Координаты что значит

Что такое географические координаты?Почему не совпадают координаты ? Датум и сферойд карты.- Автомобильный туристический навигатор Garmin, эхолот, вид

Координаты что значит

Что такое географические координаты?Почему не совпадают координаты ? Датум и сферойд карты.

Весь материал взят из Википедии — свободной энциклопедии

Географи́ческие координа́ты – определяют положение точки на земной поверхности или, более широко, в географической оболочке. Географические координаты строятся по принципу сферических. Аналогичные координаты применяются на других планетах, а также на небесной сфере[1].

Широта́ — угол φ между местным направлением зенита и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0° до 90° в обе стороны от экватора.

Географическую широту точек, лежащих в северном полушарии, (северную широту) принято считать положительной, широту точек в южном полушарии — отрицательной.

О широтах, близких к полюсам, принято говорить как о высоких, а о близких к экватору — как о низких.

Из-за отличия формы Земли от шара, географическая широта точек несколько отличается от их геоцентрической широты, то есть от угла между направлением на данную точку из центра Земли и плоскостью экватора.

Широту места можно определить с помощью таких астрономических инструментов, как секстант или гномон (прямое измерение), также можно воспользоваться системами GPS или ГЛОНАСС (косвенное измерение).

Долгота́ — двугранный угол λ между плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального нулевого меридиана, от которого ведётся отсчёт долготы. Долготу от 0° до 180° к востоку от нулевого меридиана называют восточной, к западу — западной. Восточные долготы принято считать положительными, западные — отрицательными.

Выбор нулевого меридиана произволен и зависит только от соглашения. Сейчас за нулевой меридиан принят Гринвичский меридиан, проходящий через обсерваторию в Гринвиче, на юго-востоке Лондона. В качестве нулевого ранее выбирались меридианы обсерваторий Парижа, Кадиса, Пулкова и т. д.

От долготы зависит местное солнечное время.

Высота

Чтобы полностью определить положение точки трёхмерного пространства, необходима третья координата — высота. Расстояние до центра планеты не используется в географии: оно удобно лишь при описании очень глубоких областей планеты или, напротив, при расчёте орбит в космосе.

В пределах географической оболочки применяется обычно высота над уровнем моря, отсчитываемая от уровня «сглаженной» поверхности — геоида. Такая система трёх координат оказывается ортогональной, что упрощает ряд вычислений. Высота над уровнем моря удобна ещё тем, что связана с атмосферным давлением.

Расстояние от земной поверхности (ввысь или вглубь) часто используется для описания места, однако не служит координатой.

Географическая система координат

В навигации в качестве начала системы координат выбирается центр масс транспортного средства (ТС).

Переход начала координат из инерциальной системы координат в географическую (то есть из O i {\displaystyle O_{i}} в O g {\displaystyle O_{g}} ) осуществляется исходя из значений широты и долготы.

Координаты центра географической системы координат O g {\displaystyle O_{g}} в инерциальной принимают значения (при расчёте по шарообразной модели Земли):

X o g = ( R + h ) cos ⁡ ( φ ) cos ⁡ ( U t + λ ) {\displaystyle X_{og}=(R+h)\cos(\varphi )\cos(Ut+\lambda )} Y o g = ( R + h ) cos ⁡ ( φ ) sin ⁡ ( U t + λ ) {\displaystyle Y_{og}=(R+h)\cos(\varphi )\sin(Ut+\lambda )} Z o g = ( R + h ) sin ⁡ ( φ ) {\displaystyle Z_{og}=(R+h)\sin(\varphi )} где R — радиус земли , U — угловая скорость вращения Земли, h — высота над уровнем моря.

Ориентация осей в географической системе координат (Г. С.К.) выбирается по схеме:

Ось X (другое обозначение — ось E) — ось, направленная на восток.Ось Y (другое обозначение — ось N) — ось, направленная на север.Ось Z (другое обозначение — ось Up) — ось, направленная на вертикально вверх.

Ориентация трёхгранника XYZ,из-за вращения земли и движения Т. С. постоянно смещается с угловыми скоростями[2].

ω E = − V N / R {\displaystyle \omega _{E}=-V_{N}/R} ω N = V E / R + U cos ⁡ ( φ ) {\displaystyle \omega _{N}=V_{E}/R+U\cos(\varphi )} ω U p = V E R t g ( φ ) + U sin ⁡ ( φ ) {\displaystyle \omega _{Up}={\frac {V_{E}}{R}}tg(\varphi )+U\sin(\varphi )}

Основным недостатком в практическом применении Г. С.К. в навигации является большие величины угловой скорости этой системы в высоких широтах, возрастающие вплоть до бесконечности на полюсе. Поэтому вместо Г. С.К. используется полусвободная в азимуте СК.

Полусвободная в азимуте система координат

Полусвободная в азимуте С. К. отличается от Г. С.К. только одним уравнением, которое имеет вид:

ω U p = U sin ⁡ ( φ ) {\displaystyle \omega _{Up}=U\sin(\varphi )}

Соответственно, система имеет тоже начальное положение, осуществляется по формуле[2]

N = Y w cos ⁡ ( ε ) + X w sin ⁡ ( ε ) {\displaystyle N=Y_{w}\cos(\varepsilon )+X_{w}\sin(\varepsilon )} E = − Y w sin ⁡ ( ε ) + X w cos ⁡ ( ε ) {\displaystyle E=-Y_{w}\sin(\varepsilon )+X_{w}\cos(\varepsilon )}

В реальности все расчёты ведутся именно в этой системе, а потом, для выдачи выходной информации происходит преобразование координат в ГСК.

Форматы записи географических координат

Для записи географических координат может использоваться любой эллипсоид (или геоид), но чаще всего используются WGS 84 и Красовского (на территории РФ).

Координаты (широта от −90° до +90°, долгота от −180° до +180°) могут записываться:

  • в ° градусах в виде десятичной дроби (современный вариант)
  • в ° градусах и ′ минутах с десятичной дробью (самый современный вариант)
  • в ° градусах, ′ минутах и ″ секундах с десятичной дробью (исторически сложившаяся форма записи)

Разделителем десятичной дроби может служить точка или запятая. Положительные знаки координат представляются (в большинстве случаев опускаемым) знаком «+» либо буквами: «N» — северная широта и «E» — восточная долгота. Отрицательные знаки координат представляются либо знаком «−», либо буквами: «S» — южная широта и «W» — западная долгота. Буквы могут стоять как впереди, так и сзади.

Единых правил записи координат не существует.

На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаком «−» для отрицательной долготы.

На картах Google и картах Яндекс вначале широта, затем долгота (до октября 2012 на картах Яндекс был принят обратный порядок: сначала долгота, потом широта).

Эти координаты видны, например, при прокладке маршрутов от произвольных точек. При поиске распознаются и другие форматы.

В навигаторах по умолчанию чаще показываются градусы и минуты с десятичной дробью с буквенным обозначением, например, в Navitel, в iGO. Вводить координаты можно и в соответствии с другими форматами. Формат градусы и минуты рекомендуется также при радиообмене в морском деле. [источник не указан 1939 дней] В то же время часто используется и исконный способ записи с градусами, минутами и секундами.

В настоящее время координаты могут записываться одним из множества способов или дублироваться двумя основными (с градусами и с градусами, минутами и секундами)[3].

Как пример, варианты записи координат знака «Нулевой километр автодорог Российской Федерации» — 55°45′21″ с. ш. 37°37′04″ в. д. (G) (O) (Я):

  • 55,755831°, 37,617673° — градусы
  • N55.755831°, E37.617673° — градусы (+ доп. буквы)
  • 55°45.35′N, 37°37.06′E — градусы и минуты (+ доп. буквы)
  • 55°45′20.9916″N, 37°37′3.6228″E — градусы, минуты и секунды (+ доп. буквы)

При необходимости форматы можно пересчитать самостоятельно: 1° = 60′ (минутам), 1′ (минута) = 60″ (секундам). Также можно использовать специализированные сервисы. См. ссылки.

Датум карты

Датум (лат. Datum) — набор параметров, используемых для смещения и трансформации референц-эллипсоида в локальные географические координаты.

Понятие «Датум» используется в геодезии и картографии для наилучшей аппроксимации к геоиду в данном месте. Датум задается смещением референц-эллипсоида по осям: X, Y, Z, а также поворотом декартовой системы координат в плоскости осей на угол rX, rY, rZ. Также необходимо знать параметры референц-эллипсоида а и f, где а — размер большой полуоси, f — сжатие эллипсоида.

Чаще всего с датумами приходится сталкиваться в GPS-приемниках, в ГИС-системах и в картографии при использовании какой-либо локальной координатной сети.

Преобразование координат в таких системах из одного датума в другой может, в общем случае, выполняться автоматически.

Неверная установка датума (либо неправильное его преобразование) в итоге дает горизонтальные и вертикальные ошибки определения места величиной от нескольких до сотни и даже больше метров.

WGS 84 (англ. World Geodetic System 1984) — всемирная система геодезических параметров Земли 1984 года, в число которых входит система геоцентрических координат. В отличие от локальных систем, является единой системой для всей планеты. Предшественниками WGS 84 были системы WGS 72, WGS 66 и WGS 60.

WGS 84 определяет координаты относительно центра масс Земли, погрешность составляет менее 2 см. В WGS 84 нулевым меридианом считается Опорный меридиан, проходящий в 5,31″(~100 м) к востоку от Гринвичского меридиана. За основу взят эллипсоид с бóльшим радиусом — 6 378 137 м (экваториальный) и меньшим — 6 356 752,3142 м (полярный). Практическая реализация идентична отсчётной основе ITRF.

Список датумов

  • WGS84 (World Geodetic System 1984). Глобальный датум, использующий геоцентрический общемировой эллипсоид, вычисленный по результатам точных спутниковых измерений. Используется в системе GPS. В настоящее время принят как основной в США.
  • Пулково-1942 (СК-42, Система координат 1942) Локальный датум, использующий эллипсоид Красовского, максимально подходящего к европейской территории СССР. Основной (по распространенности) датум в СССР и постсоветском пространстве.
  • ПЗ-90 (Параметры Земли 1990) Глобальный датум, основной (с 2012 года) в Российской Федерации.
  • NAD27 (Nord American Datum 1927). Локальный датум для североамериканского континента.
  • NAD83 (Nord American Datum 1983). Локальный датум для североамериканского континента.

Всего известно несколько десятков локальных датумов для разных регионов Земли. Почти каждый из них имеет несколько модификаций.

Источник: http://gps-vologda.ru/koordinaty-sferoid-datum

Что такое Координаты

Координаты что значит

Координаты — 1. Данные о местоположении кого-л., чего-л., определяемые на основе таких величин.
2. перен. разг. Сведения о местонахождении, местопребывании кого-л.

Координаты в Энциклопедическом словаре:

Координаты — (от лат. co — совместно и ordinatus — упорядоченный -определенный), числа, заданием которых определяется положение точки наплоскости, на поверхности или в пространстве.

Прямоугольные (декартовы)координаты точки на плоскости суть снабженные знаками + или — расстоянияQM = OP (=х — абсцисса) и PM = OQ (=y — ордината) точки М от двух взаимноперпендикулярных прямых Ох и Оу (осей координат).

Систему координат впространстве определяют три взаимно перпендикулярные плоскости,относительно которых положение точки М определяется тремя координатами: х(абсцисса), у (ордината) и z (аппликата). Точка О в обоих случаяхназывается началом координат.

Полярные координаты точки на плоскости -расстояние ОМ = r этой точки от фиксированной точки О (полюса) и угол РОМ=? между ОМ и полярной осью ОР (r — радиус-вектор, ? — полярный угол). Впространстве аналогом полярных координат служат цилиндрические координатыи сферические координаты. На поверхностях определяются криволинейныекоординаты (напр., географические координаты — долгота и широта на сфере).

в геодезии — величины, определяющие положение точки земнойповерхности относительно поверхности земного эллипсоида: широта, долгота,высота. Определяются геодезическими методами.

Определение слова «Координаты» по БСЭ:

Координаты — [от лат. co (cum) — совместно и ordinatus — упорядоченный, определённый], числа, заданием которых определяется положение точки на плоскости, на любой поверхности или в пространстве. Первыми вошедшими в систематическое употребление К.

являются астрономические и географические К. — широта и долгота, определяющие положение точки на небесной сфере или на поверхности земного шара (см. Небесные координаты, Географические координаты). В 14 в. французский математик Н. Орем пользовался К.

на плоскости для построения графиков, называя долготой и широтой то, что теперь называют абсциссой и ординатой. Более систематически К. стали применяться к вопросам геометрии на плоскости в 17 в. Заслуга выяснения всего значения метода К.

, позволяющего систематически переводить задачи геометрии на язык математического анализа и, обратно, истолковывать геометрически факты анализа, принадлежит французскому учёному Р. Декарту. Кроме К. точки, рассматривают также К. прямой, плоскости и других геометрических объектов.

В теоретической механике употребляют К. механических систем — числа, определяющие положение механической системы (например, некоторого твёрдого тела) в каждый момент времени.Рис.1

Координаты точки на плоскости. Аффинные, или общие декартовы, К. точки на плоскости получают, выбирая точку O (начало К.) и два не лежащих на одной прямой вектора OЇA и OЇB, исходящих из точки O. Положение точки P определяется (в выбранной системе К.) двумя К.: абсциссой

и ординатой
где XP параллельно OB и YP параллельно OA. В частном случае, когда векторы OЇA и OЇB перпендикулярны и имеют одну и ту же длину, получают наиболее употребительные прямоугольные К. Если угол между OЇA и OЇB произволен, но длины этих векторов одинаковы, то получают те косоугольные К., рассмотрением которых ограничивался сам Декарт (часто только их и называют декартовыми, сохраняя для общих декартовых К. название аффинные К.).Рис.2

Полярные К. точки на плоскости получают, выбирая точку О (полюс). выходящий из неё луч ON и единицу измерения длин. Координатами точки P служат расстояние &rho. = OP и угол &phi. = &#x2220.NOP. Чтобы получить возможность поставить в соответствие каждой точке плоскости P пару чисел (&rho., &phi.

), достаточно рассматривать &rho. и &phi., подчинённые неравенствам 0 &le. &rho. < &infin., 0 &le. &phi. < 2&pi.. За исключением точки O, для которой &rho. = 0, а угол &phi. не определён, соответствие между точками P, отличными от O, и парами (&rho., &phi.

), подчинёнными указанным условиям, взаимно однозначно.

Из других специальных систем К. на плоскости следует отметить также Эллиптические координаты.

В случае аффинных К. линии х= const образуют пучок прямых, параллельных оси Oy, а линии у = const — другой пучок прямых, параллельных оси Ox, через каждую точку плоскости Р (х0, у0) проходит одна прямая первого пучка (х = x0) и одна прямая второго пучка (y = y0). В случае полярных К. линии
&rho. = const являются окружностями, а линии &phi. = const — лучами, выходящими из начальной точки O. через каждую точку P, отличную от O, проходит ровно по одной линии каждого из двух семейств. отметки &rho.0 и &phi.0 этих двух линий и являются К. точки P. В более общем случае можно рассмотреть в какой-либо области G плоскости две функции точки u(P) и v(P) такого рода, что каждая линия u(P) = const пересекается с каждой линией семейства v(P) = const в пределах области G не более чем в одной точке. Очевидно, что в этом случае числа u(P) и v(P) однозначно определяют положение точки P в области G, т. е. являются К. точки P в этой области. линии, определяемые уравнениями u = const или v = const, называют при этом координатными линиями.
Криволинейные координаты на поверхности. Изложенная идея применима без всяких изменений и к введению криволинейных К. на произвольной поверхности. Например, для случая долготы &phi. и широты &theta. на сфере линиями &phi. = const являются меридианы, а линиями &theta. = const — широтные круги, расположение которых всем хорошо известно из элементов географии. Криволинейные, или, как их иначе называют, гауссовы, К. на произвольной поверхности являются основным аппаратом дифференциальной геометрии поверхностей.
Однородные координаты на плоскости. Евклидова плоскость, дополненная бесконечно удалёнными элементами, может рассматриваться с проективной точки зрения как замкнутая поверхность (см. Проективная плоскость), на которой бесконечно удалённые точки не играют какой-либо особой роли. На всей проективной плоскости введение К., характеризующих положение точки парой чисел (u, v) с сохранением взаимной однозначности и непрерывности соответствия, невозможно. Вместо этого пользуются однородными К. При этом каждой точке ставятся в соответствие не пары, а тройки чисел (x1, x2, x3), причём двум тройкам (x1, x2, x3) и (x1&rsquo., x2&rsquo., x3&rsquo.) соответствует одна и та же точка только тогда, когда входящие в них числа пропорциональны, т. е. существует такой множитель &lambda., что
x1&rsquo. = &lambda.x1, x2&rsquo. = &lambda.x2, x3&rsquo. = &lambda.x3.Такие системы координат играют большую роль в геометрии.Рис.3

Координаты точки в пространстве. Аффинные, или общие декартовы, К. в трёхмерном пространстве вводятся заданием точки O и трёх векторов ex = OЇA, ey = OЇB, ez = OЇC, не лежащих в одной плоскости. Для получения К. x, y, z точки P вектор OЇP представляют в виде

OЇP = xex + yey + zez.Рис.4В простейшем случае прямоугольных К. векторы ex, еу, ez попарно перпендикулярны и имеют единичную длину. В пространстве возможны два существенно различных типа систем прямоугольных К.: правая система (см.рис.3, где ey и ez лежат в плоскости чертежа, а ex направлен вперёд, к читателю) и левая система (см.рис.3, где ex и ez лежат в плоскости чертежа, а еу направлен к читателю).
В пространстве пользуются также системами криволинейных К., общая схема которых такова: в какой-либо области G пространства рассматриваются три функции точки u(P), v(P), w(P), подчинённые условию, чтобы через каждую точку P области G проходила одна поверхность семейства u = const, одна поверхность семейства v = const и одна поверхность семейства w = const. Тем самым каждой точке ставятся в соответствие три числа (u, v, w) — её К. Поверхности, определяемые уравнениями u = const, или v = const, или w = const, называют координатными.

В приложениях (к механике, математической физике и пр.) наиболее употребительны некоторые специальные системы криволинейных К., а именно: Сферические координаты, Цилиндрические координаты.

Координаты прямой, плоскости и т. п. Принцип двойственности (см. Двойственности принцип), устанавливающий равноправность точек и прямых в геометрии двух измерений и равноправность точек и плоскостей в геометрии трёх измерений, подсказывает ту мысль, что с помощью особых К. могут быть определены положения прямых и плоскостей. Действительно, если, например, в прямоугольных К. уравнение прямой (не проходящей через начало К.) приведено к виду ux + vy + 1 = 0,
то числами u и v (u = —1/a, v = —1/b, где а и b суть «отрезки», отсекаемые прямой на осях) вполне определяется положение прямой. можно принять (u, v) за К. (так называемые тангенциальные К.) прямой линии. Симметричность уравнения ux + vy + 1 = 0 относительно пар (x, y) и (u, v) является аналитическим выражением принципа двойственности. Вполне аналогично случаям n = 2 (плоскость, поверхность) и n = 3 (трёхмерное пространство) употребление К. в n-мepном пространстве.
Лит. см. при ст. Аналитическая геометрия.
А. Н. Колмогоров.

Координаты — в геодезии, совокупность трёх чисел, определяющих положение точки земной поверхности относительно некоторой исходной поверхности. Последняя, так называемая поверхность относимости, суть поверхность, заменяющая в некотором приближении поверхность Геоида.

В зависимости от целей за поверхность относимости принимают плоскость (в топографии это плоскость проекции Гаусса-Крюгера, см. Геодезические проекции, Прямоугольные координаты), сферу — поверхность
«земного шара», поверхность Референц-эллипсоида (см. также Земной эллипсоид).
Геодезические К.

точки: широта В (угол, образованный проходящей через данную точку нормалью эллипсоида с плоскостью его экватора), долгота L (угол между плоскостями меридиана данной точки и начального меридиана), высота Н (расстояние данной точки от эллипсоида по нормали к нему). Геодезические К. непосредственно из наблюдений получены быть не могут.

Для любой точки, включенной в геодезическую сеть, они могут быть вычислены по данным геодезических измерений.
Астрономические К. точки: широта &phi. — угол, образованный отвесной линией в данной точке с плоскостью земного экватора. долгота &lambda. — угол между плоскостями астрономических меридианов данной точки и начального.

так, определённые астрономические координаты
&phi. и &lambda. называются также географическими координатами. К &phi. и &lambda. присоединяется ещё нормальная высота Н&gamma. (расстояние данной точки от квазигеоида по отвесной линии), которая часто отождествляется с высотой точки над уровнем моря. Астрономические координаты
&phi. и &lambda.

получают из астрономических наблюдений (см. Геодезическая астрономия). высоты точек земной поверхности получают из нивелирования. Геодезические К. какой-либо точки отличаются от астрономических К. той же точки за счёт выбора эллипсоида и несовпадения отвесной линии с нормалью к эллипсоиду (см. Отклонение отвеса). Сравнение геодезических и астрономических К.

ряда точек земной поверхности даёт возможность изучить на данном участке поверхность геоида (точнее квазигеоида) относительно применяемого эллипсоида (астрономическое нивелирование и Астрономо-гравиметрическое нивелирование).
В геодезии используют также и др. виды К.

В связи с развитием космической геодезии большое значение приобрели прямоугольные геодезические координаты X, Y, Z, начало которых O совмещено с центром эллипсоида, а ось Z направлена по малой его оси. Переход от В, L, Н к X, Y, Z совершается по довольно простым формулам.
При изучении многих вопросов геодезии используются также различные криволинейные К.

на поверхности эллипсоида. На практике — при использовании данных геодезии и топографических карт — применяют прямоугольные К. на плоскости геодезической проекции.
Лит.: Красовский Ф. Н., Руководство по высшей геодезии, ч. 2, М., 1942. 3акатов П. С., Курс высшей геодезии, 3 изд., М., 1964. Морозов В. П., Курс сфероидической геодезии, М., 1969. Грушинский Н. П., Теория фигуры Земли, М., 1963.
Г. А. Мещеряков.

Источник: https://xn----7sbbh7akdldfh0ai3n.xn--p1ai/koordinati.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.