Географиялык координаталар

Географиялык координаталар — тиктартма сызык эcке алынбаган геодезиялык жана астрономиялык координаталар жөнүндөгү жалпыланган түшүнүк. Башкача айтканда, географиялык координаталарды аныктоодо Жер шар катары кабыл алынат. Географиялык координаталар жердин үстүңкү катмарындагы чекиттин турган жерин аныктайт же кеңири мааниде, географиялык кабыкта. Географиялык координаталар сфера негизинде түзүлөт. Аналогиялуу координаталар башка планеталар, ошондой эле асман сферасына да колдонулат.

Географиялык координаталар сфера түрүндө

Түшүнүктөр

Географиялык координаталарды кийинкидей түшүнүктөр жана терминдер коштоп жүрөт, алар тууралуу кыскача билдире кетели.

Параллелдер

Параллель — бул Жердин бетинде экваторго параллель (жарыш) сызыктар. Бардык параллелдер — экватордон уюлдарга чейин узундугу кыскарып отурган сызыктар. Эң узун параллель экватордо, ал эми эң кыскалары жердин уюлдарында орун алган.

Географиялык параллелдер

Экватор

Жер шарында эки уюлдан тең бирдей аралыкта жүргүзүлгөн параллель. Экватордун узундугу 40 075 чакырым.

Экватор жана нөлдүк меридиан (Гринвич)

Меридиан

Меридиан — Жердин бетинде шарттуу түрдө бир уюлдан экинчи уюлга созулган эң кыска сызык. Бардык меридиандар жарым тегерек формасында болуп, алардын узундугу бирдей (20 000 чакырым).

Меридиандар

Градустук тор

Градустук тор — географиялык картада же глобуста меридиандар жана параллелдердин кесилиш жайгашуусу.

Градустук тор

Кеңдик

Кеңдик — аймактык зенит (байкоочунун төбөсүндө асмандагы эң жогорку чекит) багытынын жана экватор тегиздигинин ортосундагы 0°тан 90°га чейин экватордон эки жагын карай φ (фи) бурчу. Түндүк жарым шарда жайгашкан (түндүк кеңдик) географиялык чекиттер кеңдигин — оң жана түштүк жарым шардагы чекиттер кеңдигин — терс деп аталат. Уюлдарга жакын кеңдиктерди жогорку, ал эми экваторго жакындарын төмөнкү кеңдик деп саналат.

Кеңдиктер

Жердин шар формасынан айырмаланып тургандыгынан, кеңдик чекиттери анын геоборбордук кеңдигинен айырмаланат, башкача айтканда, Жердин борборунан жана экватор тегиздигинин арасындагы ошол чекитке болгон багыттын бурчунан.

Жарым шарлар

Аймактын кеңдигин секстант же гномон сыяктуу астрономиялык аспаптар менен аныктоого, ошондой эле GPS же ГЛОНАСС (кайчылаш өлчөө) системаларын да пайдаланууга болот.

Узундук

Узундук — берилген чекит аркылуу өтүүчү меридиан тегиздиги жана узундук эсеби башталган баштапкы нөлдүк меридиан тегиздиги ортосундагы эки кырлуу λ (лямбда) бурчу. Нөлдүк меридиандан чыгышты карай 0°тан 180°ка чейинки узундугу — чыгыш, батышты карай — батыш узундук болуп саналат. Чыгыш узундуктар оң, ал эми батыштар терс узундук деп атоо кабыл алынган.

Географиялык узундуктар

Нөлдүк меридианды тандоо эркин жана макулдашуудан гана көз каранды. Учурда нөлдүк меридиан катары Лондондун түштүк-батышындагы Гринвич абсерваториясынын жанынан өткөн Таяныч меридианы эсептелинет. Мурда нөлдүк катары Париж, Кадиса, Пулков ж. Б. абсерваториялардын Меридиандары тандалчу.

Узундуктан аймактын күн убактысы көз каранды.

Бийиктик

Үч өлчөмдүү мейкиндиктеги чекиттин ордун толук аныктоо үчүн үчүнчү координата — бийиктик зарыл. Географияда планетанын борборуна чейинки аралык колдонулбайт: ал планетанын өтө терең аймактарын баяндоодо гана ыңгайлуу, же тескерисинче космостогу орбиталарды эсептөөдө.

Географиялык кабык чегинде негизинен деңиз деңгээлинен турган бийиктик пайданылат, «түзөтүлгөн» беттин деңгээли — геоидден башталат. Мындай үч өлчөмдүү координата системасы ортогоналдуу (түз бурчта жайгашкан, перпендикулярдуу) болуп, бир нече эсептөөлөрдү жеңилдетет. Деңиз деңгээлинен биийиктик атмосфералык басым менен байланышта болгону менен дагы ыңгайлуу.

Жер бетинен аралыкты (өйдө же ылдый) аймактарды баяндоодо көп колдонулат, бирок ал координата катары кызмат кылбайт.

Географиялык коорданаталар системасы

Түрдүү навигацияларда координаталар системасынын башталышы катары транспорттук каражаттар массасынын борбору тандалат. Инециалдык координата системасынан географиялыкка өтүүнүн башталыщы (O_i > O_g) кеңдик жана узундук маанилеринен ишке ашырылат. Географиялык координаттар системанын борборунан координаттар төмөнкүдөй инерциалдуу мааниге ээ болот (Жердин шар сымал моделинен эсептегенде):

Географиялык координаталар системасы

мында R — жердин радиусу, U — жердин бурчтук айлануу ылдамдыгы, h — деңиз деңгээлинен бийиктиги, φ (фи) — кеңдик, λ (лямбда) — узундук, t — убакыт.

Географиялык координаттар системасындагы (ГКС) октордун ориентациясы кийинкидей схема боюнча тандалат:

• X огу (башка белгилениши — E огу) — чыгышка багытталган ок.
• Y огу (башка белгилениши — N огу) — түндүккө багытталган ок.
• Z огу (башка белгилениши — Up огу) — вертикалдуу өйдө багытталган ок.

XYZ үч кырдуулуктун ориентациясы жердин айланышынан жана транспорттук каражаттардын кыймылынан дайыма бурчтук ылдамдыктар менен жылып турат.

мында R — жердин радиусу , U — жердин бурчтук айлануу ылдамдыгы, V_N — транспорттук каражаттын түндүккө карай ылдамдыгы, V_E — чыгышка карай, φ — кеңдик, λ — узундук.

Географиялык координаттар системасын навигацияда колдонуудагы негизги кемчилиги анын жогорку кеңдиктердеги бурчтук ылдамдык чоңдуктарынын чоңдугу, уюлда алар чексиздикке чейин чоңоёт. Ошондуктан ГКС ордуна азимутта жарым-жартылай эркин координаттар системасы пайдаланылат.

Азимутта жарым-жартылай эркин координаттар системасы

Азимутта жарым-жартылай эркин координаттар системасы ГКСтен төмөнкүдөй түргө ээ болгон бир гана теңдеме менен айырмаланат:

Буга ылайык, система баштапкы абалга ээ, кийинкидей формула менен ишке ашырылат

Реалдуулукта бардык эсептер дал ушул системада жүргүзүлөт, андан кийин, чыгуучу маалыматты берүү үчүн координаттар ГКСке кайта өзгөртүлөт.

Географиялык координаталарды жазуу форматтары

Географиялык координаталарды жазуу үчүн каалаган эллипсоид (же геоид) пайдаланылышы мүмкүн, бирок, көбүнчө WGS 84 же Красовский (Россия Федерациясынын аймагында) колдонулат.

Координаттар (кеңдик −90°тан +90°ка чейин, узундук −180°тан +180°ка чейин) кийинкидей жазылышы мүмкүн:

• ° градустар менен ондук бөлчөк түрүндө (заманбап вирант)
• ° градустар жана ′ мүнөттөр аркылуу ондук бөлчөк менен
• ° градустар, ′ мүнөттөр жана ″ секундалар аркылу ондук бөлчөк менен (тарыхый калыптанган жазуу формасы)

Ондук бөлчөктүн бөлгүчү катары чекит же үтүр болушу мүмкүн. Оң (терс эмес) координаттар белгилери «+» белгиси же тамгалар менен берилиши мүмкүн:

• «N» же «түн. к.» — түндүк кеңдик,
• «E» же «ч. у.» — чыгыш узундук.

Координаттардын терс белгилери «-» же тамгалар менен берилет:

• «S» же «түш. к.» — түштүк кеңдик,
• «W» же «б. у.» — батыш узундук.

Тамгалар алдында же артта турушу мүмкүн. Координаттарды жазуунун жалпы кабыл алынган эрежелери жок.

Издөө системаларынын карталарында жарыяланбас түрүндө координаттар градустар менен терс узундук үчүн «-» белгиси жана ондук бөлчөк аркылуу көрсөтүлөт. Google жана Яндекс карталарында алгач кеңдик, андан кийин узундук (2012-жылдын октябрь айына чейин Яндекс картасында тескери ирет болчу: алгач узундук, анан кеңдик). Бул координаттар мисалы, каалагандар чекиттерге маршрут салууда көрүнөт. Издөөдө башка форматтар дагы аныкталат.

Ошол эле убакта градустар, минуталар жана секундалар менен жазуунун муруңку ыкмасы да көп колдонулат.