Самым распространённым способом обозначить место на Земле является указание его географических координат, состоящих из долготы и широты. На картах и глобусах нанесена сетчатая система, представляющая собой параллели и меридианы. Любая точка на поверхности планеты может быть определена пересечением этих воображаемых линий. Измеряются координаты в градусах и минутах, что позволяет достичь высокой точности с погрешностью всего в несколько метров.
Географические координаты
Ориентироваться на географической карте и определять местоположение различных объектов, располагающихся на поверхности земли, помогает градусная сеть — общепринятая система нанесения параллелей и меридианов. Так же, как и любой дом имеет свой адрес с указанием улицы и номера, любая точка на поверхности Земли может быть записана цифрами, указывающими точное её местонахождение.
Координатная сетка состоит из набора радиальных линий. Как известно, планета вращается вокруг своей оси. Две крайние точки, находящиеся на линии вращения, называются Северным и Южным полюсами. Точно посередине между ними проходит Экватор. Это главная параллель Земли, определяющая широту планеты по длине Экватора. Все параллельные ей линии, находящиеся сверху, называются Северными широтами, а лежащие ниже — Южными.
Перпендикулярная Экватору линия, проходящая через оба полушария и разделяющая их, называется Гринвичским меридианом. Одна разделённая половина имеет название Западное полушарие, а другая — восточное. Линии параллельные Гринвичу принято называть долготами.
Принцип построения и определения широты и долготы заключается в том, что точки, находящиеся на одном меридиане, имеют одинаковую долготу, но различную широту. В то же время для точек, находящихся на параллели, всё наоборот — ширина для них всех одинакова, а долгота различная. Координатные величины измеряются в градусах и минутах.
Это угловые расстояния, отсчитываемые от центра Земного ядра до поверхности планеты относительно экватора и меридиана. Другими словами, координаты точки определяются пересечением горизонтали и вертикали. От линий, определяющих Экватор и Гринвич, начинается отсчёт и они имеют значение, равное 0°.
Каждая последующая широта определяется величиной, отсчитываемой от этого нуля. Измеряется она также в градусах. Южный полюс имеет значение -90°, а Северный — +90°. Если же перенести аналогию градусного измерения в километры, длины параллелей будут изменяться в зависимости удаления от Экватора и Гринвича. Их длина в крайних местах будет наименьшей, а при приближении к экватору будет увеличиваться.
Наиболее наглядно координатную сеть можно увидеть на макете Земли — глобусе. Наука, изучающая способы, как правильно вычислять координаты на местности и измерять расстояния от различных точек на планете, называется география.
Нахождение долготы
По своей сути долгота — это координата в системе местоположения. Вычисляется она относительно нулевого (наибольшего) меридиана. Используя географическую координату можно определить расположение объекта относительно западной и восточной стороны света. Своё название Гринвичский меридиан получил благодаря нахождению на нём одноимённой королевской обсерватории, расположенной на окраине Лондона. Его длина равна 40 008,55 км.
Использовать обсерваторию за нулевую точку отсчёта, было решено в 1884 году на международной конференции в США. В зависимости от направления перемещения от неё до какого-либо предмета, находящегося на Земле, изменяется знак координаты. Так, восточное направление обозначается плюсом, а западное — минусом.
Все условные линии, параллельные нулевой долготе и перпендикулярные Экватору называются просто меридианами. Так как Земля, с точки зрения геометрии, представляет собой сфероид (приплюснутый шар), то все меридианы пересекаются между собой. Эти места соприкосновения находятся на Северном и Южном полюсе. При этом координаты этих точек по долготе совпадают. Длина же каждого меридиана на общеземном эллипсоиде равна 20 004 274 м.
Для расчёта долготы используются следующие данные:
- длина окружности на экваторе равна 40.075,696 км, а на полюсах нулю;
- за один градус долготы принимается 1/360 часть Экватора;
- по мере удаления точки от Экватора, координата её широты увеличивается;
- в зависимости от направления относительно сторон света изменяется знак координаты.
По аналогии с делением времени, из геометрии известно, что градусы можно разделить на более мелкие значения, такие как минуты, секунды и так далее. В одном градусе содержится одна угловая минута, или как её ещё называют минута дуги. Поэтому на поверхности Земли можно провести бесконечное число воображаемых линий меридианов.
Один градус на экваторе составляет: 40 075,696 км / 360° = 111,321377778 км/°. Для любой же точки долгота рассчитывается, как произведение длины одного градуса и косинуса углы широты. То есть, для того чтобы определить координаты объекта, нужно рассчитать ещё и широту.
Определение широты
Широта — это вторая величина позиционного расположения, определяющая положение точки на Земле. Измеряется она так же, как и долгота в угловых градусах. Координата, определяемая значением, имеет непосредственное отношение к Экватору планеты. Условные окружности, идущие вверх и вниз от воображаемого круга, делящие земной шар на два полушария и не пересекающиеся, называются параллелями. Все точки, из которых состоит та или иная параллель, имеют одно значение широты.
За начало отсчёта принимается окружность, совпадающая с Экватором, то есть линией вокруг Земли, находящейся на равном удалении от обоих полюсов. Значение параллели на ней принимается равным 0°.
Каждая новая широта, отличная от экватора, увеличивается на один градус. Всего существует 180 параллелей, из них одна половина имеет положительный знак (северные широты), а вторая отрицательный (южные широты). Значения координаты определяется угловым размером между Экватором и точкой на Земле в северном или южном направлении.
По поверхности планеты можно провести множество условных параллелей, определяющих координаты параллели. При определении значения широты используют следующие правила:
- за градус географической широты принимается 1/180 часть меридиана;
- длина воображаемой линии, обозначающей Экватор постоянна и равна 40 008,55 км;
- каждый градус разделяется на 60 частей, называемых минутами, а они в свою очередь разделяются на такое же количество секунд.
Средняя длина одного градуса параллели примерно равна 111 километров. Графически на многих картах и глобусах промежуток между линиями, обозначающими широты, обычно равен 15°, что примерно составляет 1 666 км. Это значение выбрано не просто так. Именно столько градусов из-за вращения планеты вокруг своей оси, проходит за один час любая точка на поверхности Земли.
Формат записи
Для того чтобы человек мог легко узнать местоположение любого предмета на Земле, а затем по указанным координатам найти его на картах, существуют определённые стандарты записи позиционирования. В обозначении используются как арабские цифры, так и латинские буквы. Вторыми обозначается принадлежность расположения к сторонам света Земли (полушариям).
Так, северная и южная широта, соответственно, обозначаются буквами N и S, а западная и восточная — W и E. Эти краткие обозначения произошли из английского языка и обозначают стороны света. При записи на первом месте указывается широта, а на втором долгота. Координаты чаще всего составляются в трёх форматах: градусах, десятичных градусах, градусах и десятичных минутах.
Например, для города Париж, имеющего координаты, равные 48 градусам, 51 минуте, 12 секундам северной широты, и 2 градусам, 20 минутам, 55 секундам восточной долготы, правильная запись может выглядеть следующим образом:
- 48° 51′ 12″ N, 2° 20′ 55″ Е.
- 48.8534100 N, 2.3488000 E.
- 48°51.2046′ N, 2°20.928′ E.
При записи могут использоваться знаки «+” и «-“, где первый обозначает северную широту (N) или восточную долготу (E), а второй — южную широту (S) или западную долготу (W). Такие записи позволяют определять по географическим координатам на карте довольно точное расположение объекта, с погрешностью в несколько метров.
Вычисление местоположения по картам
Каждая точка, расположенная на земном шаре, имеет свою долготу и широту. При этом через неё может проходить только одна параллель и один меридиан. Эти значения и определяются географическими координатами. Умея правильно определять широту и долготу на карте, вычислить объект по заданным позиционным координатам несложно. Для этого необходимо выполнить три простых действия:
- определить полушария, в которых находится искомая точка;
- по значениям широты и долготы найти параллель и меридиан;
- найти их точку пересечения.
При составлении карт на них наносится сетка, линии которой располагаются через равный промежуток, при этом обязательно указывается масштаб. Например, для масштаба 1:500 000 параллели выполняются через 20 минут, а меридианы через 30 минут.
При знании масштаба и интервала нанесения сетки координаты точки находятся с помощью измерителя. В качестве последнего удобно использовать циркуль. Поставив одну ножку измерителя на параллель ближе всего расположенную к точке, вторую по кратчайшему пути устанавливают на определяемый объект.
Все топографические карты имеют шкалы, расположенные на рамке. Не изменяя расстояние между ножками, циркуль ставят на рамку с нанесёнными минутами и секундами. Затем просто подсчитывают количество минут и секунд. Аналогично необходимо измерить и долготу. Но при этом циркуль устанавливают не на параллель, а на ближайший меридиан. Полученные минуты и секунды добавляются к координате параллели и меридиана.
Использование программ
Найти координаты любого адреса можно и с помощью интернета. Существует довольно большое количество сайтов, позволяющих с лёгкостью определить местоположение. Можно выполнить и обратную процедуру — по адресу найти координаты. Интерфейс таких программ интуитивно понятен и не требует каких-либо особых знаний. Главная задача пользователя правильно ввести имеющиеся координаты или указать точку на карте.
Одна из них интерактивная карта Google Maps. Загрузив сайт необходимо с левой стороны в верхней части найти форму поиска. Обозначена она в виде прямоугольной строчки с пиктограммой лупы. При введении имеющихся координат в любом одном из трёх общепринятых обозначений и нажатии на ввод система автоматически найдёт указанное место.
Для обратной процедуры понадобится компьютерная мышка. Подведя курсор к определяемой точке, необходимо нажать правую клавишу манипулятора и выбрать в контекстном меню строчку «Что здесь?». Снизу экрана по центру появится информационное окно, в котором будет указано наименование объекта и координаты.
Подобные возможности могут предложить и ряд других сайтов, например, «Яндекс.Карты», U-karty, Yahoo Maps и другие. В интернете существуют также онлайн-конвертеры географических координат. По запросу пользователя они могут перевести значение градусного угла в градусы с минутами, секундами. При этом некоторые из них формируют даже ссылку, автоматически ведущую на загрузку карты с местоположением, соответствующим конвертируемым координатам.
В последнее время словосочетание «географические координаты» заменяется термином GPS-координаты. По сути, это одно и то же, только вместо карт используется система, построенная на искусственных спутниках земли. Приёмник отсылает запрос на спутники, находящиеся в зоне его видимости и, измеряет до них расстояние. Затем, с помощью специального уравнения, учитывающего характеристики спутников и полученные значения, рассчитывает местоположение.
Источник
