На эллипсоиде задается система геодезических координат (сетка меридианов и параллелей) и координаты любой точки определяются геодезическими координатами (широтой В и долготой L).
Геодезическая широта В это угол, заключенный между плоскостью экватора и нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке.
Геодезическая долгота - двугранный угол, заключенный между плоскостями начального меридиана и меридиана данной точки.
Поскольку координаты (широты и долготы) задаются на поверхности референц эллипсоида, одна и та же точка на Земле будет иметь разные координаты в разных странах. И наоборот, одни и те же численные значения В и L будут соответствовать разным точкам на картах разных стран. Это создает сложности для международной аэронавигации, поэтому ИКАО приняло решение с 1 января 1998 г. публиковать в документах аэронавигационной информации координаты пунктов в единой для всего мира системе координат, называемой WGS-84 (World Geodetic System).
Рис.23.1. Геодезические координаты
Если очень высокая точность решения навигационных задач не требуется, то Землю можно рассматривать как сферу и в качестве географических использовать сферическую систему координат. В этом случае используется нормальная сферическая система координат, полюсы которой совпадают с географическими полюсами нашей планеты, т.е. точками, в которых оси вращения Земли пересекает ее поверхность. Система координат на сфере строится с помощью больших кругов.
Большим кругом называется окружность, образующаяся в результате сечения сферы плоскостью, проходящей через центр сферы.
Радиус большого круга равен радиусу самой сферы. Он называется большим, поскольку на сфере нельзя нарисовать окружность с радиусом еще большим. Все другие круги на сфере называются малыми.
|
|
Экватор- большой круг, плоскость которого перпендикулярна оси вращения Земли.
Меридиан - большой круг, плоскость которого проходит через ось вращения Земли.
Параллель — малый круг, плоскость которого перпендикулярна оси вращения (параллельна экватору).
Экватор на Земле один, а меридианов бесчисленное множество - ведь через каждую точку можно провести свой меридиан. Все они одинаковы и равноправны, поэтому условно один из них выбирают в качестве начального.
Широтой φ (сферической широтой) точки на поверхности земной сферы называется угол, заключенный между плоскостью экватора и направлением из центра сферы в данную точку.
Широта изменяется от 90° южной широты до 90° северной широты. При расчетах по формулам северную широту можно считать положительной, а южную отрицательной. На экваторе широта равна нулю, а на географических полюсах ±90°.
Долготой λ (сферической долготой) точки на поверхности сферы называется двугранный угол, заключенный между плоскостями начального меридиана и меридиана данной точки.
Этот угол можно показать как плоский в плоскости экватора (рис.23.2). В качестве начального меридиана используется гринвичский меридиан (Greenwich meridian), который когда-то проходил через расположенную вблизи Лондона Гринвичскую обсерваторию (сейчас обсерватория переехала на другое место, но меридиан сохранился).
Рис. 23.2. Сферические координаты
Долгота изменяется от 180° западной долготы до 180° восточной. При расчетах по формулам им также можно приписывать знаки соответственно минус и плюс (или наоборот, как это принято, например в США).
|
|
Единицами измерения широты и долготы являются угловые градусы, минуты и секунды, а иногда и их десятичные доли (десятые, сотые и т.д.). За рубежом используются следующие буквенные обозначения:
N (north) - север, S (south) - юг, Е (east) - восток, W (west) - запад.
Одни и те же значения широты и долготы в документах аэронавигационной информации, при выполнении различных навигационных расчетов могут быть представлены по-разному:
37° 23' 12" с.ш. = N37° 23.2' = +37.38667°.
134° 45' 45" з.д. = W134° 45.75' - -134.7625°.
На картах нанесена сетка меридианов и параллелей, с помощью которой можно определить координаты точки или найти точку с известными координатами. Для того, чтобы это можно было сделать точнее, на обрезах карты, а на аэронавигационных картах - и на самих меридианах и параллелях, сделаны промежуточные деления (рис. 23.3).
рис.23.3
Длина дуги большого круга (в частности экватора и меридиана) протяженностью в 1° в среднем равна 111,2 км. Именно в среднем, потому, что на самом деле меридиан является не окружностью, а эллипсом и длина дуги в 1° различна на разных широтах. Соответственно, длина дуги в одну минуту составляет в среднем 1,853 км, а секунды - около 31 м.
Длина параллели, которая является не большим, а малым кругом, уменьшается по мере приближения к полюсу, т.е. с увеличением широты. Длина дуги в 1° на параллели с широтой φ составляет 111,2cosφ
Расстояния на земной поверхности измеряются в метрах, километрах, а за рубежам часто и в морских милях (nautical mailes, NM). Величина морской мили соответствует средней длине одной минуты меридиана. В морской и воздушной навигации принято фиксированное значение длины морской мили (м.мили) - 1852 м. Ведь единица измерения не должна быть разной на различных широтах.
1 м.миля = 1,852 км; S км =1,852 8 м.миль.