Współrzędne geodezyjne i szerokość geograficzna, długość geograficzna

To jest świetne pytanie, ponieważ odkrywa ważne źródła powszechnych nieporozumień. Krótka odpowiedź jest taka, że chociaż oczywiście szerokość i długość geodezyjna są formą szerokości i długości geograficznej, nie są one jedynymi, a różnice nie są trywialne, więc powinniśmy uważać, aby ich nie pomylić.

We wszystkich przypadkach szerokość i długość geograficzna są liczbami używanymi do oznaczania punktów na powierzchni Ziemi. Zazwyczaj definicja długości geograficznej jest prosta, ponieważ wszystkie modele Ziemi oprócz najbardziej szczegółowych ” Załóżmy, że powierzchnia jest symetryczna obrotowo. (Geoidy , które uwzględniają anomalie grawitacyjne, są możliwym wyjątkiem, ale ten poziom szczegółowości jest zwykle używany tylko do opracowania dokładnej wysokości współrzędne bez modyfikowania leżącej pod nimi szerokości i długości geograficznej.) Linie długości geograficznej to południki i mogą być wyznaczane przez kąt, jaki tworzą z wyznaczonym południkiem pochodzenia, a " południk główny. "

Istnieje wiele różnych rodzajów szerokości geograficznych. Najlepiej jest je omawiać w kontekście, w którym podano elipsoidalny model Ziemi, taki jak WGS84 lub GRS80 elipsoidy . Szerokość geograficzna zależy od elipsoidy odniesienia. (Jest to ważne w przypadku korzystania z danych odnoszących się do historycznych elipsoid , takich jak elipsoida Clarke 1866. W przypadku nowszych elipsoid, ustalonych na podstawie pomiarów satelitarnych, różnice są tak małe jako interesujące tylko wtedy, gdy wymagania dotyczące dokładności i precyzji są bardzo wysokie (poniżej metra).)

• Szerokość geodezyjna to (ze znakiem) kąt między lokalną normalną (" prosto w górę " kierunek) a płaszczyzną równika. Powinno to być domyślne rozumienie przez profesjonalistę, co oznacza " latitude ", mimo że różni się od definicji nauczanej dzieci. – i dlatego jest to powszechne rozumienie wśród laików – które odpowiada geocentrycznej szerokości geograficznej (dla modelu sferycznego). Oba mogą różnić się o dziesiątki kilometrów, spory ułamek jednego stopnia.

• Geocentryczna szerokość geograficzna to (ze znakiem) kąt określony przez kierunek z środek ziemi do punktu. Rozróżnienie między geocentrycznymi i geodezyjnymi szerokościami geograficznymi jest zilustrowane w linkach, a także w mojej odpowiedzi pod adresem Jak obliczyć Ziemię ' s promień na danej szerokości geodezyjnej? .

• Dodatkowe szerokości geograficzne zostały zdefiniowane, aby pomóc w tworzeniu dokładnych map o określonych właściwościach, takich jak bycie con formalne, o równym obszarze (" authalic ") lub izometryczne. (Zmieniając nieznacznie szerokość geograficzną, " projektujemy " elipsoidę na kulę, a następnie wykonujemy rzut ze sfery na płaszczyznę, aby zrobić mapę. Ten ostatni krok jest stosunkowo prosty, ponieważ nie wymaga obsługi skomplikowanych formuł elipsoidalnych, podczas gdy początkowa zmiana szerokości geograficznej zwiększa ogólną dokładność mapy.)

• " izometryczna szerokość geograficzna " nie jest „nawet w stopni; jest to w zasadzie współrzędna północna dla odwzorowania Mercatora.

Kiedy zmieniamy model Ziemi (elipsoida odniesienia), otrzymujemy inny zestaw szerokości geograficznych całkowicie. Często dzieje się tak, gdy szerokość geograficzna oparta na elipsoidzie jest traktowana jako szerokość geograficzna oparta na modelu sferycznym. Niedawno przeanalizowałem wynikowy błąd w Jak dokładne jest przybliżenie Ziemi jako kuli? , znajdując przemieszczenia (między prawidłową lokalizacją wyznaczoną przez szerokość geograficzną a pozorną lokalizacją ) może mieć nawet 20 km. Różnice między różnymi używanymi szerokościami geograficznymi (patrz " dodatkowe szerokości geograficzne " powyżej) mogą być tego samego rzędu wielkości, więc nawet bardzo zgrubne mapowanie należy zwrócić uwagę na to, co się dzieje.

Dodatkowe odniesienia

Dobrym, ale wysoce technicznym źródłem informacji o wielu formach szerokości geograficznej jest

Bugayevskiy, Lev M.& John P. Snyder, Map Projections, A Reference Manual. Taylor & Francis, Londyn (1995) .

Zobacz strony 33-37, aby zapoznać się z wzorami, a w Dodatku 5 – z tabelą izometrycznych szerokości geograficznych.

Komentarze

• Dziękuję ty, whuber, za takie uproszczone i świetne wyjaśnienie. To wystarczająco wyjaśniło moje wątpliwości.

Tak, cytując Wikipedia :

We współrzędnych geodezyjnych powierzchnia Ziemi jest przybliżona przez elipsoidę, a lokalizacje w pobliżu powierzchni są opisane za pomocą szerokości geograficznej (phi), długości geograficznej (lambda) i wysokości (h)

Ale, jak skomentował Alex Markov, należy pamiętać o datach

Myślę, że to byłoby dla Ciebie odpowiednie wyjaśnienie (przeczytaj je wszystkie) …

Współrzędne geodezyjne

Szerokość geograficzna i długość geograficzna punktu na powierzchni ziemi, wyznaczona za pomocą geodezyjnego pomiaru odległości (głównie metodą triangulacji) i namiaru (azymutu) z kilku innych punktów, których współrzędne geograficzne są znane. Współrzędne geodezyjne są c obliczone na powierzchni elipsoidy odniesienia, która jest charakterystyką kształtu i wymiarów Ziemi. Różnią się one w niewielkim stopniu od szerokości i długości geograficznej mierzonych metodami astronomicznymi z powodu niedokładności pomiarów przyjętej elipsoidy oraz odchyleń od prostopadłości. Wraz ze współrzędnymi geodezyjnymi punktu brana jest również pod uwagę jego wysokość. Jest obliczany na podstawie powierzchni przyjętej elipsoidy odniesienia i różni się od jej wysokości nad poziomem morza wielkością odchylenia geoidy od tej elipsoidy.

The Great Soviet Encyclopedia, wydanie 3 (1970-1979).

Mam nadzieję, że to pomoże …

Komentarze

• Cześć Aragon! Powiedziałeś: " Szerokość i długość geograficzna punktu na powierzchni ziemi, określone za pomocą geodezyjnego pomiaru odległości (głównie metodą triangulacji) i namiaru (azymut ) z kilku innych punktów, których współrzędne geograficzne są znane. " Czy więc mierzymy odległość w odniesieniu do szerokości geograficznej początkowej lub środka Ziemi?
• @GS Tomar: Raczej późno, ale takie odległości są mierzone na powierzchni ziemi (lub przeliczane na powierzchnię elipsoidy).
• Dziękuję Aragonie za odpowiedź. Po ponownym przeczytaniu Twojego komentarza w odniesieniu do komentarza " whuber ", wszystko jest dla mnie całkiem jasne.