经度和纬度的概念
一、地球形状 航海上游艇和物标的坐标、方向、距离和船位等都是以地球为基础的，因而需要对地球的形状和大小有所了解。地球的自然表面是一个崎岖不平、非常复杂的不规则的曲面。地球的真实形状是一个不规则的椭圆体，即纬度圈和赤道并不是严格的正圆；子午圈也不是严格的椭圆；南北半球并不互相对称。 航海上为了计算上的方便，在精度要求不高的情况下，通常把地球圆球体作为大地球体的第一近似体，并假设此正圆球体的大圆弧的一分弧长，正好是等于1 海里的长度，即1852米。因此，其半径R≈6370公里。在需要较为准确的计算时，则应把地球当作两极略扁的地球椭圆体(大地球体的第二近似体)。如图4-1-1所示。它是由椭圆PNqPSq'绕其短轴PNPS旋转而成的几何体。地球椭圆子午线的参数，由于各国大地测量所采用的纬度和测量精度不同，略有差异。我国过去曾采用苏联克拉索夫斯基的地球椭圆体参数，即： 长半轴a=6 378 245 m 短半轴b=6 356 863 m 而1924年国际测量学会决定采用的地球椭圆体参数是： 地球椭球面与该地大地水准面的高程差，最大不超过100m。但在卫星定位中，天线高度仍须考虑改正此差值。 二、地理坐标 地理坐标的基准圈是赤道，北极是基准圈的极，格林子午线与赤道的交点是地理坐标的原点。 地面上某点的地理经度(Geographic longitude)是这样来确定的：以格林子午线为基准，用该子午线与某点子午线之间所截的赤道短弧，作为某点的地理经度(l)。地理经度的计算方法是：从格林子午线起算，沿赤道向东或向西，由0º到180º计量，计算至该点子午线，向东计算的叫东经，向西计算的叫西经。 地面上某点的地理纬度(Geographic latitude)是这样来确定的：以赤道为基准，用椭圆子午线在某点的法线与赤道面的交角，作为该点的地理纬度(j)。地理纬度的计算方法是：从赤道起算，沿子午面向北或向南，由0º到90º计量，在赤道以北的叫北纬，以南的叫南纬。 将地球看作椭圆体，O为地球椭圆体中心，Pn为北极，Ps为南极：过短轴PnPs的任意平面是子午圈平面，它与地球椭圆体表面相交的截痕是一个椭圆，称为子午圈，其中通过测者由北极到南极的半个椭圆叫做子午线或经线。通过英国伦敦格林尼治天文台子午仪的子午线叫做格林(尼治)子午线；与赤道平面平行的平面与地球椭圆体表面相交的截痕是一个小圆，称为纬度圈。 地球椭圆体表面任意一点的位置，可以用地理坐标，即地理经度和地理纬度来表示。地理纬度简称纬度，地球椭圆子午线上某点的法线与赤道面的夹角作为该点的地理纬度。航海上通常用j或Lat．表示。其度量方法为：从赤道向北或向南，从0º~90º，在赤道以北的称为北纬，在赤道以南的称为南纬，分别用N和S表示。例如，北京的纬度是39º54'.4N。地理经度简称经度，格林经线与某点经线在赤道上所截的短弧长。航海上通常用λ或Long．表示。其度量方法是：从格林经线起算，向东或向西由0º~180º，在格林经线以东的称为东经，在格林经线以西的称为西经，分别用E和W表示。例如北京的经度是116º28'.2E。 地理坐标的起算点是赤道与格林子午线的交点。纬度圈上任意一点的纬度都是相等的，经线上任意一点的经度也都是相等的。 三、纬差与经差 当游艇由一点航行到另一点，它的地理坐标(j，l)就发生了变化，其方向和大小的改变用纬差和经差表示。纬差是地面上两点纬度之差，用Dj表示。在圆球体上，即为两纬圈在经线上所夹的弧长。经差是地面上两点经度之差(小于180º)，既为两经线在赤道上所夹的弧长，用Dl表示。经差和纬差的计算公式是： Dj=j2—j1， Dl=l2—l1： 式中：j2，j1分别为起点纬度和到达点纬度：l2，l1分别为起始点经度和到达点经度。且规定北纬为“＋”，南纬为“－”。当Dj为正值时，说明到达点在起航点之北面，纬差为北，用N表示；当Dj为负值时，说明到达点在起航点之南面，纬差为南，用S表示。式中东经为“＋”，西经为“－”。当Dl为正值时，说明到达点在起航点之东面，经差为东，用E表示；反之，经差为负值时，说明到达点在起航点之西面，经差为西，用W表示。经差最大不超过180º，当计算结果的绝对值大于180º时，应用360º减之，并改变原来的符号。 |
