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经度和纬度的概念

编辑:驾驶网    来源:驾驶网    2009-03-11    👁10971  

 

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jLat.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NS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λLong.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EW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(jl)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=j2j1

Dl=l2l1

式中:j2j1分别为起点纬度和到达点纬度:l2l1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。

 

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