Геосферическая система координат

Системы координат

На основании геодезических измерений установлено, что Земля представляет собой небесное тело, не имеющее простой геометрической формы. За геометрическое тело, близкое к истинной форме Земли, принят геоид.

Геоидом называется геометрическое тело, ограниченное условной поверхностью, которая является продолжением поверхности океанов в их спокойном состоянии. Геоид не имеет простого математического выражения, поэтому производить точные вычисления по его данным очень сложно. Для упрощения различных вычислений геоид заменяют эллипсоидом вращения, который имеет правильную геометрическую форму и незначительно отличается от геоида.

Эллипсоидом вращения называется геометрическое тело, образованное вращением эллипса вокруг его малой оси. Земля непрерывно вращается с запада на восток. Диаметр, вокруг которого происходит это вращение, называется осью вращения Земли. Эта ось пересекается с поверхностью Земли в двух точках, которые называются географическими полюсами: один Северный (С), а другой Южный (Ю). Через любую точку на земном шаре можно провести большой и малыекруги. Большим называется круг, образованный на земной поверхности плоскостью сечения, проходящей через центр Земли.

Малым называется круг, образованный на земной поверхности плоскостью сечения, не проходящей через Земли.

Большой круг, плоскость которого перпендикулярна оси вращения Земли, называется экватором.

Экватор делит земной шар на Северное и Южное полушарие.

Малый круг, плоскость которого параллельна экватору, называется параллелью.

Большой круг, проходящий через полюсы Земли, называется географическим, или истинным меридианом.

Меридиан, проходящий через Гринвичскую астрономическую обсерваторию, находящуюся в Англии вблизи Лондона, принят по международному соглашению в качестве начального или нулевого меридиана.

Начальный меридиан делит земной шар на Восточное и Западное полушарие.

Глобальные системы координат

Для задания и отчетов координат объектов на поверхности Земли и в околоземной зоне целесообразно использовать геоцентрическую систему координат, одна координатная плоскость которой проходит через плоскость земного экватора, а 2^е другие перпендикулярны к первой, т.е. геоцентрическую экваториальную прямоугольную несвязанную систему.

При решении задач радионавигации обычно используется геоцентрическая координатная система в виде 3^х ее вариантов.

- географическая система координат;

- геосферическая система координат;

- ортодромическая система координат;

Географическая система координат.

Если в качестве модели характеризующей форму Земли, принят эллипсоид вращения (референц-эллипсоид), для навигационных определений используют географическую систему координат.

Рис. 1.7. Географическая система координат.

Географическая система координат представляет собой систему координат на поверхности геоида, и используется для определения положения точки на его поверхности. За начало отсчета в этой системе приняты: плоскость географического экватора и плоскость Гринвичского меридиана.

Положение точки в данной системе определяется:-

- географической широтой.(φ);

- географической долготой(λ).

Географической широтой (φ) называется - угол между плоскостью экватора и нормалью опущенной к геоиду в данной точке (М). Широту измеряют от экватора к северу и югу от 0^о до 90°. Широта, отсчитываемая к северу, называется северной и считается положительной. Широта, отсчитываемая к югу, называется южной и считается отрицательной.

Географическойдолготой (λ) называется - двухгранный угол между плоскостью Гринвичского меридиана и плоскостью меридиана точки (М).

Долготу измеряют от меридиана Гринвича к востоку и западу от 0^о до 180^о. Долгота, отсчитываемая на восток, называется восточной и считается положительной. Долгота, отсчитываемая на запад, называемая западной и считается отрицательной.

Меридиан, имеющий долготу 180°, по международным соглашениям принят в качестве линии смены дат и начала международной разграфки карт.

Геосферическая система координат

Основывается на сферической модели формы Земли (шар). При этом географическая долгота λ_е совпадает с географической; а географическая широта φ_е отличается от географической на угол ∆φ между направлением к центру Земли и нормалью к ее поверхности.

Рис.1.8. Геосферическая система координат