Определение широты и долготы

От нулевого, условно принятого меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию, расположенную в предместье Лондона, ведут определение градусного расстояния на восток (от 0 до 180° — восточная долгота) и на запад (от 0 до 180° — западная долгота).

Расстояние, отсчитанное в градусах от экватора к Северному полюсу, называется северной широтой, а от экватора к Южному полюсу — южной широтой. Например, широта Ашхабада +37°57', а широта Мельбурна в Австралии —37°50'.

Географическая широта измеряется под углом между плоскостью экватора и отвесной линией в данном месте Земли, т. е. равна высоте Полюса мира над горизонтом места наблюдения. Полярная звезда имеет угловое расстояние от Полюса мира около 1°, и по ней может быть примерно определена широта любого места. Ошибки в зависимости от широты доходят до 2°.

Пример. Прикрепив нитку с грузом (отвес) к центру транспортира, наведите его основание на Полярную звезду (рис. 2). По отвесу возьмите отсчет градусов на шкале транспортира и указываемую величину угла вычтите из 90°. Результат (в примере 90—30 = 60°), будет широтой места вашего наблюдения, так как Полярная звезда находится на продолжении оси вращения Земли на очень большом удалении от нее. Поэтому луч визирования практически параллелен земной оси юг—север, а угол равен углу т. е. широте точки А.

Рис. 2. Определение широты места по Полярной звезде

Самая северная точка Азии — мыс Челюскин. Адрес этого пункта земной поверхности определяется координатами 77°44 с. ш. и 104°18' в. д.

Градусом географической широты называется 1 : 180 часть дуги меридиана. Средняя длина дуги одного градуса географической широты составляет 111,12 км. Длина градуса дуги меридиана для разных широт показана в табл. 1.

Длина одной минуты среднего градуса широты равна (10 кабельтовых) 111,12 км: 60=1852 м. Она принимается за основу морских измерений (США, Англия, Канада) и носит название морской мили. Ею пользуются в морском деле, где все расчеты принято вести в градусах, минутах и секундах. Известны еще сухопутная, так называемая статутная миля, равная 1609,3 м; миля географическая, примерно равна 4 минутам широты, или 7420,4 м.

Диаметр Земли между полюсами с севера на юг (длина земной оси) равен 12 713,7 км. Диаметр земного экватора равен 12 756,5 км.

Данные (округленные) о длине дуги параллели в Г по долготе приведены в табл. 2.

Долготу измеряют в градусах или во времени, необходимом для поворота Земли вокруг оси на угол, который соответствует дуге, измеряющей долготу, т. е. долгота есть двугранный угол между плоскостями начального и местного меридианов.

Так как полный оборот в 360° Земля совершает за 24 ч, то каждым 15° долготы соответствует 1 ч времени. Из соотношения угловых мер и времени полезно помнить, что:

дуговой градус равен 4 мин времени;
дуговая минута равна 4 с времени;
дуговая секунда равна 1 : 15 с времени;
минута времени равна 15 дуговым минутам;
секунда времени равна 15 дуговым секундам.

Для определения долготы необходимо, имея часы, поставленные по времени места с известной долготой, узнать их показание в местный полдень. Разница во времени обеих точек, переведенная в градусные меры, и определяет долготу места наблюдения.

Пример. Для определения долготы поставьте одну палку (вешку) в точке своего стояния, а другую — в направлении на Полярную звезду. Линия, соединяющая отмеченные места, соответствует истинному меридиану.

Поставьте ваши часы по Гринвичскому (нулевому) времени (переведите стрелки часов так, чтобы они показали время на 2 ч меньше московского).

Незадолго до полудня, в солнечный день, выйдите к установленным вешкам и дождитесь момента (ровно полдень), когда тень от одной вешки будет направлена точно ко второй. Это будет соответствовать 13 ч по местному времени.

Пусть часы, поставленные по меридиану 77° западной долготы, показали в местный полдень 5 ч. Солнце проходит 15° в 1 ч. Определяем количество градусов, пройденное солнцем за 5 ч: 15*5 = 75°. Следовательно, место наблюдения расположено на 2° западной (77°— 75°) долготы.

Указание долготы и широты какого-нибудь пункта точно определяет его положение на поверхности Земли.

Иногда приходится пользоваться старыми картами, на которых счет долготы ведется не от Гринвичского меридиана, а от прежних начальных меридианов: Париж, Пулково. В этом случае, пользуясь таблицей разностей долгот начальных меридианов, можно сделать перевод их на Гринвичский, принятый в настоящее время. Разности долгот начальных меридианов приведены в табл. 3.

Например, долгота пункта на трехверстной карте равна 6°10' западной долготы, считая от Пулковского меридиана. Пользуясь табл. 3, легко определить, что указанный выше пункт отстоит от Гринвича на 24°09'39" (30°19'39" —6°10^/).

По градусной сетке, имеющейся на топографической карте, можно выяснить, через сколько градусов проведены на ней меридианы и параллели. Затем отрезки меридианов и параллелей градусной сетки, в пределах которых расположена точка стояния, делим на градусы, минуты и секунды и, проведя через нее вспомогательные меридианы и параллели, определяем широту и долготу этой точки.