Географические координаты столиц мира. Полярная система координат

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.

Для того чтобы найти на или карте нужный объект, необходимо знать его географические координаты - широту и долготу.

Помните, как на уроках математики вы находили точку на координатной плоскости? Точно так же можно найти любую точку на планете, используя систему параллелей и меридианов, или, как её ещё называют, градусную сеть.

Сначала установите географическую широту точки. То есть определите, насколько она удалена от экватора. Для этого следует вычислить величину дуги меридиана от экватора до этой точки в градусах. Географическая широта может изменяться от 0° до 90°. Все точки в Северном полушарии имеют северную широту (сокращённо с. ш.), а в Южном полушарии южную (сокращённо ю. ш.).

Определение географических координат

Чтобы определить географическую широту любой точки на глобусе и карте, необходимо выяснить, на какой параллели она находится. Например, если Москва расположена на параллели между 50° и 60° с. ш., то её широта приблизительно составляет 56° с. ш. Все точки одной параллели имеют одинаковую широту. Для того чтобы установить географическую долготу точки, надо узнать, насколько она удалена от начального (нулевого) меридиана. Он проведён через старое здание Гринвичской обсерватории, построенной в 1675 году недалеко от Лондона. В качестве нулевого этот меридиан выбран условно. Он так и называется - Гринвичский. Величина дуги параллели от него до заданной точки измеряется так же, как и географическая широта, - в градусах. Если двигаться от нулевого меридиана на восток, то долгота будет восточной (сокращённо в. д.), а если на запад западной (сокращённо з. д.). Величина долготы может составлять от 0° до 180°. Определить географическую долготу любой точки это значит установить долготу меридиана, на котором она находится. Так, Москва расположена на 38° в. д., а

Для определения широты необходимо при помощи треугольника опустить перпендикуляр из точки А на градусную рамку на линию широты и прочитать справа или слева по шкале широты, соответствующие градусы, минуты, секунды. φА= φ0+ Δφ

φА=54 0 36 / 00 // +0 0 01 / 40 //= 54 0 37 / 40 //

Для определения долготы необходимо при помощи треугольника опустить перпендикуляр из точки А на градусную рамку линии долготы и прочитать сверху или снизу соответствующие градусы, минуты, секунды.

Определение прямоугольных координат точки по карте

Прямоугольные координаты точки (Х, У) по карте определяют в квадрате километровой сетки следующим образом:

1. При помощи треугольника опускают перпендикуляры из точки А на линию километровой сетки Х и У снимаются значения ХА=Х0+ Δ Х; УА=У0+ Δ У

Например, координаты точки А равны: ХА= 6065км + 0,55 км = 6065,55 км;

УА= 4311 км + 0,535 км = 4311,535 км. (координата является приведенной);

Точка А расположена в 4-ой зоне, на что указывает первая цифра координаты у приведенной.

9. Измерение длин линий, дирекционных углов и азимутов по карте, определение угла наклона линии, заданной на карте.

Измерение длин

Чтобы определить по карте расстояние между точками местности (предметами, объектами), пользуясь численным масштабом, надо измерить на карте расстояние между этими точками в сантиметрах и умножить полученное число на величину масштаба.

Небольшое расстояние проще определить, пользуясь линейным масштабом. Для этого достаточно циркуль-измеритель, раствор которого равен расстоянию между заданными точками на карте, приложить к линейному масштабу и снять отсчет в метрах или километрах.

Для измерения кривых - раствор «шаг» циркуля-измерителя устанавливают так, чтобы он соответствовал целому числу километров, и на измеряемом по карте отрезке откладывают целое число «шагов». Расстояние, не укладывающееся в целое число «шагов» циркуля-измерителя, определяют с помощью линейного масштаба и прибавляют к полученному числу километров.

Измерение дирекционных углов и азимутов на карте

.

Соединяем пункт 1 и 2. Измеряем угол. Измерение происходит с помощью транспортира, он располагается параллельно медиане, далее отчитывается угол наклона по часовой стрелке.

Определение угла наклона линии, заданной на карте.

Определение происходит точно по тому же принципу, что и нахождение дирекционного угла.

10. Прямая и обратная геодезическая задача на плоскости. При вычислительной обработке выполненных на местности измерений, а также при проектировании инженерных сооружений и расчетах для перенесения проектов в натуру возникает необходимость решения прямой и обратной геодезических задач.Прямая геодезическая задача. По известным координатамх 1 иу 1 точки 1, дирекционному углу 1-2 и расстояниюd 1-2 до точки 2 требуется вычислить ее координатых 2 ,у 2 .

Координаты точки 2 вычисляют по формулам (рис. 3.5): (3.4) гдех ,у приращения координат, равные

(3.5)

Обратная геодезическая задача. По известным координатамх 1 ,у 1 точки 1 их 2 ,у 2 точки 2 требуется вычислить расстояние между нимиd 1-2 и дирекционный угол 1-2 . Из формул (3.5) и рис. 3.5 видно, что. (3.6) Для определения дирекционного угла 1-2 воспользуемся функцией арктангенса. При этом учтем, что компьютерные программы и микрокалькуляторы выдают главное значение арктангенса=, лежащее в диапазоне90+90, тогда как искомый дирекционный уголможет иметь любое значение в диапазоне 0360.

Формула перехода от кзависит от координатной четверти, в которой расположено заданное направление или, другими словами, от знаков разностейy =y 2 y 1 иx =х 2 х 1 (см. таблицу 3.1 и рис. 3.6).Таблица 3.1

Рис. 3.6. Дирекционные углы и главные значения арктангенса в I,II,IIIиIVчетвертях

Расстояние между точками вычисляют по формуле

(3.6) или другим путем – по формулам(3.7)

Программами решения прямых и обратных геодезических задач снабжены, в частности, электронные тахеометры, что дает возможность непосредственно в ходе полевых измерений определять координаты наблюдаемых точек, вычислять углы и расстояния для разбивочных работ.

Определить местоположение точки на планете Земля, как и на любой другой планете сферической формы, возможно с помощью географических координат – широты и долготы. Пересечения под прямым углом кругов и дуг создают соответствующую сетку, что позволяет однозначно определить координаты. Наглядный пример – обыкновенный школьный глобус, разлинованный горизонтальными кругами и вертикальными дугами. О том, как пользоваться глобусом будет рассказано ниже.

Данная система измеряется в градусах (градус угла). Угол рассчитывается строго от центра сферы до точки на поверхности. Относительно оси, градус угла широты рассчитывается по вертикали, долготы – по горизонтали. Для вычисления точных координат существуют специальные формулы, где не редко встречается еще одна величина – высота, которая служит в основном для представления трехмерного пространства и позволяет производить вычисления для определения положения точки относительно уровня моря.

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.

Географические координаты – место и время

Широта и долгота позволяют назначать тому или иному месту на планете точный географический адрес, измеряемый градусами. Градусы, в свою очередь, делятся на меньшие величины, такие как минуты и секунды. Каждый градус дробится на 60 частей (минут), а минута – на 60 секунд. На примере Москвы запись выглядит так: 55° 45′ 7″ N, 37° 36′ 56″ E или 55 градусов, 45 минут, 7 секунд северной широты и 37 градусов, 36 минут, 56 секунд южной долготы.

Интервал между меридианами составляет 15 градусов и около 111 км по линии экватора – такое расстояние Земля, вращаясь, проходит за один час. Для полного оборота, составляющего сутки, потребуется 24 часа.

Используем глобус

Модель Земли точно передана на глобусе с реалистичной прорисовкой всех материков, морей и океанов. В качестве вспомогательных линий проведены на карте глобуса параллели и меридианы. Практически любой глобус имеет в своей конструкции серпообразную меридиану, которая устанавливается на основании и служит вспомогательным мерилом.

Меридианная дуга оснащена специальной градусной шкалой, по которой определяется широта. Долготу можно узнать посредством еще одной шкалы – обруча, горизонтально установленного на уровне экватора. Отметив пальцем искомое место и вращая глобус вокруг своей оси к вспомогательной дуге, фиксируем значение широты (в зависимости от местонахождения объекта она окажется либо северной, либо южной). Затем отмечаем данные шкалы экватора в месте ее пересечения с меридианной дугой и определяем долготу. Узнать – восточная это или южная долгота, можно только относительно нулевого меридиана.

Иногда может понадобиться точно вычислить географические координаты своего местопребывания либо какого-то объекта, а с собой ничего, кроме карты, нет. Научиться, как можно определить широту и долготу на карте, несложно, нужно лишь получить ясное понимание, что представляет собой система координат, как нужно с ней работать.

Система координат - это своеобразная географическая «прописка», которую имеет любая точка планеты. Определять по карте широту и долготу искомого объекта помогает сетка из меридианов и параллелей, нанесенная поверх полотна любого изображения местности. Рассмотрим, как её можно применить для поиска географического положения.

Что собой представляет система координат

Систему, считывающую координаты любого пункта, люди придумали давно. Эта система состоит из параллелей, обозначающих широту, а также меридианов, обозначающих долготу.

Так как определить на глаз широту и долготу было затруднительно, сетку из продольных и поперечных дуг, обозначенных цифрами, стали наносить поверх всех видов географических изображений.

Что обозначает широта

Число, отвечающее за широту места по карте, обозначает её удалённость относительно экватора - чем дальше пункт от него и ближе к полюсу, тем её цифровое значение возрастает.

• На плоских изображениях, а также глобусах, за широту отвечают нанесенные горизонтально и параллельно экватору сферические линии - параллели.
• На экваторе располагается нулевая параллель, к полюсам значение в цифрах растёт.
• Обозначаются параллельные дуги в градусах, минутах, секундах, как угловые измерения.
• От экватора по направлению к северному полюсу значение будет иметь положительные величины от 0º до 90º, обозначается символами «с.ш.», то есть - «северной широты».
• А от экватора по направлению к южному - отрицательные, от 0º до -90º,обозначается символами «ю.ш.», то есть - «южной широты».
• Величины 90º и -90º находятся на пике полюсов.
• Широты, приближённые к экватору, именуют «низкими», а приближённые к полюсам - «высокими».

Чтобы определить местоположение относительно экватора необходимого объекта, следует всего лишь его точку соотнести с ближайшей параллелью, а затем посмотреть, какая цифра стоит напротив неё слева и справа за полем карты.

• Если пункт располагается между линиями, сначала необходимо определить ближайшую параллель.
• Если она севернее искомого пункта, то координата точки будет меньшей, поэтому от ближайшей горизонтальной дуги нужно вычесть разницу в градусах до объекта.
• Если ближайшая параллель ниже искомой точки, то к её величине прибавляется разница в градусах, поскольку у искомого пункта значение будет больше.

Так как иногда определять широту и долготу на карте с одного взгляда затруднительно, пользуются линейкой с карандашом либо циркулем.

Запомните! Все точки земного шара, а соответственно - на карте или глобусе, расположенные вдоль одной параллельной дуги, будут иметь одинаковую величину в градусах.

Что обозначает долгота

За долготу отвечают меридианы - вертикальные сферические дуги, сходящиеся на полюсах в одну точку, делящие земной шар на 2 полушария - западное или восточное, которые мы привыкли видеть на карте в виде двух кругов.

• Меридианы аналогично облегчают задачу, как точно определять широту и долготу любого пункта на земле, так как место их пересечения с каждой из параллелей легко обозначить цифровой отметкой.
• Значение вертикальных дуг так же измеряется в угловых градусах, минутах, секундах, начиная от 0º до 180º.
• За нулевую отметку, начиная с 1884 года, было решено принять Гринвичский меридиан.
• Все величины координат по направлению запада от Гринвича обозначаются символом «з.д.», то есть - «западной долготы».
• Все величины по направлению востока от Гринвича обозначаются символом «в.д.», то есть - «восточной долготы».
• Все пункты, расположившиеся вдоль одной дуги меридиана, будут иметь одинаковое обозначение в градусах.

Запомните! Чтобы вычислить значение долготы, нужно соотнести расположение искомого объекта с цифровым обозначением ближайшего меридиана, которое вынесено за поля изображения сверху и снизу.

Как найти координаты искомой точки

Часто встаёт вопрос, как следует определять широту и долготу по карте, если нужная точка, удалённая от сетки координат, находится внутри квадрата.

Вычисление координат затруднено также тогда, когда изображение местности имеет огромный масштаб, а более подробного с собой нет.

• Здесь без специальных вычислений не обойтись - понадобятся линейка с карандашом или циркуль.
• Вначале определяются ближайшие параллель и меридиан.
• Фиксируется их цифровое обозначение, затем - шаг.
• Далее от каждой из дуг измеряется расстояние в миллиметрах, затем переводится в километры с помощью масштаба.
• Всё это соотносится с шагом параллелей, а также шагом меридианов, нанесенных в определённом масштабе.
• Есть изображения с разным шагом - 15º, 10º, а есть меньше 4º, это напрямую зависит от масштаба.
• Узнав между ближайшими дугами расстояние, также значение в градусах, нужно вычислить разницу, на сколько градусов заданный пункт отклонен от сетки координат.
• Параллель - если объект в северном полушарии, то к меньшей цифре полученную разницу прибавляем, от большей - отнимаем, для южного это правило действует аналогично, только вычисления проводим, как с положительными числами, но конечная цифра будет отрицательной.
• Меридиан - положение заданной точки в восточном либо западном полушарии на исчисления не влияет, к меньшему значению параллели прибавляем свои расчёты, от большей - отнимаем.

Циркулем тоже несложно вычислить географическое местоположение - чтобы получить значение параллели, его концы нужно поставить на точку нужного объекта и ближайшую горизонтальную дугу, а затем распор циркуля перенести на масштаб имеющейся карты. А чтобы узнать величину меридиана, всё это повторить с ближайшей вертикальной дугой.