Географические координаты

 

Огромное большинство астрономических наблюдений до настоящего времени производится с Земли и зависит от положения наблюдателя на ее поверхности. Поэтому напомним некоторые географические понятия и термины, которыми в дальнейшем мы будем пользоваться.

Земля имеет почти шарообразную форму. Воображаемая прямая P_N P_S , вокруг которой Земля вращается, проходит через центр массы Земли и называется осью вращения (рис. 2).

 

 

Ось вращения пересекает поверхность Земли в двух точках: в северном географическом полюсе Р_N и южном P_S. Северный географический полюс тот, со стороны которого вращение Земли происходит против часовой стрелки. Большой круг на поверхности Земли (q' G' O' q), плоскость которого перпендикулярна к оси вращения, называется земным экватором. Он делит поверхность Земли на два полушария: северное (с северным полюсом Р_N) и южное (с южным полюсом P_S).

 

Малые круги, плоскости которых параллельны плоскости земного экватора, называются географическими параллелями. Географическая параллель (bb), отстоящая на 23°27' к северу от экватора, называется северным тропиком; параллель (cc), отстоящая на 23°27' к югу от экватора, — южным тропиком. Географические параллели, отстоящие на 23°27' от полюсов Земли, называются полярными кругами — северным (аа) и южным (dd).

Большой полукруг P_NOO'P_S, проходящий через географические полюсы Земли и через точку О на ее поверхности, называется географическим меридианом точки О. Географический меридиан P_NGG'P_S, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в Англии, считается нулевым или начальным меридианом. Нулевой меридиан и меридиан, отстоящий от нулевого на 180°, делят поверхность Земли на два полушария: восточное и западное.

Прямая линия ТО, по которой направлена сила тяжести в данной точке Земли, называется отвесной или вертикальной линией. Положение точки О на земной поверхности однозначно определяется двумя географическими координатами: географической широтой j и географической долготой i.

Географической широтой j точки О называется угол О’ТО между плоскостью земного экватора и отвесной линией, проходящей через точку О. Географические широты отсчитываются от экватора в пределах от 0° до +90° (северная широта), если точки лежат в северном полушарии Земли, и от 0° до —90° (южная широта), если точки лежат в южном полушарии.

Географической долготой i точки О называется двугранный угол G'TO' между плоскостями начального меридиана и меридиана, проходящего через точку О. Отсчитывают долготу в пределах от 0 до +180° к востоку (восточная долгота) и от 0 до —180° к западу (западная долгота).

При решении задач, требующих более точных значений размеров и формы Земли, последняя принимается за эллипсоид вращения (сфероид) с неоднородным распределением масс. В этом случае отвесная линия не для всех точек земной поверхности будет проходить через центр сфероида Т (рис. 3), а будет пересекать плоскость земного экватора в некоторой другой точке T₁, не совпадая с радиусом-вектором r, т.е. с прямой ТО, соединяющей центр сфероида с точкой О.

Вследствие неравномерного распределения масс в области данной точки отвесная линия Т₁O может также не совпадать и с нормалью Т₂О к поверхности сфероида, т.е. с перпендикуляром к касательной плоскости в данной точке О Земли. По этому для каждой точки на поверхности Земли необходимо различать три вида географической широты: астрономическую, геоцентрическую и геодезическую.

Астрономической широтой j называется угол OT₁q между плоскостью земного экватора и отвесной линией в данной точке.

Геоцентрической широтой j’ называется угол OTq между плоскостью земного экватора и радиусом-вектором данной точки О.

Геодезической широтой (обозначения не имеет) называется угол O T₂ q между плоскостью земного экватора и нормалью к сфероиду в данной точке.