Maantieteelliset koordinaatit

Maantieteelliset koordinaatit - geodeettisten ja tähtitieteellisten koordinaattien yleinen käsite, kun luotiviivan poikkeamaa ei oteta huomioon [1] . Toisin sanoen maantieteellisiä koordinaatteja määritettäessä maata pidetään pallona , ei kiertoellipsoidina . Maantieteelliset koordinaatit määrittelevät pisteen sijainnin maan pinnalla tai yleisemmin maantieteellisessä verhokäyrässä . Maantieteelliset koordinaatit on rakennettu pallomaisuuden periaatteella . Samanlaiset koordinaatit pätevät muille planeetoille sekä taivaanpallolle [2] .

Latitude

Leveysaste - kulma φ zeniitin paikallisen suunnan ja päiväntasaajan tason välillä mitattuna 0° - 90° päiväntasaajan molemmilla puolilla. Pohjoisella pallonpuoliskolla (pohjoinen leveysaste) sijaitsevien pisteiden maantieteellisen leveysasteen katsotaan olevan positiivinen, eteläisen pallonpuoliskon pisteiden leveysaste on negatiivinen. Napojen lähellä olevista leveysasteista on tapana puhua korkeina ja päiväntasaajaa lähellä sijaitsevista matalina .

Maan muodon erosta pallosta johtuen pisteiden maantieteellinen leveysaste poikkeaa jonkin verran niiden geosentrisestä leveysasteesta eli kulmasta maan keskipisteen ja tason välisestä suunnasta tiettyyn pisteeseen. päiväntasaajalta.

Paikan leveysaste voidaan määrittää tähtitieteellisillä välineillä , kuten sekstantilla tai gnomonilla ( suora mittaus ), voit myös käyttää GPS- tai GLONASS- järjestelmiä ( epäsuora mittaus ).

Pituusaste

Pituusaste on dihedraalinen kulma λ tietyn pisteen kautta kulkevan meridiaanin tason ja alkuperäisen nollameridiaanin tason välillä, josta pituusaste mitataan. Pituusaste 0° - 180° päämeridiaanista itään kutsutaan itään, lännessä - länneksi. Itäisiä pituusasteita pidetään positiivisina, läntisiä negatiivisina.

Nollameridiaanin valinta on mielivaltainen ja riippuu vain sopimuksesta. Nyt päämeridiaani on otettu päämeridiaaniksi , joka kulkee Greenwichin observatorion vieressä Kaakkois-Lontoossa. Pariisin , Cadizin , Pulkovon jne. observatorioiden meridiaanit valittiin aiemmin nollaksi .

Paikallinen aurinkoaika riippuu pituusasteesta .

Korkeus

Pisteen sijainnin määrittämiseksi täysin kolmiulotteisessa avaruudessa tarvitaan kolmas koordinaatti - korkeus . Etäisyyttä planeetan keskustasta ei käytetä maantieteessä: se on kätevä vain kuvattaessa planeetan erittäin syviä alueita tai päinvastoin, kun lasketaan kiertoradat avaruudessa.

Maantieteellisessä verhossa käytetään yleensä korkeutta merenpinnan yläpuolella mitattuna "tasoitetun" pinnan - geoidin - tasosta . Tällainen kolmen koordinaatin järjestelmä osoittautuu ortogonaaliseksi , mikä yksinkertaistaa useita laskelmia. Korkeus merenpinnan yläpuolella on kätevä myös siksi, että se liittyy ilmanpaineeseen .

Etäisyyttä maan pinnasta (ylös tai alas) käytetään usein kuvaamaan sijaintia, mutta "ei" toimii koordinaattina.

Maantieteellinen koordinaattijärjestelmä

Navigaatiossa ajoneuvon massakeskipiste (TC) valitaan koordinaattijärjestelmän origoksi . Koordinaattien alkupisteen siirtyminen inertiakoordinaatistosta maantieteelliseen (eli alkaen - ) tapahtuu leveys- ja pituusasteen arvojen perusteella. Maantieteellisen koordinaattijärjestelmän keskipisteen koordinaatit inertiassa saavat seuraavat arvot (kun lasketaan käyttämällä maapallon pallomallia): $O_{i}$ $O_{g}$ $O_{g}$

X_{og}=(R+h)\cos(\varphi )\cos(Ut+\lambda )

Y_{og}=(R+h)\cos(\varphi )\sin(Ut+\lambda )

Z_{og}=(R+h)\sin(\varphi )

missä R on maan säde, U on maan pyörimisen kulmanopeus, h on korkeus merenpinnan yläpuolella, on leveysaste, on pituusaste, t on aika.

\varphi

\lambda

Akseleiden suuntaus maantieteellisessä koordinaattijärjestelmässä (H.S.K.) valitaan kaavion mukaan:

X-akseli (tunnetaan myös nimellä E-akseli) on itään suuntautuva akseli. Y-akseli (tunnetaan myös nimellä N-akseli) on pohjoiseen päin oleva akseli. Z-akseli (toinen nimitys on ylös-akseli) on pystysuoraan ylöspäin suunnattu akseli.

Kolmion XYZ suuntaus, joka johtuu maan pyörimisestä ja T. S.:n liikkeestä, muuttuu jatkuvasti kulmanopeuksilla [3] .

\omega _{E}=-V_{N}/R

\omega _{N}=V_{E}/R+U\cos(\varphi )

\omega _{Up}={\frac {V_{E}}{R}}tg(\varphi )+U\sin(\varphi )

missä R on maan säde, U on maan pyörimisen kulmanopeus, on ajoneuvon nopeus pohjoiseen, itään, on leveysaste, on pituusaste.

V_{N}

V_{E}

\varphi

\lambda

Suurin puute G.S.K.:n käytännön soveltamisessa navigoinnissa on tämän järjestelmän kulmanopeuden suuret arvot korkeilla leveysasteilla, jotka nousevat äärettömyyteen asti. Siksi G. S. K.:n sijasta käytetään puolivapaata SK:ta atsimuutissa.

Puolivapaa atsimuuttikoordinaatistossa

Puolivapaa atsimuutissa S.K. eroaa G.S.K.:sta vain yhdellä yhtälöllä, jonka muoto on:

\omega _{Up}=U\sin(\varphi )

Näin ollen järjestelmällä on sama alkuasento, joka suoritetaan kaavan [3] mukaisesti.

N=Y_{w}\cos(\varepsilon )+X_{w}\sin(\varepsilon )

E=-Y_{w}\sin(\varepsilon )+X_{w}\cos(\varepsilon )

Todellisuudessa kaikki laskelmat suoritetaan tässä järjestelmässä, ja sitten lähtötietojen antamiseksi koordinaatit muunnetaan GCS:ksi.

Maantieteellisten koordinaattien tallennusmuodot

Mitä tahansa ellipsoidia (tai geoidia) voidaan käyttää maantieteellisten koordinaattien tallentamiseen, mutta useimmiten käytetään WGS 84 :ää ja Krasovskia (Venäjän federaation alueella).

Koordinaatit (leveysaste −90° - +90°, pituusaste −180° - +180°) voidaan kirjoittaa:

asteina desimaalilukuna ( nykyinen versio);
asteina ja minuutteina desimaaliluvulla;
asteina, minuutteina ja sekunteina desimaaliluvulla (historiallinen merkintä).

Desimaalierotin voi olla piste tai pilkku. Koordinaattien positiivisia merkkejä edustaa (useimmissa tapauksissa pois jätetty) merkki "+" tai kirjaimet:

"N" tai "s. sh.” - pohjoinen leveysaste,
"E" tai "in. jne." - Itäinen pituusaste.

Koordinaattien negatiiviset merkit esitetään joko "−"-merkillä tai kirjaimilla:

"S" tai "Yu. sh.” - eteläinen leveysaste,
"W" tai "z. jne." - Läntinen pituusaste.

Kirjaimet voivat olla sekä edessä että takana. Koordinaattien tallentamiselle ei ole yhtenäisiä sääntöjä.

Oletusarvoisesti hakukonekartat näyttävät koordinaatit asteina desimaaliluvulla ja negatiivisen pituusasteen "−"-merkillä. Google Mapsissa ja Yandex-kartoissa leveysaste ensin ja sitten pituusaste (lokakuuhun 2012 asti Yandex - kartoissa käytettiin käänteistä järjestystä : ensin pituusaste, sitten leveysaste). Nämä koordinaatit ovat näkyvissä esimerkiksi asetettaessa reittejä mielivaltaisista pisteistä. Haku tunnistaa myös muita muotoja.

Samaan aikaan käytetään usein alkuperäistä tapaa kirjoittaa asteilla, minuutteilla ja sekunneilla. Tällä hetkellä koordinaatit voidaan kirjoittaa jollakin monista tavoista tai kopioida kahdella päätavalla (asteilla ja asteilla, minuutteilla ja sekunneilla) [4] . Esimerkkinä vaihtoehdot merkin " Venäjän federaation teiden nolla kilometri " koordinaattien tallentamiseen - 55 ° 45′21 ″ s. sh. 37°37′04″ tuumaa e. :

55,755831°, 37,617673° - astetta
N55.755831°, E37.617673° - astetta (+ lisäkirjaimet)
55°45.35′N, 37°37.06′E — asteet ja minuutit (+ lisäkirjaimet)
55°45′20.9916″N, 37°37′3.6228″E — asteet, minuutit ja sekunnit (+ lisäkirjaimet)

Tarvittaessa formaatit voidaan laskea uudelleen itsenäisesti: 1° = 60′ (minuuttia), 1′ (minuuttia) = 60″ (sekuntia). Voit myös käyttää erikoispalveluja. Katso linkit .

Katso myös

Muistiinpanot

↑ GOST 22268-76 “Geodesia. Termit ja määritelmät"
↑ Geosentriset koordinaatit // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
↑ 1 2 Salychev. OS Applied Inertial Navigation: ongelmia ja ratkaisuja. - Moskova:: BMSTU Press, 2004. - 304 s. — ISBN 5-7038-2395-1 .
↑ Esimerkki koordinaattien monistamisesta . Haettu 8. elokuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 25. toukokuuta 2015. (määrätön)