航海学 第一节地理坐标 一、地球的形状与大小 二、地理坐标 三经纬差计算
第一节 地理坐标 一、地球的形状与大小 二、地理坐标 三、经、纬差计算
航海涂 “、 地球的形状与大小 经科学家通过卫星分析得出地球的精确形状是：如果 用一个正圆球体与地球进行比较的话，地球是一个 “梨状体”，北极位于梨把，南极位于梨底（如图2 1-1所示)。从赤道往北到北纬40°的地方，地球比 正圆体略小；从北纬40°以上，情况正好相反，而且 纬度越高越显著，在地球的北极，高出正圆球体 18.9m。南半球的情况与北半球相反，从赤道到南纬 60°，地球鼓了起来，此后就凹了下去，在地球南极 约凹进正圆球体25.8m。实际上。地球自然表面的形 状是非常复杂的，表面上有高山和深谷崎岖不平。但 地球非常巨大，与地球的半径(6,370km)相比，就显 得非常之小。因此，大地测量工作者设想了一个大地 水准面(geoid)
经科学家通过卫星分析得出地球的精确形状是：如果 用一个正圆球体与地球进行比较的话，地球是一个 “梨状体” ，北极位于梨把，南极位于梨底（如图2- 1-1所示）。从赤道往北到北纬40°的地方，地球比 正圆体略小；从北纬40°以上，情况正好相反，而且 纬度越高越显著，在地球的北极，高出正圆球体 18.9m。南半球的情况与北半球相反，从赤道到南纬 60° ，地球鼓了起来，此后就凹了下去，在地球南极 约凹进正圆球体25.8m。实际上。地球自然表面的形 状是非常复杂的，表面上有高山和深谷崎岖不平。但 地球非常巨大，与地球的半径（6,370km）相比,就显 得非常之小。因此，大地测量工作者设想了一个大地 水准面（geoid）。 一、地球的形状与大小
航海学 908
北极 赤道 南极 0 0 9 0 9 0
航每学 ●地球的形状通常指大地球体的形状。 ● 大地水准面(geoid)：所谓的大地水准面， 是一个最基本的水准面，它是一个假想的、与 完全均衡状态的海洋面相吻合的水准面。如果 将它向大陆延伸，并且使这一延伸面始终保持 在任何地方都与该地的铅垂线相交成直角，则 这一连续的、无叠痕的、无棱角的闭合水准面， 称为大地水准面，也是理想的地球表面。 ● 大地球体：被大地水准面所围成的球体称为大 地球体。它是一个不规则的几何体。这就是地 球的形状。一般在应用上有三个近似体：
⚫ 地球的形状通常指大地球体的形状。 ⚫ 大地水准面（geoid）： 所谓的大地水准面， 是一个最基本的水准面，它是一个假想的、与 完全均衡状态的海洋面相吻合的水准面。如果 将它向大陆延伸，并且使这一延伸面始终保持 在任何地方都与该地的铅垂线相交成直角，则 这一连续的、无叠痕的、无棱角的闭合水准面， 称为大地水准面，也是理想的地球表面。 ⚫ 大地球体：被大地水准面所围成的球体称为大 地球体。它是一个不规则的几何体。这就是地 球的形状。一般在应用上有三个近似体：
航海学 。第一近似体：地球圆球体(terrestrial sphere),R= 3437.7468 n mile=6366707m。 第二近似体：地球椭圆体(earth ellipsoid) 。从准确的水准测量知道，大地水准面与地球椭圆体 表面之间的高度差，最大不超过100m,据美国发布 的地图，其高度差为+79m到一99m。在卫星定位 中，计算接收机天线高度时，要考虑高度差值的影 响。 第三近似体：地球椭球体(spheroid of earth),地球赤道和纬度圈也认为是一个椭圆时， 航海实际应用中，一般不采用
⚫ 第一近似体：地球圆球体(terrestrial sphere)，R＝ 3437.7468n mile＝6366707m。 第二近似体： 地球椭圆体(earth ellipsoid) ⚫ 从准确的水准测量知道，大地水准面与地球椭圆体 表面之间的高度差，最大不超过100m，据美国发布 的地图，其高度差为＋79m到－99m。在卫星定位 中，计算接收机天线高度时，要考虑高度差值的影 响。 ⚫ 第 三 近 似 体 ： 地 球 椭 球 体 （ spheroid of earth），地球赤道和纬度圈也认为是一个椭圆时， 航海实际应用中，一般不采用
航海学 当航海上需要更准确的计算时，应用大地球体的第二近似 体地球椭圆体。 ● 地球椭圆体即旋转椭圆体（如图2一1一2所示)。它是由 椭圆PNQPSQ'绕其短轴PNPS旋转而成的几何体。 ,纬度圈 赤道圈 格林子午线 ☒1-1-2
⚫ 当航海上需要更准确的计算时，应用大地球体的第二近似 体地球椭圆体。 ⚫ 地球椭圆体即旋转椭圆体（如图2－1－2所示）。它是由 椭圆PNQPSQ′绕其短轴PNPS旋转而成的几何体
航海学 二、地理坐标 ·1.地理坐标(geographic coordinate):地球椭圆体表 面任意一点的位置，都可以用地理坐标，即地理经度和 地理纬度来确定。航海上是用地理坐标来表示船舶和物 标的位置。 。地理坐标的基准圈：赤道和格林子午线。 ● 起算点：格林子午线与赤道的交点。 ● 坐标值：地理经度和地理纬度。 ●①.赤道(equator):垂直于地轴的大圆。只一个。 ·②.子午线：通过两极的大圆。地文上指半个大圆，天 文上指一个大圆。无数个
二、地理坐标 ⚫ 1．地理坐标(geographic coordinate)：地球椭圆体表 面任意一点的位置，都可以用地理坐标，即地理经度和 地理纬度来确定。航海上是用地理坐标来表示船舶和物 标的位置。 ⚫ 地理坐标的基准圈：赤道和格林子午线。 ⚫ 起算点：格林子午线与赤道的交点。 ⚫ 坐标值：地理经度和地理纬度。 ⚫ ①．赤道（equator）：垂直于地轴的大圆。只一个。 ⚫ ②．子午线：通过两极的大圆。地文上指半个大圆，天 文上指一个大圆。无数个
航海学 ● 格林子午线：通过英国格林尼治(Greenwich)天文台 子午仪的子午线，即是计算地理经度的起始子午线或称 零度经度线（prime meridian)。 ● ③.地理经度(geographic longitude):格林子午 线与某点子午线之间的赤道短弧，或此短弧所对的球心 角或极角。用代号入或Log来表示。某点经度的计算方 法是，从格林子午线起算，向东或向西由000°到180 计量到该点的子午线。向东计算的称东经，用E标示； 向西计算的称西经，用W标示。 ·④.地理纬度(geographic latitude):椭圆子午线上 某点的法线与赤道面的交角。代号用o或Lat来表示。某 点的地理纬度的计算方法是：从赤道起算，向北或向南 由0°到90°计量。在赤道以北的称为北纬，用N标示； 在赤道以南的称为南纬，用S标示
⚫ 格林子午线：通过英国格林尼治（Greenwich）天文台 子午仪的子午线，即是计算地理经度的起始子午线或称 零度经度线（prime meridian）。 ⚫ ③．地理经度（geographic longitude）： 格林子午 线与某点子午线之间的赤道短弧，或此短弧所对的球心 角或极角。用代号λ或Long来表示。某点经度的计算方 法是，从格林子午线起算，向东或向西由000°到180° 计量到该点的子午线。向东计算的称东经，用E标示； 向西计算的称西经，用W标示。 ⚫ ④．地理纬度（geographic latitude）：椭圆子午线上 某点的法线与赤道面的交角。代号用或Lat 来表示。某 点的地理纬度的计算方法是：从赤道起算，向北或向南 由0°到90°计量。在赤道以北的称为北纬，用N标示； 在赤道以南的称为南纬，用S标示
航海学 ● 2.天文坐标 ● ①天文经度(astronomical longitude):测者天文子 午面与格林子午面之间小于180°的两面角。 ● ②天文纬度(astronomical latitude):测者铅垂线与 赤道面的夹角。 ●③铅垂线偏差：天文纬度与地理纬度之差。它主要是由 于地表上层120km之内地质不均匀而引起的，其最大值 可达20”。 ● 3.地心坐标 ●①地心纬度（geocentric latitude):某点地球椭圆体 的向径与赤道面的交角。Q ● ②地心经度：同地理经度。 ● ③地心纬度改正量：地理纬度与地心纬度e之间的差值。 在赤道和两极均为零；而在 ●=45°时，差值可达11.5
⚫ 2．天文坐标 ⚫ ①天文经度（astronomical longitude）：测者天文子 午面与格林子午面之间小于180°的两面角。 ⚫ ②天文纬度（astronomical latitude）：测者铅垂线与 赤道面的夹角。 ⚫ ③铅垂线偏差：天文纬度与地理纬度之差。它主要是由 于地表上层120km之内地质不均匀而引起的，其最大值 可达20″ 。 ⚫ 3．地心坐标 ⚫ ①地心纬度（geocentric latitude）：某点地球椭圆体 的向径与赤道面的交角。 ⚫ ②地心经度：同地理经度。 ⚫ ③地心纬度改正量：地理纬度与地心纬度e 之间的差值。 在赤道和两极均为零；而在 ⚫ ＝45°时，差值可达11.′5
航每学 三.经、纬差计算 ●1.经差(difference of longitude):两地之间经度 的代数差，用符号D入表示。经差有方向性，其确定的 原则是：以起始点的经度为基准，当到达点在起始点的 东面称为东经差，用E标示；当到达点在起始点的西面 称为西经差，用W标示。 ● D入=入2入1 ·运算中规定东经为“十”，西经为“一”。当算得经差 为“十”时，则为东经；当算得经差为“一”时，则为 西经。经差不能大于180°。当计算结果大于180°时， 则用360°相减，其结果方向相反
三．经、纬差计算 ⚫ 1．经差（difference of longitude）：两地之间经度 的代数差，用符号Dλ 表示。经差有方向性，其确定的 原则是：以起始点的经度为基准，当到达点在起始点的 东面称为东经差，用E标示；当到达点在起始点的西面 称为西经差，用W标示。 ⚫ Dλ=λ2 -λ1 ⚫ 运算中规定东经为“＋” ，西经为“—” 。当算得经差 为“＋”时，则为东经；当算得经差为“—”时，则为 西经。经差不能大于180° 。当计算结果大于180°时， 则用360°相减，其结果方向相反