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».
Географические координаты и определение их по карте
Географические координаты – угловые величины (широта и долгота), определяющие положение объектов на земной поверхности и на карте. Их подразделяют на астрономические, полученные из астрономических наблюдений, и геодезические, полученные из геодезических измерений на земной поверхности.
Астрономические координаты определяют положение точек земной поверхности на поверхности геоида, куда они проектируются отвесными линиями; геодезические координаты определяют положение точек на поверхности земного эллипсоида, куда они проектируются нормалями к этой поверхности.
Расхождения между астрономическими и геодезическими координатами обусловлены уклонением отвесной линии от нормали к поверхности земного эллипсоида. Для большей части территории земного шара они не превышают 3-4"" или в линейной мере 100 м. Максимальное уклонение отвесной линии достигает 40"".
На топографических картах применяются геодезические координаты . На практике при работе с картами обычно их называют географическими.
Географические координаты какой-либо точки М - это ее широта В и долгота L.
Широта точки - угол, составленный плоскостью экватора и нормалью к поверхности земного эллипсоида, проходящего через данную точку. Счет широт ведется по дуге меридиана от экватора к полюсам от 0 до 90о; в северном полушарии широты называют северными (положительными), в южном - южными (отрицательными).
Долгота точки - двугранный угол между плоскостью начального (Гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана данной точки. Счет долготы ведется по дуге экватора или параллели в обе стороны от начального меридиана, от 0 до 180о. Долготу точек, расположенных к востоку от Гринвича до 180o, называют восточной (положительной), к западу - западной (отрицательной).
Географическая (картографическая, градусная) сетка - изображение на карте линий параллелей и меридианов; используется для определения географических (геодезических) координат точек (объектов) и целеуказания. На топографических картах линии параллелей и меридианов являются внутренними рамками листов; их широта и долгота подписываются на углах каждого листа.
Географическая сетка полностью показывается лишь на топографических картах масштаба 1:500 000 (параллели проведены через 30", а меридианы - через 20") и 1:1 000 000 (параллели проведены через 1o, а меридианы через - 40"). Внутри каждого листа карты на линиях параллелей и меридианов подписаны их широта и долгота, которые позволяют определять географические координаты на большой склейке карт.
На картах масштабов 1: 25 000, 1: 50 000, 1: 100 000 и 1: 200 000 стороны рамок разделены на отрезки, равные в градусной мере 1" . Минутные отрезки оттенены через один и разделены точками (за исключением карты масштаба 1: 200 000) на части по 10"". Кроме того, внутри каждого листа карт масштабов 1:50 000 и 1:100 000 показывается пересечение средних параллели и меридиана и дается из оцифровка в градусах и минутах, а вдоль внутренней рамки даны выходы минутных делений штрихами длиной 2-3мм, по которым можно начертить параллели и меридианы на карте, склеенной из нескольких листов.
Если территория, на которую создана карта, находится в западном полушарии, то в северо-западном углу рамки листа правее подписи долготы меридиана помещается надпись «К западу от Гринвича».
Определение географических координат точки по карте производится по ближайшим к ней параллели и меридиану, широта и долгота которых известны. Для этого на картах масштабов 1: 25 000 - 1: 200 000 следует предварительно провести южнее точки параллель и западнее 0 меридиан, соединив линиями соответствующие штрихи по сторонам рамки листа (рис.2). Затем от проведенных линий берут отрезки до определяемой точки (Аа1, Аа2)Ю прикладывают их к градусным шкалам на сторонах рамки и производят отчеты. В примере на рис. 2 точка А имеет координаты В = 54о35"40"" северной широты, L= 37о41"30"" восточной долготы.
Нанесение точки на карту по географическим координатам. На западной и восточной сторонах рамки листа карты отмечают черточками отсчеты, соответствующие широте точки. Отсчет широты начинают от оцифровки южной стороны рамки и продолжают по минутным и секундным промежуткам. Затем через эти черточки проводят линию - параллель точки.
Таким же образом строят и меридиан точки, проходящий через точку, только долготу его отсчитывают по южной и северной сторонам рамки. Пересечение параллели и меридиана укажет положение данной точки на карте.
На рис. 2 дан пример нанесения на карту точки М по координатам В = 54о38,4" с.ш., L = 37о34,4" в.д.
Система географических координат необходима для того, чтобы с большой точностью определять местонахождение объекта на поверхности Земли. Как известно, эта система состоит из географической широты и долготы. Первый элемент из этой системы представляет собой угол между местным зенитом (полуднем) и плоскостью экватора, составляющий значение от 0 до 90 градусов к западу или востоку от границы экватора. Долгота – это угол, образованный двумя плоскостями: меридиана, проходящего через данную точку местности и гринвичского меридиана, т.е. нулевой точки. От последнего начинается отсчет долготы, составляющей значения от 0 до 180 градусов к востоку и западу (восточная и западная долгота). Знание, как ориентироваться на местности с помощью определения по широте и долготе, поможет сообщить свои точные координаты при возникновении экстренной ситуации, когда вы оказались в незнакомом месте, которое не обозначено на карте, или заблудились в лесу. О том, как можно определить широту и долготу своего местонахождения, можно узнать далее.
Часы для определения места по ширине и долготе
Как определить место по широте и долготе
Определение местной географической долготы осуществляется с помощью обычных часов. Для этого необходимо установить на них точное время местности нахождения в данный момент. Затем следует определить время местного полудня, в этом поможет проверенный временем способ: необходимо найти метровую или полутораметровую палку, воткнуть ее вертикально в землю. Длина линии падающей тени будет показывать промежутки времени, которые нужно засекать. Момент, когда тень будет наиболее короткой, является местным зенитом, т.е. гномон показывает точно 12 часов дня, при этом направление тени – с юга на север.
В это время нужно засечь время на часах – это будет показание среднего гринвичского времени. Из этого значения нужно вычесть показатель, который берется из таблицы уравнения времени. Эта поправка возникает из-за непостоянства угловой скорости движения и зависимости от времени года. Учитывая эту поправку, среднее значение гринвичского времени приводится к истинному солнечному. Получившаяся разница между этим солнечным временем (т.е.12 часов) и гринвичским с учетом поправки, необходимо перевести в градусное значение. Для этого нужно знать, что за один час Земля вращается на 15 градусов (если разделить 360 градусов на 24 часа) долготы, или на 1 градус за четыре минуты. Если полдень в данной местности наступает раньше гринвичского, в своих расчетах указывайте восточную долготу, если позже, тогда западную. Чем ближе координаты искомой местности к полярным областям, тем точнее окажутся измерения долготы.
Поле того, как найдено значение долготы, можно приступать к определению значения широты конкретной местности. Для начала необходимо определить длительность дневного времени суток, которая начинается с восхода и заканчивается заходом солнца. Далее нужно составить номограмму, т.е. определение широты: в левой части указывается значение продолжительности светового дня, в правой – дата. Если объединить эти значения, можно определить место пересечения географической широты со средней частью. Найденное место будет обозначать местную широту. При определении широты относительно южного полушария необходимо прибавить 6 месяцев к необходимой дате. Второй способ заключается в нахождении широты с помощью обычного транспортира: для этого фиксируется отвес (нитка с грузиком) по центру этого инструмента, а его основание наводится на Полярную Звезду. Угол, образуемый отвесом и основанием транспортира, нужно уменьшить на величину 90 градусов, т.е. отнять это значение из его величины. Значение этого угла показывает высоту Полярной Звезды, т.е. высоту полюса над горизонтом. Поскольку географическая широта равна величине полюса над горизонтом конкретно взятого места, то это значение будет указывать его градус.
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 |
Географические координаты -угловые величины: широта (р и долгота К, определяющие положение объектов на земной поверхности и на карте (рис. 20).
Широта- угол (р между отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора. Широты изменяются от 0 до 90°; в северном полушарии они называются северными, в южном - южными.
Долгота- двухгранный угол К между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана данной точки земной поверхности. За начальный меридиан принят меридиан, проходящий через центр Гринвичской обсерватории (район Лондона). Начальный меридиан называют Гринвичским. Долготы изменяются от О до 180°. Долготы, отсчитываемые на восток от Гринвичского меридиана, называются восточными, а долготы,. отсчитываемые на запад, - западными.
Географические координаты, полученные из астрономических наблюдений, называются астрономическими, а координаты, полученные геодезическими методами и определяемые по топографическим картам, -геодезическими. Значения астрономических и геодезических координат одних и тех же точек отличаются незначительно - в линейных мерах в среднем на 60-90 м.
Географическая (картографическая) сетка образуется на карте линиями параллелей и меридианов. Она используется для целеука-зания и определения географических координат объектов.
На топографических картах линии параллелей и меридианов служат внутренними рамками листов; их широты и долготы подписываются на углах каждого листа. На листах карт на западное полушарие в северо западном углу рамки помещается надпись «К западу от Гринвича».-
Рис. 20. Географические координаты: ф-широта точки Л; К- долгота точки А
На листах карт масштаба 1:50000, 1:100000 и 1:200000 показываются пересечения средних параллелей и меридианов и дается их оцифровка в градусах и минутах. По этим данным восстанавливают подписи широт и долгот сторон рамок листов, срезанных при склейке карты. Кроме того, вдоль сторон рамок внутри листа сделаны небольшие (по 2-3 мм) штрихи через одну минуту, по которым можно прочертить параллели и меридианы на карте, склеенной из многих листов.
На картах масштаба 1:25 000, 1:50000 и 1:200000 стороны рамок разделены на отрезки, равные в градусной мере одной минуте. Минутные отрезки оттенены через один и разделены точками (за исключением карты масштаба 1:200000) на части по 10".
На листах карты масштаба 1:500 000 параллели проведены через 30", а меридианы-через 20"; на картах масштаба 1:1000000
параллели проведены через 1°, меридианы - через 40". Внутри каждого листа карты на линиях параллелей и меридианов подписаны их широты и долготы, которые позволяют определять географические координаты на большой склейке карт.
Определение географических координат объекта по карте производится по ближайшим к нему параллелям и меридианам, широта и долгота которых известна. На картах масштаба 1:25000-
|
|
1:200 000 для этого приходится, как правило, предварительно провести "южнее объекта параллель и западнее-меридиан, соединив линиями соответствующие штрихи, имеющиеся вдоль рамки листа карты. Широту параллели и долготу меридиана рассчитывают и подписывают на карте (в градусах и минутах). Затем оценивают в угловой мере (в секундах или долях минуты) отрезки от объекта до параллели и меридиана ( Ami и Ami на рис. 21), сопоставив их линейные размеры с минутными (секундными) промежутками на сторонах рамки. Величину отрезка Ат\ прибавляют к широте параллели, а отрезка Ami - к долготе меридиана и получают искомые географические координаты объекта - широту и долготу.
На рис. 21 показан пример определения географических координат объекта А, его координаты: северная широта 54°35"40", восточная долгота 37°41 "30".
Нанесение объекта на карту по географическим координатам. На западной и восточной сторонах рамки листа карты отмечают черточками отсчеты, соответствующие широте объекта. Отсчет широты начинают от оцифровки южной стороны рамки и продолжают по минутным и секундным промежуткам. Затем через эти черточки проводят линию-параллель объекта.
Таким же образом строят и меридиан объекта, только долготу его отсчитывают по южной и северной сторонам рамки. Точка пересечения параллели и меридиана укажет положение объекта на карте.
На рис. 21 дан пример нанесения на карту объекта В по координатам: 54°38",3 и 37°34",7.
