Сведение о фигуре земли и системах координат. ориентирование

Связь геодезической долготы точки с географическими координатами

Географические координаты точки состоят из двух основных компонентов: широты и долготы. Широта определяет положение точки на глобусе северно или южно от экватора, в то время как геодезическая долгота помогает определить ее положение на восток или запад от Гринвича.

Геодезическая долгота измеряется в градусах, минутах и секундах (°, ‘, «), а также в радианах. Она описывается от -180 до 180 градусов, где отрицательные значения обозначают долготу западной полушария, а положительные значения — восточной полушария.

Геодезическая долгота используется для определения точного местоположения объектов на поверхности Земли

Она является важной информацией для систем навигации, картографии, глобальных позиционных систем (GPS) и других приложений. При указании координат точки в градусах, минутах и секундах, обычно сначала указывается геодезическая долгота, а затем широта

Как вычисляется геодезическая долгота точки?

Для вычисления геодезической долготы точки используются следующие шаги:

1. Определение координат точки — широты и долготы. Широта определяется в градусах, минутах и секундах, а долгота — в градусах, минутах и секундах либо в десятичном формате.
2. Преобразование широты и долготы в десятичный формат, если исходные данные даны в градусах, минутах и секундах.
3. Нахождение геодезической долготы путем вычитания долготы начальной точки из долготы данной точки (либо из долготы меридиана Гринвича).
4. Округление значения геодезической долготы до нужного количества знаков после запятой в зависимости от требований или точности вычислений.

Вычисление геодезической долготы точки является важным шагом в геодезических и географических измерениях, а также в системах картографии и навигации.

Геодезическая долгота точки: понятие и применение

Геодезическая долгота точки широко используется в геодезии, картографии и навигации. Она позволяет определить географическое положение точки на поверхности Земли относительно начального меридиана. Геодезическая долгота является одной из основных координатных величин, определяющих местоположение на карте или глобусе.

Применение геодезической долготы точки включает определение долготы места по инструментам и методам геодезии. Это может включать использование геодезической приборной аппаратуры, GPS и других навигационных средств для измерения углов и расстояний до известных точек и затем расчета долготы точки. Также геодезическая долгота используется для построения карт и навигационных систем, где точное определение местоположения является важным элементом.

Например, если вы пользуетесь картой для планирования путешествия, геодезическая долгота поможет вам определить, насколько вы сместились на восток или запад от начального меридиана. Это может быть полезным для определения примерного расстояния между двумя точками или для того, чтобы знать, как долго будет длиться ваша поездка.

Таким образом, геодезическая долгота точки – это важная координатная величина, которая позволяет определить положение точки на Земле относительно начального меридиана. Она имеет широкое применение в геодезии, картографии и навигации, и помогает людям определять свое местоположение на Земле и планировать свои перемещения.

Значение геодезической долготы точки для навигации

Геодезическая долгота точки представляет собой угол между меридианом Гринвича (0°) и меридианом точки, отсчитываемый восточнее или западнее Гринвича. Долгота измеряется в градусах, минутах и секундах.

Для навигации, значение геодезической долготы точки позволяет определить координаты места исходя из его относительного положения по долготе. Со знанием геодезической долготы точки и долготы другой точки можно определить расстояние между ними и направление от одной точки к другой.

Важно отметить, что в геодезии используются две системы определения долготы: западная и восточная. В западной систему значения долготы находятся от 0° до -180°, а в восточной системе от 0° до 180°

Использование соответствующей системы определяется соглашением, которым руководствуются навигаторы и картографы.

В заключение, геодезическая долгота точки играет ключевую роль в навигации, позволяя определить местоположение объекта и его относительное положение по отношению к другим точкам. Знание геодезической долготы точки помогает планировать маршруты, определять расстояния и устанавливать направления движения в международном масштабе.

Визуальное определение геодезической долготы

Определить геодезическую долготу точки можно визуально с помощью навигационных инструментов или приборов, таких как компас или геодезический прибор. Установите компас или геодезический прибор в горизонтальном положении и наведите стрелку или лазерный луч на данную точку. При этом угол между направлением на север и направлением на данную точку будет указывать на геодезическую долготу точки.

Однако нужно иметь в виду, что визуальное определение геодезической долготы может быть неточным из-за влияния магнитных полей, а также других факторов. Поэтому для получения более точных данных рекомендуется использовать специальные геодезические инструменты и технологии, такие как глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) или спутниковое позиционирование.

эллипсоид земной привязки

Определение и производные параметры

Эллипсоид полностью параметризован большой полуосью a {\ displaystyle a}и сглаживание f {\ displaystyle f}.

Параметр	Symbol
Большая полуось	a {\ displaystyle a}
Взаимное сглаживание	1 f {\ displaystyle {\ frac {1} {f}}}

От a {\ displaystyle a}и f {\ displaystyle f}можно получить малую полуось b {\ displaystyle b}, первый эксцентриситет e {\ displaystyle e}и второй эксцентриситет e ′ {\ displaystyle e ‘}эллипсоида

Параметр	Значение
Малая полуось	b = a (1 — f) {\ displaystyle b = a (1-f)}
квадрат первого эксцентриситета	e 2 = 1 — b 2 a 2 = f (2 — f) {\ displaystyle e ^ {2} = 1 — {\ frac {b ^ {2}} {a ^ {2}}} = f (2-f)}
Квадрат второго эксцентриситета	e ′ 2 = a 2 b 2 — 1 = f ( 2 — е) (1 — е) 2 {\ displaystyle {e ‘} ^ {2} = {\ frac {a ^ {2}} {b ^ {2}}} — 1 = {\ frac {f (2 -f)} {(1-f) ^ {2}}}}

Геодезическая справочная система 1980 (GRS80)

Параметры GRS80

Параметр	Обозначение	Значение
Большая полуось	a {\ displaystyle a}	6378137 m
Взаимное сглаживание	1 f {\ displaystyle {\ frac {1} {f}}}	298.257222101

Мировая геодезическая система 1984 (WGS 84)

Глобальная система позиционирования (GPS) использует Мировую геодезическую систему 1984 (WGS 84) для определения местоположения точки вблизи поверхности Земли.

WGS 84, определяющие параметры

Параметр	Обозначение	Значение
Большая полуось	a {\ displaystyle a}	6378137.0 м
Взаимное уплощения	1 f {\ displaystyle {\ frac {1} {f}}}	298.257223563

Геометрические константы, производные от WGS 84

Константа	Обозначение	Значение
Малая полуось	b {\ displaystyle b}	6356752,3142 м
Квадрат первого эксцентриситета	e 2 {\ displaystyle e ^ {2}}	6,69437999014 × 10
Второй квадрат эксцентриситета	e ′ 2 {\ displaystyle {e ‘} ^ {2}}	6.73949674228 × 10

Значение системы координат в различных отраслях

Система координат является важным инструментом не только в геодезии, но и в ряде других отраслей. Она позволяет единообразно задавать и определять местоположение точек в пространстве, что облегчает выполнение различных задач и расчетов.

Транспорт и навигация

Система координат используется для определения местоположения и навигации транспортных средств, таких как самолеты, корабли, поезда и автомобили. Она позволяет определить точное направление движения и расстояние до цели. Воздушные и морские карты, а также навигационные приборы, основаны на системе координат.

Геология и геофизика

Система координат в геологии позволяет определять расположение и глубину геологических объектов, таких как полезные ископаемые, слои земли и землетрясения. С ее помощью можно строить геологические карты и модели, а также анализировать различные геологические процессы.

Астрономия

В астрономии система координат используется для определения положения и движения небесных тел. С ее помощью можно задавать направления и координаты звезд, планет, галактик и других объектов Вселенной. Системы координат, такие как экваториальная и горизонтальная, позволяют астрономам точно определить положение объектов на небесной сфере.

Картография и география

В картографии система координат используется для создания карт и планов местности. С ее помощью можно точно задать положение географических объектов и определить расстояние между ними. Также система координат позволяет учитывать проекционные искажения и установить соответствие между географическими координатами и координатами на карте.

Строительство и архитектура

В строительстве и архитектуре система координат используется для планирования и расчета конструкций. С ее помощью можно задать точные координаты строительных объектов, определить расстояние между ними и рассчитать необходимые параметры. Точность и единообразие системы координат позволяют избежать ошибок при строительстве и обеспечивают согласованность проектов разных специалистов.

Программирование и компьютерная графика

В программировании и компьютерной графике система координат используется для определения положения и размеров объектов на экране. С ее помощью можно задать координаты пикселей, точек и элементов интерфейса, а также управлять их положением и движением. Система координат позволяет программистам и графическим дизайнерам создавать и манипулировать визуальными элементами программ и игр.

Таким образом, система координат играет важную роль во многих отраслях, облегчая выполнение задач и обеспечивая единообразие и точность расчетов.

Определение геодезической долготы точки

Для определения геодезической долготы точки необходимо знать долготу эталонной точки, относительно которой проводится измерение. Обычно в качестве эталонной точки выбирают особую точку на Земле, такую как Гринвичская точка (0 градусов долготы), которая служит нулевым меридианом. Таким образом, геодезическая долгота точки измеряется относительно Гринвичского меридиана и может иметь отрицательное или положительное значение в зависимости от ее восточного или западного положения.

Определение геодезической долготы точки может осуществляться различными методами. Один из наиболее распространенных методов основан на использовании глобальной системы координат (ГСК), где долгота точки задается в градусах, минутах и секундах относительно нулевого меридиана.

Точное определение геодезической долготы требует использования специальных инструментов и техник, таких как геодезические измерения и использование спутниковых систем позиционирования (ГНСС). Эти методы позволяют определить долготу с высокой точностью, что является важным для множества приложений, включая навигацию, картографию и геодезию.

Обсуждение и примеры

Геодезическая базовая система координат — это известная и постоянная поверхность, которая используется для описания местоположения неизвестных точек на Земле.. Поскольку опорные точки отсчета могут иметь разные радиусы и разные центральные точки, конкретная точка на Земле может иметь существенно разные координаты в зависимости от системы отсчета, использованной для измерения. Есть сотни локально разработанных справочных датумами во всем мире, как правило, ссылаются на какой-то удобной местной опорной точки. Современные датумы, основанные на все более точных измерениях формы Земли, предназначены для охвата больших площадей. Наиболее распространенными базовыми датами, используемыми в Северной Америке, являются NAD27, NAD83 и WGS 84.

Североамериканская система отсчета 1983 года (NAD 83) — это «горизонтальная контрольная точка отсчета для США, Канады, Мексики и Центральной Америки, основанная на геоцентрическом происхождении и геодезической системе отсчета 1980 года (GRS80 ). «Эта точка отсчета, обозначенная как NAD 83… основана на корректировке 250 000 точек, включая 600 спутниковых доплеровских станций, которые ограничивают систему геоцентрическим происхождением». NAD83 можно рассматривать как местную систему привязки.

WGS 84 — это Мировая геодезическая система 1984 года. Это система отсчета, используемая Министерством обороны США (DoD) и определяемая Национальное агентство геопространственной разведки (NGA) (бывшее Агентство картографирования обороны, затем Национальное агентство изображений и карт). WGS 84 используется Министерством обороны США для выполнения всех своих задач по картированию, составлению карт, геодезии и навигации, в том числе GPS «широковещательные» и «точные» орбиты. WGS 84 был определен в январе 1987 года с использованием методов доплеровской спутниковой съемки. d в качестве опорного кадра для широковещательной передачи GPS-эфемерид (орбиты), начинающийся 23 января 1987. В 0000 по Гринвичу 2 января 1994, WGS 84 была модернизирована в измерениях GPS точности с помощью. Официальное название затем стало WGS 84 (G730), так как дата обновления совпало с началом GPS Week 730. Она стала отсчетом для широковещательных орбит 28 июня 1994 года В 0000 по Гринвичу 30 сентября 1996 года (начало GPS Неделя 873), WGS 84 был снова переопределен и более точно соответствовал кадру Международной службы вращения Земли (IERS) ITRF 94. Тогда он официально назывался WGS 84 (G873). WGS 84 (G873) был принят в качестве опорного кадра для широковещательных орбит на 29 января 1997 Очередное обновление принесло его в WGS84 (G1674).

Система координат WGS 84, расположенная в пределах двух метров от системы координат NAD83, используемой в Северной Америке, является единственной действующей мировой системой координат. WGS 84 — это стандартная система координат по умолчанию для координат, хранящихся в развлекательных и коммерческих устройствах GPS.

Пользователей GPS предупреждают, что они всегда должны проверять датум карт, которые они используют. Для правильного ввода, отображения и сохранения координат карты, связанной с картой, датум карты должен быть введен в поле датума карты GPS.

Примеры

Примеры датумов карты:

• WGS 84, 72, 66 и 60 из Мировой геодезической системы
• NAD83, Североамериканский датум, который очень похож на WGS 84
• OSGB36 из Ordnance Survey из Великобритании
• ETRS89, European Datum, относящийся к ITRS
• ED50, более раннему European Datum
• GDA94, австралийский Datum
• , японский Datum, скорректированный с учетом изменений, вызванных землетрясением и цунами Tōhoku 2011 года
• , более старый японский Datum
• , корейский датум
• и другой датум, используемый в настоящее время на Тайване.
• и старые геодезические данные, используемые в Китае
• и , китайская зашифрованная геодезическая система координат.
• PZ-90.11, текущая геодезическая привязка, используемая ГЛОНАСС
• GTRF, геодезическая привязка, используемая Galileo
• , или геодезический справочник Используется навигационной спутниковой системой BeiDou
• Международные наземные системы координат (ITRF88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 96, 97, 2000, 2005, 2008, 2014), различные реализации ITRS.
• , вертикальной системы координат, используемой в Гонконге.

Примеры использования геодезической долготы точки

1. Навигация

Геодезическая долгота точки может быть использована для определения местоположения и навигации. Навигационные системы, такие как GPS, используют геодезическую долготу точки для определения координат и маршрутов.

2. Геодезическая съемка

Геодезисты используют геодезическую долготу точки при выполнении различных геодезических работ, таких как создание карт, определение границ земель и строительство.

3. Климатология

Геодезическая долгота точки может быть использована в климатологии для анализа распределения климатических факторов по географической широте и долготе. Например, она может быть использована для изучения изменений климата и влияния географических факторов на климатические условия.

4. Астрономия

Астрономы используют геодезическую долготу точки для определения небесных координат светил. Она может быть использована при расчете точного времени, а также для установления направления и движения небесных объектов.

5. Транспортная логистика

Геодезическая долгота точки может быть использована в транспортной логистике для определения оптимальных маршрутов и расчета времени доставки грузов. Она также может быть использована для контроля движения транспортных средств и определения местоположения транспортных узлов.

Геодезическая долгота точки имеет широкий спектр применения и является важным параметром при работе с географическими координатами и навигационными системами.

Геодезические координаты

Основной фигурой, применяемой для отсчета геодезических координат, является земной эллипсоид.

Эллипсоид – трехмерная сжатая фигура, которая наилучшим образом представляет собой фигуру земного шара. Ввиду того что земной шар – математически неправильная фигура, вместо нее для определения геодезических координат используют именно эллипсоид. Это облегчает осуществление многих расчетов для определения положения тела на поверхности.

Геодезические координаты определяются тремя значениями: геодезической широтой, долготой и высотой.

1. Геодезическая широта – это угол, начало которого лежит на плоскости экватора, а конец — у перпендикуляра, проведенного к искомой точке.
2. Геодезическая долгота – это угол, который отсчитывают от нулевого меридиана до меридиана, на котором находится искомая точка.
3. Геодезическая высота – величина нормали, проведенной к поверхности эллипсоида вращения Земли от данной точки.

Принципы измерения геодезической долготы

Процесс измерения геодезической долготы предполагает:

1. Установку геодезического теодолита на выбранной точке, которая является объектом измерения.
2. Определение горизонтального круга – это главный круг геодезического устройства, обеспечивающий вращение меридиана. Градуировка данного круга позволяет измерять геодезическую долготу.
3. Выбор дальности взгляда – для измерения геодезической долготы необходимо установить точку визирования, на которую будет наводиться геодезический теодолит.
4. Наведение теодолита на точку визирования и фиксирование показаний для дальнейшего вычисления геодезической долготы.
5. Вычисление геодезической долготы – после фиксации показаний, происходит математическая обработка данных с использованием специальных формул и программных средств.

Принципы измерения геодезической долготы позволяют определить географическое положение объекта относительно плоскости меридиана. Эта информация необходима для создания карт, навигационных систем, ориентирования в пространстве и других геодезических и географических задач.

Влияние геодезической долготы точки на картографию

Влияние геодезической долготы точки на картографию проявляется в нескольких аспектах. Во-первых, она позволяет определить часовой пояс, в котором находится эта точка

Это важно при создании карт, так как в разных часовых поясах время суток может различаться, а следовательно, и освещенность

Во-вторых, геодезическая долгота точки оказывает влияние на проекцию, используемую при создании карты. Разные проекции могут деформировать форму и размеры объектов в зависимости от их геодезической долготы. Это может привести к искажениям и неточностям при изображении карты.

Также геодезическая долгота точки может влиять на выбор оптимального масштаба карты. В зависимости от широты, при одинаковом масштабе, разные участки поверхности Земли могут занимать разное количество пространства на карте. Поэтому необходимо учитывать этот фактор при планировании масштаба картографической продукции.

Итак, геодезическая долгота точки играет важную роль в картографии. Она определяет положение точки на поверхности Земли и оказывает влияние на проекцию, масштаб и другие параметры картографических продуктов

Точное определение геодезической долготы точек является важной задачей для создания качественных карт и других геодезических продуктов

Определение

В съемке и геодезии датум представляет собой систему отсчета или аппроксимацию земной поверхности, относительно которой производятся позиционные измерения для вычисления местоположения. Горизонтальные системы координат используются для описания точки на поверхности Земли в широте и долготе или в другой системе координат. Вертикальные опорные точки используются для измерения высоты или подводной глубины.

Горизонтальная точка отсчета

Горизонтальная точка отсчета — это модель, используемая для измерения местоположения на Земле. Определенная точка на Земле может иметь существенно разные координаты, в зависимости от системы координат, использованной для измерения. По всему миру существуют сотни локальных горизонтальных датумов, обычно привязанных к какой-нибудь удобной местной точке отсчета. Современные датумы, основанные на все более точных измерениях формы Земли, предназначены для охвата больших площадей. Эталонная система WGS 84, которая почти идентична системе данных NAD83, используемой в Северной Америке, и системе данных ETRS89, используемой в Европе, является общей стандартной системой координат. 108>

Например, в Сиднее существует разница в 200 метров (700 футов) между координатами GPS, настроенными в GDA (на основе глобального стандарта WGS 84) и AGD (используется для большинства локальных карт), что является недопустимо большой ошибкой. для некоторых приложений, таких как геодезического или местонахождение сайта для подводного плавания.

вертикальной точки привязки

A вертикальные опорной представляет собой базовую поверхность для вертикальной позиции, например как высоты земных объектов, включая рельеф, батиметрию, уровень воды и искусственные сооружения.

Форматы записи географических координат

При определении географического положения объекта на карте, мы используем географические координаты. Географические координаты состоят из широты (значение от -90° до 90°) и долготы (значение от -180° до 180°). Чтобы определить координаты на карте, мы используем графическую сетку, разделенную на шаги.

Первый шаг в определении географических координат — это определение широты. Широта измеряется от экватора и может быть либо северной, либо южной, в зависимости от положения объекта. Самый простой способ определить широту — это использовать шаг географической сетки. Замерить широту можно с помощью долотра на карте и вычислить значение широты в градусах.

Третий шаг — определение высоты объекта. Высота относится к высоте объекта над уровнем моря. Для определения высоты используются специальные приборы, такие как альтиметр. С помощью них можно измерить высоту и получить значение в метрах или футах.

Четвертый шаг — определение расстояний между объектами на карте. Для определения расстояний используются различные методы, такие как использование шкалы на карте или специальных инструментов для замера расстояния.

Запись географических координат может иметь различные форматы. Один из наиболее распространенных форматов — формат в градусной системе. Например, широта может быть записана в формате «N55°30′15″», где «N» означает северную широту, «55°» — количество градусов, «30′» — количество минут и «15″» — количество секунд. Долгота может быть записана в формате «E37°25′30″», где «E» означает восточную долготу, «37°» — количество градусов, «25′» — количество минут и «30″» — количество секунд.

Также существуют другие форматы записи географических координат, такие как десятичные градусы и координаты в градусах, минутах и десятичных минутах. Каждый формат имеет свои особенности и может использоваться в разных случаях в зависимости от необходимости.

Основные понятия градусной сетки

Градусная сетка состоит из системы пересекаемых линий, называемыми параллелями и меридианами, у которых есть географические координаты. Координаты нужны для определения местонахождения
объекта на поверхности Земли и для математических расчетов на планах и картах.

Проходит градусная сетка по всему земному шару, с помощью нее можно определить местонахождение любой точки на поверхности Земли, расстояние между объектами и площадь, проверить или
определить масштаб.

Меридианы

Все меридианы имеют направление «север-юг». Между собой все меридианы равны и пересекаются в полюсах. Полная длина меридиана — 40 009 км. Измеряются меридианы в градусах, длина
одного градуса равна 111 км. Всего по земному шару проведено 360 меридиан. Зная величину меридиана в градусах, можно высчитать расстояние в километрах.

Параллели

Направления параллели — «запад-восток». Все параллели параллельны не только экватору, но и друг другу и никогда не пересекаются. Все точки на одной параллели одинаково удалены от
экватора. Протяженность параллелей различна, она уменьшается от экватора к полюсам.

параллель	длина 1° в км	параллель	длина 1° в км
0°	111,3	50°	71,7
5°	110,9	55°	64,0
10°	109,6	60°	55,8
15°	107,6	65°	47,2
20°	104,6	70°	38,42
25°	101,0	75°	28,9
30°	96,5	80°	19,4
35°	91,3	85°	9,7
40°	85,4	90°
45°	78,8

Длина одного градуса параллели

В состав градусной сети входят также Северный и Южный полюсы, а также экватор.

На полюсах нет сторон горизонта, а точки на них не имеют долготы, только широту. Северный и Южный полюса являются точками отсчета при построении меридианов и параллелей.

Экватор равноудален от полюсов. Он разделяет земной шар на два полушария — Южное и Северное. От экватора начинается отсчет широты, сам же экватор имеет широту 0°. Длина экватора
Земли составляет 40076 км.

Важность знания геодезической долготы точки для специалистов

Специалисты геодезии используют геодезическую долготу точки для определения географического положения объектов на Земле, представления данных на картах и в геоинформационных системах. Знание геодезической долготы позволяет точно определить восточную или западную часть меридиана, к которому принадлежит точка, и задать точные координаты этой точки.

Географы и навигаторы также нуждаются в знании геодезической долготы точки для определения местоположения и навигации. Геодезическая долгота является одним из основных параметров, вместе с геодезической широтой, для полного определения географического положения на поверхности Земли. Знание этой характеристики позволяет производить точные расчеты и предсказания в сфере географии и навигации.

Геоинформационные системы широко используют геодезическую долготу для представления и обработки географических данных. Благодаря знанию геодезической долготы точки, специалисты могут создавать точные карты, анализировать пространственные данные, создавать цифровые модели местности и многое другое.

Все эти специалисты должны быть хорошо ознакомлены с понятием геодезической долготы точки и уметь ее определять, чтобы быть компетентными в своей работе и обеспечивать точность и надежность полученных результатов.