Geografiske koordinater

fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigasjon Hopp til søk
Verdenskart med linjer for breddegrad og lengdegrad i Robinson -projeksjon

De geografiske koordinatene er sfæriske koordinater som posisjonen til et punkt på jordoverflaten kan beskrives med. Den geografiske breddegraden måles fra ekvator mot nord (0 ° til 90 ° nord ved nordpolen) og sør (0 ° til 90 ° sør ved sørpolen), den geografiske lengdegraden fra hovedmeridianen fra 0 ° til 180 ° mot øst og fra 0 ° til 180 ° mot vest. Breddegradsirkler (linjer med konstant breddegrad) går parallelt med ekvator , lengdegrader (linjer med konstant lengde) går gjennom nord- og sørpolen .

Koordinatsystem

Venstre: breddegrad, høyre: lengdegrad.
Geografiske koordinater på sfæren

Jordens tavle er et tenkt koordinatsystem på jordoverflaten med sirkler av lengdegrad og breddegrad som krysser hverandre i rette vinkler. Den brukes til å bestemme den geografiske plasseringen , dvs. for å definere et sted. Breddegradene telles fra ekvator , polene er 90 ° nord og sør, lengdegradene telles fra en vilkårlig definert primærmeridian mot øst og vest opptil 180 ° hver. Definisjonen av vinklene er det motsatte av det sfæriske koordinatsystemet som vanligvis brukes i matematikk.

Fram til 1900 -tallet, i tillegg til Greenwich -meridianen som brukes i dag, var forskjellige primemeridianer i bruk i forskjellige land, f. B. ferro-meridianen og Meridianen i Paris .

Når du angir koordinater, bør det bemerkes at jorden ikke er en kule, men snarere ligner en ellipsoid . Dette medfører et skifte på opptil 20 km. På grunn av økende kunnskap om jordens form og gravitasjonsfeltet ( geoid ), ble det brukt nasjonalt forskjellige referanser . Koordinater har derfor alltid et spesifikt referansesystem. Internasjonalt i dag brukes World Geodetic System 1984 (WGS84) stort sett.

Representasjon av geografiske koordinater

Koordinater på et flykart ( standard terminal ankomstrute )
GPS: Angi formatet for de geografiske koordinatene
hddd ° mm 'ss.s ”

Geografiske koordinater kan representeres i tre tallformater:

  • Tradisjonelt er de gitt i sexagesimalt format, dvs. 1 grad er delt inn i 60 minutter , 1 minutt igjen i 60 sekunder (eksempel: 46 ° 14′06.70 ″ N 8 ° 0′55.60 ″ E). Typografisk er minutter og sekunder betegnet med primtall eller dobbel primtall .
  • I den andre representasjonen skrives referatene i desimalform, spesifikasjonen av sekunder er unødvendig. 0,1 ′ tilsvarer her 6,0 ″.
  • I den tredje representasjonen vises grader i desimalform . Her tilsvarer 0,1 ° 6,0 ′. Ønsket nøyaktighet kan oppnås med et hvilket som helst antall desimaler.
  • I tillegg er det metoder for å konvertere graticule -koordinater til kortere representasjoner uten tap av presisjon, for eksempel QTH -lokalisatorer eller åpen stedskode .

Breddegradverdiene varierer fra 90 ° S til 90 ° N og lengdegradene er mellom 180 ° W og 180 ° E. For å unngå misforståelser er bredden alltid gitt i luftfart med to sifre og lengdegraden med tre sifre med ledende nuller. Det samme gjelder spesifikasjonen for vinkelminuttene og, hvis det er aktuelt, vinkelsekundene. For eksempel, den AMIKI veipunktet er for en tilnærming til Zurich gitt som 47 ° 34.4'N 009 ° 02.3'E på den tilstøtende kartet.

Tabellen viser koordinatene til en historisk bygning med referanse til WGS84 som et eksempel. De fire eksemplene beskriver det samme punktet i de forskjellige skrivemåtene. På illustrasjonen er bokstaven h en plassholder for informasjonen om retningen NS, WO. Ofte er det i tyske tekster en E for “øst” skrevet i stedet for O for Osten. Kompassets retning kan gis før eller etter sifrene. Bokstavene d , m og s står for grader, minutter og sekunder.

I den fjerde (desimale) notasjonen er breddegradsområdet mellom −90 ° og + 90 °, lengdegradene mellom −180 ° og + 180 °. Kardinalretningene NS og EW er utelatt her. Nordlige breddegrader er positive og sørlige breddegrader negative. Østlige lengdegrader er positive og vestlige lengdegrader er negative. For ikke å forvirre breddegrader og lengdegrader, må de omtales som " Latitude (Latitude, Lat) " og " Longitude (Longitude, Long) ". Denne notasjonen er vist i tabellen på den fjerde linjen.

fremstilling eksempel beskrivelse
hddd ° mm ′ ss.ss ″ N46 ° 14'06.70 "   E008 ° 00'55.60 " Spesifikasjon i grader (°), minutter (′), sekunder (″) og desimalsekunder
hddd ° mm.mmm ′ N46 ° 14.111667 ′   E008 ° 00.92670 ′ Spesifikasjon i grader (°), minutter (′) og desimalminutter
hddd.ddddd ° N46.235197 °   E008.015445 ° Spesifikasjon i grader (°) og desimalgrader
± ddd.ddddd ° Lat = 46.235197 °   Lang = 008.015445 ° Spesifikasjon i ± grader (°) og desimalgrader

Formatet for visning av de geografiske koordinatene kan velges fritt i de fleste GNSS -enheter. I det historiske sveitsiske referansesystemet CH1903 har den samme bygningen koordinatene y = 644496, x = 120581.

kort

På 1700- og 1800 -tallet kompenserte geodesistene for større regionale avvik fra jordens form fra den ideelle ellipsoiden ved å beregne en tilstøtende ellipsoid i det aktuelle området, som “klumpet seg” godt sammen med jordoverflaten i det aktuelle området. Senteret for en slik ellipsoid falt ikke sammen med jordens massesenter, men rotasjonsaksen var parallell med jordens akse. Koordinatsystemet er "forskjøvet" og "bøyd" sammenlignet med andre slike ellipsoider. Dusinvis av geodetiske systemer (referansesystemer for kart) ble opprettet. Med utviklingen av satellittnavigasjon måtte det opprettes et globalt enhetlig system, den nåværende WGS84 .

I kart eller sjøkart, som er nesten alltid basert på tidligere systemer, kan informasjonen i feil referansesystem (f.eks inn i en GPS-posisjon) forårsaker en feil på flere hundre meter dersom referanse ellipsoiden (også kartlegge dato, referansesystem) av informasjonen er ikke den samme som på kortet. Derfor, når du spesifiserer presise koordinater (tommelfingerregel: hvis det kreves en nøyaktighet bedre enn 1 km eller bedre enn 1 bue minutt), bør referansesystemet også spesifiseres.

Koordinater kan konverteres fra ett system til et annet ved hjelp av egnet transformasjonsprogramvare. Slik programvare må inneholde parametrene som definerer avviket til referansesystemene fra hverandre eller fra WGS84 med høyest mulig nøyaktighet.

Luftfart og nautisk vitenskap

Mer presis posisjonsinformasjon kreves innen luftfart og nautisk vitenskap . Her er geografisk breddegrad og lengdegrad gitt i grader og minutter, f.eks. B. Zugspitze Lat = 47 ° 25 'N eller nord, Lon = 010 ° 59' E eller øst.

  • Bue minutter er videre inndelt i desimal.
  • I henhold til DIN 13312, gyldig for luftfart og sjøfart , forkortes den geografiske breddegraden som Lat eller eldre også φ, den geografiske lengdegraden med Lon eller λ. B og L samsvarer ikke med standarden.
  • Ett minutts breddegrad tilsvarer en avstand på ca. 1852 m på jordoverflaten og definerer lengden på en nautisk mil .
  • Avstanden, som tilsvarer et minutts lengde, er også 1852 m ved ekvator, men avtar mot polen med cosinus for den geografiske breddegraden til null. Så det er avhengig av bredden. Innen Europa er avstanden mellom 1,0 km og 1,5 km (se også utvidelse ).

Oppmåling

I undersøkelser , blir cm nøyaktighet nødvendig - derfor spesifisere buesekunder er ikke tilstrekkelig, som en bue sekund (1 ") tilsvarer omtrent 31 m (bredde spesifikasjon) eller 20 m (lengde spesifikasjon i Europa). Derfor har desimalnotasjonen etablert seg internasjonalt. I Tyskland kan plasseringen av de faste punktene spesifiseres til millimeteren som Gauß-Krüger-koordinater , basert på Bessel-ellipsoiden , eller i DDR fra 1950-tallet og fremover, basert på Krassowski-ellipsoiden . Siden 1990-tallet har det vært en overgang til UTM-koordinater i ETRS89 systemet i Tyskland, basert på GRS80 ellipsoiden.

Naturlige, astronomiske, ellipsoide, geodetiske koordinater

De naturlige koordinatene (astronomisk breddegrad φ og astronomisk lengdegrad λ) kan bestemmes av astronomisk lokaliseringsbestemmelse . De forholder seg til den faktiske retningen til vinkelrett på målepunktet. De ellipsoide koordinatene (B, L - også kalt geodetiske koordinater) forholder seg derimot til den normale retningen til referanse -ellipsoiden som brukes. Forskjellen mellom vinkelrett retning og ellipsoide normal er vanligvis mindre enn 10 ″ og refereres til som vinkelrett avvik . Som regel løper verken loddrett retning eller ellipsoide normal gjennom midten av jorden.

Ved krav til lav nøyaktighet, f.eks. B. for kartvisning i svært liten skala, er jordens kropp tilnærmet av en sfære for forenkling. I dette tilfellet tilsvarer breddegrad og lengdegrad sfæriske koordinater . Først da er breddegraden lik vinkelen i jordens sentrum mellom ekvator og det søkte punktet.

historie

Gradueringen som inndelingen av hele sirkelvinkelen i 360 ° går tilbake til astronomene Hypsicles of Alexandria ("Anaphorikos", 170 f.Kr.) og Hipparchus fra Nicaia (190-120 f.Kr.).

Allerede Claudius Ptolemaios brukte i sin Geographike Hyphegesis rundt 150 e.Kr. et tak med lengdegrader og breddegrader. Nullmeridianen var ferromeridianen , som hovedsakelig ble brukt til 1800 -tallet, gjennom det vestligste landpunktet som var kjent på den tiden. Fordi beregningen av jordens omkrets er altfor liten (rundt 30 000 km i stedet for 40 000 km), skiller ikke informasjonen hans om geografisk lengdegrad seg med 18 ° 3 ′, men i Sentral -Europa med godt 24 ° fra informasjonen om til Greenwich . Av årsaker som ikke er tydelig synlige, er breddespesifikasjonene større enn de riktige. [1] På den ene siden passer dette Ptolemaios for liten jorddiameter, på den annen side, gitt at avstanden mellom solen og jorden er satt for liten av bare 1210 jordradier fra solens posisjon, burde den ha konkludert med at avstanden mellom jorden og ekvator er for liten.

Etter gjenoppdagelsen av Geographike Hyphegesis og oversettelsen til latin på begynnelsen av 1400 -tallet, tok det ptolemaiske eksamenssystemet raskt fatt. [2]

Duarte Pacheco Pereira (1469–1533) forbedret de gamle målemetodene for global navigasjon forankret på Azorene . Med delingen av kloden til en spansk og en portugisisk halvkule i Tordesillas-traktaten fra 1494, fikk den gjenopprettede graticule politisk betydning.

I 1634 ble en primærmeridian festet på El Hierro som den vestligste Kanariøya ved Faro de Orchilla, og det var først i 1884 at Greenwich -meridianen, som har vært i bruk i England siden 1738, seiret mot andre nasjonale primærmeridianer.

Nouvelle Triangulation de la France , som dateres tilbake til målingene av Jacques Cassini og Jean Dominique Comte de Cassini fra perioden før 1793, fant sted i løpet av metrifiseringen (konvertering av alle relevante dimensjoner til måleren som standarden). Hovedmeridianen går gjennom Paris, slik at "Old Royal Observatory" i Greenwich i grader er på 2 ° 20 ′ 14.025 ″ W (NTF). Dette inkluderte også desimalinndelingen av graden i grader, karakterer (nouvelle), i dag lovlig som gon (1 full vinkel = 400 grader).

Mens Greenwich -meridianen har seiret, ble gonvinkelen og 400 ° -delingen den geodetiske standarden i Sentral -Europa. Den sirkulære inndelingen i 360 ° forstås ofte bare i begrenset grad som en terrestrisk eksamen (graticule) i betydningen metrifisering.

Se også

weblenker

Individuelle bevis

  1. ^ Claudios Ptolemaios: Geographike Hyphegesis, kap. 10. Germania Magna (sammenlign gradene med dagens kart)
  2. En alternativ rute til kartlegging av historie ( Memento fra 17. juli 2012 i webarkivets arkiv. I dag)