Определение координат. Как прочитать координаты GPS Координаты n w

Прошло то время, когда GPS было исключительной прерогативой навигаторов. Теперь GPS-приемник может быть и в автомобильной сигнализации, и в системе видеонаблюдения, и в фотоаппарате и в телефоне. Также стало модным вместо адреса указывать на визитках и на сайтах точные координаты.

Многие сталкивались с тем, что на разных устройствах координаты выглядят по-разному, и попытки доехать до нужной точки по координатам из-за несовпадения системы их записи сопровождаются проблемами. Нужное место либо приходится искать дополнительно, ориентируясь по приметам, либо вообще дело оканчивается провалом. Если мы ищем что-нибудь приметное, или знаем другие ориентиры - дело легко поправимое. А проигрыш на соревнованиях по GPS-ориентированию из-за неправильного прочтения координат легко переживается.

Но ситуации могут быть и посерьезнее. Например, вы полностью доверились своей сигнализации с GPS-отслеживанием местоположения машины, например, установив охранную систему "StarLine Победит" или Pandora DXL 3700 . Машину угнали, но вы спокойны, зная где ее найти. Когда же дело доходит до практики ее поиска, вдруг начинаются проблемы: в предполагаемом месте машины нет. А теперь представим куда более серьезную ситуацию: человек попал в беду, координаты его местонахождения известны, а найти его невозможно.

Почему так может получиться? Все дело оказывается в том, что простой набор цифр, хотя и очень похожих между собой, в несовпадающих системах координат может привести нас совершенно в другое место.

О системах записи координат

В школьном курсе географии рассказывается, что координаты должны измеряться в Градусах, Минутах и Секундах. Поэтому разница в написании зачастую воспринимается как прихоть дизайнера интерфейса. Но так ли это? Как раз здесь и кроется подвох, который может привести к совершенно неожиданным последствиям.

Разберемся, чем отличаются три наиболее распространенные системы записи координат.

Привычный формат записи: градусы, минуты, секунды

Этот формат в качестве предустановленного используется, например, в навигаторах JJ Connect. Выглядит он следующим образом: ГГГ°ММ"СС,С"

Координаты при этом выглядят так:

N 067°27"13.8"
E 034°16"59.9"

Что это означает на практике?

Максимальное количество градусов, которое может быть - 180. Поэтому и для широты, где максимальное значение составляет 90, часто все равно используется трехзначное число. В этом вопросе сходятся все три системы. Часто опускается первый ноль, но обычно интуитивно понятно, сколько цифр означают градусы. Для нашей страны для северной координаты цифр всегда не меньше двух - от 41 на юге до 90 градусов на Северном полюсе, а для восточной - либо две, либо три, от 19 для Калининградской области до 170 градусов в Баренцевом море.

У всех трех систем записи координат последние пять цифр обозначают доли градуса. В данной системе координат далее идут минуты. Их в градусе 60. За минутами идут секунды (60 в одной минуте) и десятичные (!) доли секунды. Путаницы добавляет разный формат отделения десятичных долей в американской и европейской традиции - запятая или точка.

Если вы не видите привычных обозначений ‘ для минуты и " для секунд, например, координаты выглядят так:

N 067 27 13.8
E 034 16 59.9

Или хуже того, вот так:

N 672713.8
E 0341659.9

то опознать этот формат можно по точке или запятой перед последней цифрой.

Следующий формат записи: градусы, минуты, десятичные доли минуты

Этот формат по умолчанию используют, например, навигаторы Garmin. Выглядит он следующим образом: ГГГ°ММ.ССС"

Например:

N 067°27.230"
E 034°16.998"

Как видно, внешний вид координат почти совпадает. Разница есть, но если бы не цифра 9, которая подсказывает, что это не могут быть секунды (их не может быть больше 60, как мы помним), то можно было бы подумать, что это одна и та же система записи. Но нет, здесь минуты и десятичные доли минуты до третьего знака.

Если привычные градусы и знак минуты в конце указанных координат отсутствуют, опознать этот формат записи можно по точке или запятой перед последними тремя цифрами.

Однако такой подход тоже не всегда дает стопроцентную гарантию попадания. Например, охранный комплекс MS-PGSM «Спутник» координаты выдает в аналогичной системе записи, но количество знаков после запятой в минутах не три, а четыре. При этом количество разрядов для градусов разное: для широты 2 цифры, а для долготы - три. Предположить именно это в данном случае легко благодаря тому, что здесь точка очевидно используется для отделения десятичных долей числа. Поскльку градусов по широте больше девяноста быть не может, то следующие цве цифры означают минуты.

Вид записи координат охранного комплекса MS-PGSM «Спутник»

Наконец, третий формат записи: градусы, десятичные доли градуса до пятого знака после запятой

В этом формате нет минут и секунд вовсе. Все пять знаков означают исключительно десятичные доли градуса.

N 67,45383°
E 34,28331°

В случае отсутствия значка градуса его можно опознать по тому, что никаких точек или запятых между последними пятью цифрами нет.

Десятичный формат записи координат в качестве предустановленного, например, идет у навигаторов Lexand и охранных систем StarLine. Такая форма записи координат облегчает расчет расстояния между разными координатами, так как для этого требуется косинус угла широты.

Итак, для чего нужно это длинное вступление?

Если посмотреть внимательнее на эти разные по виду цифры, окажется, что это одна и та же точка в разных системах записи координат!

Очень часто встречаются жалобы на соревнованиях, например от пилотов Mercedes-Benz , или при чтении каких-нибудь штурманских листов, что «вот, нам выдали координаты Garmin, и мы долго искали съезд, но не нашли».

Действительно, забив координаты первой системы записи во вторую и наоборот, найти искомое будет сложно, но теоретически возможно. Разница между получившимися точками на широте 67 градусов составит около 200 - 300 метров.

Например,

N 067 27 13.8 и N 067 27.138
E 034 16 59.9 и E 034 16.599

Между 27,138" и 27"13,8" разница будет такова: в одной секунде широты на этой широте 0,03087 км, то есть почти 30 метров. У нас же ошибка по широте составляет 5,52 секунды, то есть 170 метров.

С долготой не лучше: на этой широте в одной секунде долготы будет 0,01185 км, а разница с реальными координатами места составляет почти 24 секунды. То есть примерно 280 метров.
Вместо точки мы получили грубый квадрат 300х200 метров. Плохо, особенно если учесть, что навигатор сам по себе может давать неточное позиционирование при плохом приеме спутников. Но для многих задач разница вполне приемлема, поэтому часто люди не задумываются, почему они не попали точно к месту назначения.

Если же бездумно вбить цифры в последний формат записи, то ошибка будет куда серьезнее, если не сказать, что она будет фатальной. В одной десятой градуса широты больше 11 км! Да и по долготе не лучше: в одной десятой градуса долготы на широте примера более 4 км. А разница между реальными координатами точки и мнимыми начинается уже в десятых градуса!

Что делать?

В большинстве навигаторов можно менять системы записи координат в настройках. Если предложенные вам координаты по виду не совпадают с тем, что вы видите в навигаторе, не поленитесь разобраться с прибором и найти, как меняется система координат. К сожалению, данная функция часто хорошо «спрятана» и ее не всегда легко найти.

Однако в некоторых случаях поменять систему координат нельзя. В таком случае координаты точек нужно пересчитать для приведения в соответствие друг другу.

Вид координат по умолчанию в навигаторах Lexand SG-555 и Garmin Rino 530HCx

Как пересчитать координаты из одной системы записи в другую?

Справка: сколько километров в одном градусе?

Широта

Один градус широты - единица постоянная. Длина меридиана 40007,86 км. Поэтому в одном градусе широты всегда неизменное количество километров: 40007,86 км / 360° = 111,1329 км.

Долгота

Поскольку мы находимся в полярной системе координат - в полюсах все долготы сходятся - то количество километров в одном градусе долготы зависит от широты. На экваторе расстояние между долготами максимальное.

Длина экватора чуть больше длины меридиана и составляет 40075,7 км. В одном градусе долготы на экваторе примерно такое же количество километров, как в широте: 40075,7 км /360° = 111,3213 км. Для того чтобы рассчитать количество километров по долготе на конкретной широте, нужно это число умножить на косинус широты.

Т.е. в одном градусе долготы на 67-й параллели из примера будет (40075,7 км / 360°) х cos 67,45383° = 111,3213 х 0,3834 = 42,68 км

Если сместиться поближе к экватору, например на 55-ю параллель в Москву, то в одном градусе долготы уже будет (40075,7 км / 360°) х cos 55° = 63,85 км

А в Сочи и Владивостоке на 43-й параллели в одном градусе долготы уже будет (40075,7 км / 360°) х cos 43° = 81,41 км.

Видеоурок «Географическая широта и географическая долгота. Географические координаты» поможет вам получить представление о географической широте и географической долготе. Учитель расскажет, как правильно определять географические координаты.

Географическая широта - длина дуги в градусах от экватора до заданной точки.

Чтобы определить широту объекта, надо найти параллель, на которой находится этот объект.

Например, широта Москвы - 55 градусов и 45 минут северной широты, записывается это так: Москвы 55°45" с.ш.; широта Нью-Йорка - 40°43" с.ш.; Сидней - 33°52" ю.ш.

Географическую долготу определяют по меридианам. Долгота может быть западной (от 0 меридиана на запад до 180 меридиана) и восточной (от 0 меридиана на восток до 180 меридиана). Значение долгот измеряется в градусах и минутах. Географическая долгота может иметь значения от 0 до 180 градусов.

Географическая долгота - длина дуги экватора в градусах от начального меридиана (0 градусов) до меридиана заданной точки.

Начальным меридианом считается Гринвичский меридиан (0 градусов).

Рис. 2. Определение долгот ()

Чтобы определить долготу, нужно найти меридиан, на котором находится заданный объект.

Например, долгота Москвы - 37 градусов и 37 минут восточной долготы, записывается это так: 37°37" в.д.; долгота Мехико - 99°08" з.д.

Рис. 3. Географическая широта и географическая долгота

Для точного определения местонахождения объекта на поверхности Земли надо знать его географическую широту и географическую долготу.

Географические координаты - величины, определяющие положение точки на земной поверхности с помощью широт и долгот.

Например, Москва имеет следующие географические координаты: 55°45" с.ш. и 37°37" в.д. Город Пекин имеет следующие координаты: 39°56′ с.ш. 116°24′ в.д. Сначала записывается значение широты.

Иногда требуется найти объект по уже заданным координатам, для этого надо сначала предположить, в каких полушариях находится данный объект.

Домашнее задание

Параграфы 12, 13.

1. Что такое географическая широта и долгота?

Список литературы

Основная

1. Начальный курс географии: Учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. - 176 с.

2. География. 6 кл.: атлас. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2011. - 32 с.

3. География. 6 кл.: атлас. - 4-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2013. - 32 с.

4. География. 6 кл.: конт. карты. - М.: ДИК, Дрофа, 2012. - 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 624 с.

Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ

1. География: начальный курс. Тесты. Учеб. пособие для учащихся 6 кл. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2011. - 144 с.

2. Тесты. География. 6-10 кл.: Учебно-методическое пособие / А.А. Летягин. - М.: ООО «Агентство «КРПА «Олимп»: «Астрель», «АСТ», 2001. - 284 с.

Материалы в сети Интернет

1. Федеральный институт педагогических измерений ().

2. Русское Географическое Общество ().

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. 3.11. 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?

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 .

Из-за отличия формы Земли от шара, географическая широта точек несколько отличается от их геоцентрической широты , то есть 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 - двугранный угол λ между плоскостью меридиана , проходящего через данную точку, и плоскостью начального нулевого меридиана, от которого ведётся отсчёт долготы. Долготу от 0° до 180° к востоку от нулевого меридиана называют восточной, к западу - западной. Восточные долготы принято считать положительными, западные - отрицательными.

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

Основным недостатком в практическом применении Г. С. К. в навигации является большие величины угловой скорости этой системы в высоких широтах, возрастающие вплоть до бесконечности на полюсе. Поэтому вместо Г. С. К. используется полусвободная в азимуте СК.

Полусвободная в азимуте система координат

Полусвободная в азимуте С. К. отличается от Г. С. К. только одним уравнением, которое имеет вид:

Соответственно, система имеет тоже начальное положение, осуществляется по формуле

В реальности все расчёты ведутся именно в этой системе, а потом, для выдачи выходной информации происходит преобразование координат в ГСК.

Широта́ - угол φ между местным направлением зенита и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0° до 90° в обе стороны от экватора. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ - широта и долгота, определяют положение точки на земной поверхности. На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаками «-» для отрицательной долготы.

Восточные долготы принято считать положительными, западные - отрицательными. Чтобы полностью определить положение точки трёхмерного пространства, необходима третья координата - высота. Основным недостатком в практическом применении Г. С.К. в навигации является большие величины угловой скорости этой системы в высоких широтах, возрастающие вплоть до бесконечности на полюсе.

Эти координаты видны, например, при прокладке маршрутов от произвольных точек. При поиске распознаются и другие форматы. Самый распространенный способ, чтобы найти точку на поверхности Земли (глобуса), общеизвестен — с помощью географических координат, называемые широтой и долготой. Параллели и меридианы формируют сетчатую систему координат на поверхности Земли, с помощью которой любое место на Земле может быть точно определено.

Мы можем представить себе Землю как сферу, вращающуюся вокруг собственной оси. Концы оси — это Северный и Южный полюса. Экватор является линией широты со значением 0°. Это означает, что Экватор является отправной точкой отсчёта для измерения других линий широты.

Все линии широты параллельны экватору, и их иногда также называют параллелями. Экватор делит Землю на северное и южное полушария. Северные широты имеют положительные значения, и южные широты имеют отрицательные значения. В конечном итоге было решено, что линия нулевой долготы проходит через Гринвичскую лабораторию, находящаяся в Англии на восточной окраине Лондона. Эту линию ещё называют нулевой или гринвичский меридиан.

Что такое долгота?

Каждую линию окружности можно разделить на градусы с минутами и секундами. Градусом географической долготы является 1/360 часть экватора. Интервал между 39 и 40 параллелями составляет 1° широты. Интервал между 175 и 176 меридианами составляет 1° долготы. Таким образом, полная запись географических координат вулкана Нгаурухоэ: 39° 07′ S, 175° 37′ E. 39 градусов, семь минут южной широты.

Что такое широта?

Секунда широты составляет приблизительно 0.03 километр, или примерно 30 метров. На экваторе это — приблизительно 111 километров, тоже самое расстояние, как и градус широты. Размер долготы постепенно уменьшается и стремится к нулю, поскольку меридианы сходятся на полюсах Земли. Так, на широте 45° градус долготы составляет приблизительно 79 километров. Поскольку, градус долготы изменяется по размеру, минуты и секунды долготы также изменяются, уменьшаясь по размеру к полюсам.

Практически на всех глобусах нанесены линии параллелей и меридианов. Также у многих глобусов есть, так называемая — меридианная дуга, которая служит не только для удержания сферы глобуса на подставке, но и помогает определять географические координаты. На меридианной дуге есть градусная шкала (см. фото). По этой шкале определяют широту. Если на меридианной дуге отсутствует градусная шкала, то такая шкала есть на нулевом меридиане (Гринвич) и на линии перемены дат (меридиан 180°). А вот долготу определяют по экватору.

Если эта точка находится выше экватора, то она будет северной широтой, если ниже экватора — южной широтой. Затем определите долготу. Для этого надо посмотреть, какое числовое значение имеет точка пересечения экватора и меридианной дуги. Это значение надо смотреть на шкале экватора. Здесь сочетается красота левитации и современная технология.

Электромагнитный глобус — замечательный подарок и сувенир для Вас и Ваших друзей. 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. Выбор нулевого меридиана произволен и зависит только от соглашения.

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. Ориентация осей в географической системе координат (ГСК) выбирается по алгоритму. Ориентация трёхгранника XYZ,из-за вращения земли и движения ТС постоянно смещается с угловыми скоростями.

Единых правил записи координат не существует. В этой системе координат работают все GPS навигаторы и основные картографические проекты в Интернете. Общедоступная точность при работе с географическими координатами составляет 5 — 10 метров на местности. Координаты представляют собой угловые величины и выражаются в градусах. В поисковой строке карты (а также на панели справа) появятся географические координаты.

Под строкой поиска появится панель с адресом и географическими координатами. Текущее местоположение обычно фиксируется в виде путевой точки, из которой впоследствии могут быть прочитаны координаты.

При этом числовые значения координат остаются доступными (их можно видеть в строке поиска открывшейся по ссылке карты). Обратите внимание — изображаемые на карте маркеры пунктов привязываются к дорогам, и их положение соответствует введенным координатам лишь приблизительно. Формы записи могут быть элементарно пересчитаны одна в другую (1 градус = 60 минут, 1 минута = 60 секунд).

На картах Google и картах Яндекс вначале широта, затем долгота (до октября 2012 на картах Яндекс был принят обратный порядок: сначала долгота, потом широта). Долгота́ - угол λ между плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального нулевого меридиана, от которого ведётся отсчёт долготы.