху окна появятся географические координаты. Например: Сочи – 43.596306, 39.7229. Они обозначают географическую широту и долготу центра этого города. Так вы сможете определить координаты своей улицы или дома.

По этим же координатам можно увидеть место на карте. Только менять местами эти цифры нельзя. Если вы на первое место поставите долготу, а потом широту, то рискуете оказаться в другом месте. Например, вместо Москвы попадете в Туркменистан.

Как определить координаты на карте

Чтобы определить географическую широту объекта, нужно найти ближайшую к нему параллель со стороны экватора. К примеру, Москва находится между 50-й и 60-й параллелями. Ближайшая параллель со стороны экватора – 50-я. К этой цифре прибавляется то число градусов дуги меридиана, которое насчитывается от 50-й параллели до искомого объекта. Число это равно 6. Следовательно, 50 + 6 = 56. Москва лежит на 56-й параллели.

Для определения географической долготы объекта находят тот меридиан, где он располагается. Пример, Санкт-Петербург лежит на востоке от Гринвича. Меридиан, этот отстоит то нулевого меридиана на 30 ∗ . Это означает, что город Санкт-Петербург расположен в Восточном полушарии на долготе в 30 ∗ .

Как определить координаты географической долготы искомого объекта, если он расположен между двумя меридианами? В самом начале определяется долгота того меридиана, который располагается ближе к Гринвичу. Потом к данному значению необходимо прибавить такое количество градусов, которое составляет на дуге параллели расстояние между объектом и ближайшим к Гринвичу меридианом.

Пример, Москва расположена на востоке от меридиана 30 ∗ . Между ним и Москвой дуга параллели составляет 8 ∗ . Это означает, что у Москвы восточная долгота и она равна 38 ∗ (в. д.).

Как определить свои координаты на топографических картах? Геодезические и астрономические координаты одних и тех же объектов отличаются в среднем на 70 м. Параллелями и меридианами на топографических картах являются внутренние рамки листов. Широта и долгота их написаны в углу каждого листа. Листы карт Западного полушария имеют пометку в северо-западном уголке рамки «К западу от Гринвича». На картах Восточного полушария соответственно будет пометка «К востоку от Гринвича».

Перед тем, как погрузиться в чтение координат GPS , важно, что у вас есть хорошее представление о системе GPS и базовые знания о географических линиях широты и долготы. После того, как вы понимаете, что, читая координаты очень легко, вы можете практиковаться с онлайн — инструментами.

Введение в GPS


GPS расшифровывается как Глобальная система определения местоположения; система, которая используется во всем мире для навигации и геодезии. Она широко используется для точного определения своего местоположение в любой точке на поверхности Земли и получения текущего времени в определенном месте.

Это стало возможным благодаря сети из 24 искусственных спутников, под названием GPS спутников, орбита которых находится над поверхностью Земли на больших расстояниях. Использование маломощных радиоволн, устройства могут взаимодействовать со спутниками, чтобы точно определить свое местоположение на земном шаре.

Первоначально система использовалясь только военными, система GPS стала доступной для использования в гражданских целях почти 30 лет назад. Она поддерживается Министерством обороны США.

Широта и долгота

Система GPS использует географические линии широта и долгота, чтобы обеспечить координаты местоположения человека или места объекта. Чтение и понимание GPS координат требует базового понимание навигации с использованием линии широты и долготы. Используя оба набора линий обеспечивается координата для различных мест по всему миру.


Линии широты

Линии широты являются горизонтальные линии, которые простираются с востока на запад по всему земному шару. Самый длинный и основная линия широты называется экватором. Экватор представлен как 0 ° широты.

Двигаясь к северу от экватора, каждая линия широты увеличивается на 1 °. Таким образом, будут линии широты, представляющие 1 °, 2 °, 3 °, и так далее до 90 °. Изображение выше отображает только 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 ° и 90 ° линии широты над экватором. Вы заметите, что 90 ° линия широты изображается точкой на Северном полюсе.

Все линии широты над экватором обозначены буквой «N» для обозначения к северу от экватора. Таким образом, мы имеем 15 ° с.ш., 30 ° N, 45 ° с.ш., и так далее.

Двигаясь к югу от экватора, каждая линия широты также увеличивается на 1 °. Там будет линии широты, представляющей 1 °, 2 °, 3 °, и так далее до 90 °. Изображение выше отображает только 15 °, 30 ° и 45 ° линии широты ниже экватора. 90 ° линия широты изображается точкой на Южном полюсе.
Все линии широты ниже экватора обозначается буквой ‘S’, чтобы обозначаться к югу от экватора. Таким образом, мы имеем 15 ° С, 30 ° С, 45 ° С, и так далее.

Линии Долготе

Линии долготы представляют собой вертикальные линии, которые простираются от Северного полюса до Южного полюса. Основная линия долготы называется меридиан. Меридиан представлен как 0 ° долготы.

Двигаясь к востоку от меридиан каждой линии широты увеличивается на 1 °. Таким образом, будут линии долготы, представляющие 1 °, 2 °, 3 °, и так далее до 180 °. Изображение отображает только 20 °, 40 °, 60 °, 80 ° и 90 ° линии долготы к востоку от меридиана.

Все линии долготы к востоку от меридиана обозначены буквой «Е» для обозначения к востоку от Главного Меридиана. Таким образом, мы имеем 15 ° в.д., 30 ° E, 45 ° E, и так далее.

Двигаясь к западу от меридиан каждой линии широты увеличивается на 1 °. Там будет линия долготы, представляющая 1 °, 2 °, 3 °, и так далее до 180 °. Изображение выше отображает только 20 °, 40 ° 60 °, 80 ° и 90 ° линии долготы к западу от меридиана.

Все линии долготы к западу от меридиана обозначены буквой «W» для обозначения к западу от меридиана. Таким образом, мы имеем 15 ° W, 30 ° W, 45 ° W, и так далее.

Вы можете просмотреть более подробную информацию о линии широты и долготы, наблюдая это видео на YouTube по ссылке ниже:

Чтение Географических координат

Глобальная навигация использует линии широты и долготы, чтобы точно определить конкретное место расположения на поверхности Земли. Оно дается в качестве географических координат.

Пусть Место находится вдоль линии широты 10 ° N и вдоль линии долготы 70 ° W. При изложении координаты местоположения, линии широты всегда указывается первой, а потом линии долготы. Таким образом, координаты этого места будет: 10 ° северной широты, 70 ° западной долготы.
Координаты можно просто записать как 10 ° N, 70 ° W
Тем не менее, большинство мест на Земле не лежат вдоль линий широты и долготы, но в формах, созданных из пересечения горизонтальных и вертикальных линий. Для того, чтобы точно определить местоположение на поверхности Земли, линии широты и долготы далее разделены и выражается в одном из трех распространенных форматов:

1 / градусы, минуты и секунды (DMS)

Пространство между каждой линией широте или долготе, представляющей 1 ° делится на 60 минут, а каждая минута делится на 60 секунд. Пример такого формата:

41 ° 24’12.2 «N 2 ° 10’26.5» E

Линия широты читается как 41 градусов (41 °), 24 минут (24 ‘), 12.2 секунд (12.2 «) на север. Линия долготы читается как 2 градуса (2 °), 10 минут (10 ‘), 26,5 секунды (12,2 «) к востоку.

2 / градусы и десятичные минуты (DMM)

Пространство между каждой линией широте или долготе, представляющей 1 ° делится на 60 минут, а каждая минута делится и выражали в виде знаков после запятой. Пример такого формата:

41 24,2028, 10,4418 2

Линия широты читается как 41 градусов (41), 24.2028 минут (24.2028) север. Координаты для линии широты представляет к северу от экватора, потому что она положительна. Если число отрицательное, оно представляет к югу от экватора.

Линия долготы читается как 2 градуса (2), 10.4418 минут (10.4418) восток. Координата для линии долготы представляет к востоку от меридиана, потому что она положительна. Если число отрицательное, оно представляется к западу от меридиана.

3 / Десятичные градусы (DD)

Пространство между каждой линией долготы или широты, представляющей 1 ° делится и выражали в виде десятичных знаков. Пример такого формата:

41,40338, 2,17403
Линия широты читается как 41.40338 градусов северной широты. Координата для линии широты представляется к северу от экватора, потому что она положительна. Если число отрицательное, оно представляет к югу от экватора.
Линия долготы читается как 2.17403 градусов восточной долготы. Координат для линии долготы представляет к востоку от меридиана, потому что она положительна. Если число отрицательное, оно представляет к западу от меридиана.

Чтение координаты на Google Maps

Большинство устройств GPS обеспечивают координаты в градусах, формат минуты и секунды (DMS), или наиболее часто формат Десятичные градусы (DD). Популярные Google Maps предоставляет свои координаты в обоих DMS и DD форматов.


На рисунке выше показано расположение статуи Свободы на Google Maps. Координаты его расположения являются:
40 ° 41 ‘21.4 «N 74 ° 02’ 40.2» W (DMS)

Это читается как:
«40 градусов, 41 минут, 21,4 секунды северной широты и 74 градусов, 2 минуты, 40,2 секунды восток»
40.689263 -74,044505 (DD)

Просто чтобы резюмировать, десятичная степень (DD) координаты не имеет буквы N или S для обозначения координат широта выше или ниже экватора. Она также не имеет буквы W, ни Е для обозначения координат долготы к западу или востоку от Главного Меридиана.
Это делается за счет использования положительных и отрицательных чисел. Поскольку широта координат положительна, то координата находится над экватором. Поскольку долготы координат отрицательным, то координата к западу от меридиана.

Проверка GPS координаты

Google Maps является отличным инструментом Интернет для проверки координаты мест, представляющих интерес.

Нахождение координат для конкретного места
1 / Открыть Google Maps в https://maps.google.com/ и найти местоположение вашего места интереса.
2 / Щелкните правой кнопкой мыши и выберите местоположение « Что здесь? » Из небольшого меню, которое появляется.


3 / Небольшая коробка появится в нижней части с указанием названия местоположения и координаты в десятичном формате степени (DD).

Проверка координаты конкретного места

Смартфоны

Большинство смартфонов, особенно высокого класса телефонов, являются GPS с поддержкой и может быть использован в качестве навигационного устройства, если у вас есть установленные правильные приложения.

В главе 1 было отмечено, что Земля имеет форму сфероида, т. е. сплюснутого шара. Так как земной сфероид весьма мало отличается от шара, то обычно этот сфероид называют земным шаром. Земля вращается вокруг воображаемой оси. Точки пересечения воображаемой оси с земным шаром называют полюсами. Северным географическим полюсом (PN ) принято считать тот, со стороны которого собственное вращение Земли усматривается против часовой стрелки. Южный географический полюс (PS ) - полюс, противоположный северному.
Если мысленно разрезать земной шар плоскостью, проходящей через ось (параллельной оси) вращения Земли, то получим воображаемую плоскость, которую называют плоскостью меридиана . Линия пересечения этой плоскости с земной поверхностью называют географическим (или истинным) меридианом .
Плоскость, перпендикулярную земной оси и проходящую через центр земного шара, называют плоскостью экватора , а линию пересечения этой плоскости с земной поверхностью - экватором .
Если мысленно пересечь земной шар плоскостями, параллельными экватору, то на поверхности Земли получают круги, которые называют параллелями .
Нанесенные на глобусы и карты параллели и меридианы составляют градусную сетку (рис. 3.1). Градусная сетка дает возможность определить положение любой точки на земной поверхности.
За начальный меридиан при составлении топографических карт принят Гринвичский астрономический меридиан , проходящий через бывшую Гринвичскую обсерваторию (вблизи Лондона с 1675 - 1953 гг.). В настоящее время в зданиях Гринвичской обсерватории расположен музей астрономических и навигационных инструментов. Современный нулевой меридиан проходит через замок Хёрстмонсо на 102,5 метра (5,31 секунды) к востоку от Гринвичского астрономического меридиана. Используется современный нулевой меридиан для спутниковой навигации.

Рис. 3.1. Градусная сетка земной поверхности

Координаты - угловые или линейные величины, определяющие положение точки на плоскости, поверхности или в пространстве. Для определения координат на земной поверхности точка проектируется отвесной линией на эллипсоид. Для определения положения горизонтальных проекций точки местности в топографии применяются системы географических , прямоугольных и полярных координат .
Географические координаты определяют положение точки относительно земного экватора и одного из меридианов, принятого за начальный. Географические координаты могут быть получены на основании астрономических наблюдений или геодезических измерений. В первом случае их называют астрономическими , во втором - геодезическими . При астрономических наблюдениях проектирование точек на поверхность осуществляется отвесными линиями, при геодезических измерениях - нормалями, поэтому величины астрономических и геодезических географических координат несколько отличаются. Для создания мелкомасштабных географических карт сжатием Земли пренебрегают, а эллипсоид вращения принимают за сферу. В этом случае географические координаты будут сферическими .
 Широта - угловая величина, определяющая положение точки на Земле в направлении от экватора (0º) к Северному полюсу (+90º) или Южному полюсу (-90º). Широта измеряется центральным углом в плоскости меридиана данной точки. На глобусах и картах широту показывают при помощи параллелей.



Рис. 3.2. Географическая широта

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.


Рис. 3.6. Геодезическая широта (B) и геодезическая долгота (L)

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. 3.10. Определение места точки по двум углам (α 1 и α 2 )


Рис. 3.11. Определение места точки по двум расстояниям

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

3.3. ВЫСОТА ТОЧКИ

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 . Абсолютные высоты точек А и В : Н А = +124,78 м ; Н В = +87,45 м . Найти взаимные превышения точек А и В .

Решение . Превышение точки А над точкой В
h А(В) = +124,78 - (+87,45) = +37,33 м .
Превышение точки В над точкой А
h В(А) = +87,45 - (+124,78) = -37,33 м .

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 .

Решение . Абсолютная высота точки С равна
Н С = Н А + h С(А) = +124,78 + (-165,06) = - 40,28 м .

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.

Видео
Меридианы, параллели, широты и долготы
Определение положения точек земной поверхности

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?

И находить точное местоположение объектов на земной поверхности позволяет градусная сеть — система параллелей и меридианов. Она служит для определения географических координат точек земной поверхности — их долготы и широты.

Параллели (от греч.parallelos — идущий рядом) — это линии, условно проведенные на земной поверхности параллельно экватору; экватор — линия сечения земной поверхности изображаемой плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения. Самая длинная параллель — экватор; длина параллелей от экватора к полюсам уменьшается.

Меридианы (от лат.meridianus - полуденный) — линии, условно проведенные на земной поверхности от одного полюса до другого по кратчайшему пути. Все меридианы равны по длине.Все точки данного меридиана имеют одинаковую долготу, а все точки данной параллели — одинаковую широту.

Рис. 1. Элементы градусной сети

Географическая широта и долгота

Географическая широта точки — это величина дуги меридиана в градусах от экватора до заданной точки. Она изменяется от 0° (экватор) до 90° (полюс). Различают северную и южную широты, сокращенно с.ш. и ю.ш. (рис. 2).

К югу от экватора любая точка будет иметь южную широту, а к северу от экватора — северную. Определить географическую широту любой точки — это значит определить широту параллели, на которой она находится. На картах широту параллелей подписывают на правой и левой рамках.

Рис. 2. Географическая широта

Географическая долгота точки — это величина дуги параллели в градусах от начального меридиана до заданной точки. Начальный (нулевой, или Гринвичский) меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, находящуюся недалеко от Лондона. К востоку от этого меридиана долгота всех точек восточная, к западу — западная (рис. 3). Долгота изменяется от 0 до 180°.

Рис. 3. Географическая долгота

Определить географическую долготу любой точки — это значит определить долготу меридиана, на котором она находится.

На картах долготу меридианов подписывают на верхней и нижней рамках, а на карте полушарий — на экваторе.

Широта и долгота любой точки Земли составляют ее географические координаты. Так, географические координаты г. Москвы 56° с.ш. и 38° в.д.

Географические координаты городов России и стран СНГ

Город Широта Долгота
Абакан 53.720976 91.44242300000001
Архангельск 64.539304 40.518735
Астана (Казахстан) 71.430564 51.128422
Астрахань 46.347869 48.033574
Барнаул 53.356132 83.74961999999999
Белгород 50.597467 36.588849
Бийск 52.541444 85.219686
Бишкек (Киргизия) 42.871027 74.59452
Благовещенск 50.290658 127.527173
Братск 56.151382 101.634152
Брянск 53.2434 34.364198
Великий Новгород 58.521475 31.275475
Владивосток 43.134019 131.928379
Владикавказ 43.024122 44.690476
Владимир 56.129042 40.40703
Волгоград 48.707103 44.516939
Вологда 59.220492 39.891568
Воронеж 51.661535 39.200287
Грозный 43.317992 45.698197
Донецк (Украина) 48.015877 37.80285
Екатеринбург 56.838002 60.597295
Иваново 57.000348 40.973921
Ижевск 56.852775 53.211463
Иркутск 52.286387 104.28066
Казань 55.795793 49.106585
Калининград 55.916229 37.854467
Калуга 54.507014 36.252277
Каменск-Уральский 56.414897 61.918905
Кемерово 55.359594 86.08778100000001
Киев (Украина) 50.402395 30.532690
Киров 54.079033 34.323163
Комсомольск-на-Амуре 50.54986 137.007867
Королев 55.916229 37.854467
Кострома 57.767683 40.926418
Краснодар 45.023877 38.970157
Красноярск 56.008691 92.870529
Курск 51.730361 36.192647
Липецк 52.61022 39.594719
Магнитогорск 53.411677 58.984415
Махачкала 42.984913 47.504646
Минск (Беларусь) 53.906077 27.554914
Москва 55.755773 37.617761
Мурманск 68.96956299999999 33.07454
Набережные Челны 55.743553 52.39582
Нижний Новгород 56.323902 44.002267
Нижний Тагил 57.910144 59.98132
Новокузнецк 53.786502 87.155205
Новороссийск 44.723489 37.76866
Новосибирск 55.028739 82.90692799999999
Норильск 69.349039 88.201014
Омск 54.989342 73.368212
Орел 52.970306 36.063514
Оренбург 51.76806 55.097449
Пенза 53.194546 45.019529
Первоуральск 56.908099 59.942935
Пермь 58.004785 56.237654
Прокопьевск 53.895355 86.744657
Псков 57.819365 28.331786
Ростов-на-Дону 47.227151 39.744972
Рыбинск 58.13853 38.573586
Рязань 54.619886 39.744954
Самара 53.195533 50.101801
Санкт-Петербург 59.938806 30.314278
Саратов 51.531528 46.03582
Севастополь 44.616649 33.52536
Северодвинск 64.55818600000001 39.82962
Северодвинск 64.558186 39.82962
Симферополь 44.952116 34.102411
Сочи 43.581509 39.722882
Ставрополь 45.044502 41.969065
Сухум 43.015679 41.025071
Тамбов 52.721246 41.452238
Ташкент (Узбекистан) 41.314321 69.267295
Тверь 56.859611 35.911896
Тольятти 53.511311 49.418084
Томск 56.495116 84.972128
Тула 54.193033 37.617752
Тюмень 57.153033 65.534328
Улан-Удэ 51.833507 107.584125
Ульяновск 54.317002 48.402243
Уфа 54.734768 55.957838
Хабаровск 48.472584 135.057732
Харьков (Украина) 49.993499 36.230376
Чебоксары 56.1439 47.248887
Челябинск 55.159774 61.402455
Шахты 47.708485 40.215958
Энгельс 51.498891 46.125121
Южно-Сахалинск 46.959118 142.738068
Якутск 62.027833 129.704151
Ярославль 57.626569 39.893822