Hệ tọa độ địa lý là một hệ tọa độ cho phép tất cả mọi điểm trên Trái Đất đều có thể xác định được bằng
một tập hợp các số có thể kèm ký hiệu. Các tọa độ thường gồm số biểu diễn vị trí thẳng đứng, và hai hoặc ba số biểu diễn vị trí nằm ngang. Hệ tọa độ phổ biến hiện dùng là hệ hệ tọa độ cầu tương ứng với tâm Trái Đất với các tọa độ là vĩ độ, kinh độ và cao độ.[1]
Chiều thứ nhất và thứ hai : vĩ độ và kinh độ[sửa|sửa mã nguồn]
Dựa theo kim chỉ nan của những người Babylon cổ đại, rồi được nhà hiền triết và địa lý học nổi tiếng người Hy Lạp Ptolemy lan rộng ra, một đường tròn vừa đủ sẽ được chia thành 360 độ ( 360 ° ) .
Vĩ độ phi ( φ ) và Kinh độ lambda ( λ )
Bằng cách phối hợp hai góc này, ta có thể xác định được vị trí nằm ngang của bất kỳ điểm nào trên Trái Đất.
Ví dụ, Baltimore, Maryland ( ở Hoa Kỳ ) có vĩ độ 39,3 ° Bắc, và kinh độ là 76,6 ° Tây ( ). Do đó, một vector vẽ từ tâm Trái Đất đến điểm 39,3 ° phía bắc xích đạo và 76,6 ° phía tây đường Greenwich sẽ đi qua Baltimore .
“Mạng” vĩ độ/kinh độ này gọi là lưới địa lý. Cũng có một lưới ngang bổ sung (có nghĩa là bộ lưới được dịch chuyển một góc 90°, sao cho địa cực trở thành đường xích đạo ngang), trên đó tất cả các lượng giác cầu đều dựa vào.
Từ trước đến nay, độ được chia thành phút ( 1 phần 60 độ, ký hiệu là ′ hoặc ” m ” ) và giây ( 1 phần 60 phút, ký hiệu là ″ hoặc ” s ” ). Có nhiều những viết độ, toàn bộ chúng đều Open theo cùng thứ tự Vĩ độ – Kinh độ :
- DMS (Degree:Minute:Second) Độ:Phút:Giây (Ví dụ: 49°30’00”-123d30m00s)
- DM (Degree:Minute) Độ:Phút (Ví dụ: 49°30.0′-123d30.0m)
- DD (Decimal Degree) Độ thập phân (Ví dụ: 49.5000°-123.5000d), thường với 4 số thập phân.
Để chuyển từ DM hoặc DMS sang DD, độ thập phân = số độ cộng với số phút chia cho 60, cộng với số giây chia cho 3600. DMS là định dạng phổ cập nhất, và là tiêu chuẩn trên toàn bộ những biểu đồ và map, cũng như hệ xác định toàn thế giới và hệ thông tin địa lý .
Trên mặt cầu tại mực nước biển, một giây vĩ độ bằng 30.82 mét và một phút vĩ độ bằng 1849 mét. Các vĩ tuyến cách nhau 110,9 kilômét. Các kinh tuyến gặp nhau tại cực địa lý, với độ rộng một giây về phía đông-tây phụ thuộc vào vĩ độ. Trên bề mặt cầu tại mực nước biển, một giây kinh độ bằng 30,92 mét trên xích đạo, 26,76 mét trên vĩ tuyến thứ 30, 19,22 mét tại Greenwich (51° 28′ 38″ B) và 15,42 mét trên vĩ tuyến thứ 60.
Chiều rộng của một độ kinh độ tại vĩ độ
ϕ
{displaystyle scriptstyle {phi },!}
-
-
-
-
-
π
180
∘
cos
(
ϕ
)M
r
,
{displaystyle {frac {pi }{180^{circ }}}cos(phi )M_{r},,!}
-
-
-
-
trong đó bán kính độ kinh trung bình của Trái Đất
M
r
{displaystyle scriptstyle {M_{r}},!}
ϕ
{displaystyle scriptstyle {phi },!}
bằng:
-
- π 180 ∘ cos ( ϕ ) a 4 cos ( ϕ ) 2 + b 4 sin ( ϕ ) 2 ( a cos ( ϕ ) ) 2 + ( b sin ( ϕ ) ) 2, { displaystyle { frac { pi } { 180 ^ { circ } } } cos ( phi ) { sqrt { frac { a ^ { 4 } cos ( phi ) ^ { 2 } + b ^ { 4 } sin ( phi ) ^ { 2 } } { ( a cos ( phi ) ) ^ { 2 } + ( b sin ( phi ) ) ^ { 2 } } } }, , ! }
- π 180 ∘ cos ( ϕ ) a 4 cos ( ϕ ) 2 + b 4 sin ( ϕ ) 2 ( a cos ( ϕ ) ) 2 + ( b sin ( ϕ ) ) 2, { displaystyle { frac { pi } { 180 ^ { circ } } } cos ( phi ) { sqrt { frac { a ^ { 4 } cos ( phi ) ^ { 2 } + b ^ { 4 } sin ( phi ) ^ { 2 } } { ( a cos ( phi ) ) ^ { 2 } + ( b sin ( phi ) ) ^ { 2 } } } }, , ! }
trong đó các bán kính xích đạo và cực của Trái Đất,
a
,
b
{displaystyle scriptstyle {a,b},!}
Xích đạo là mặt phẳng cơ bản của toàn bộ những hệ tọa độ địa lý. Tất cả những hệ tọa độ cầu đều định nghĩa một mặt phẳng cơ bản như vậy .Giá trị vĩ độ và kinh độ hoàn toàn có thể dựa trên vài hệ đo đạc hoặc mốc thống kê giám sát khác nhau, chiêu thức thông dụng nhất là WGS 84 mà toàn bộ những thiết bị GPS đều dùng. Nói một cách nôm na, một điểm trên bề mặt Trái Đất hoàn toàn có thể được diễn đạt bởi nhiều giá trị vĩ độ và kinh độ khác nhau tùy thuộc vào mốc giám sát đang dùng .Trong ứng dụng GIS phổ cập, mốc được chiếu theo vĩ độ / kinh độ thường được xác lập trải qua ‘ Hệ tọa độ địa lý ‘. Ví dụ, mốc theo vĩ độ / kinh độ theo như Mốc Bắc Mỹ năm 1983 được chỉ ra trong ‘ GCS_North_American_1983 ‘ .
Yếu tố độ cao, chiều cao AB, chiều sâu BC và các yếu tố khác trong Hệ toạ độ địa lý
Để xác lập trọn vẹn một vị trí nằm trên, ở trong hoặc ở phía trên Trái Đất, ta cần phải xác lập độ cao của điểm, được định nghĩa bằng vị trí của điểm theo chiều thẳng đứng so với TT của mạng lưới hệ thống tham chiếu hoặc một vài định nghĩa bề mặt Trái Đất. Điều này được diễn đạt theo thuật ngữ khoảng cách theo chiều thẳng đứng đến Trái Đất bên dưới, nhưng, do sự nhập nhằng của chữ ” mặt phẳng ” và ” chiều thẳng đứng “, nó thường được miêu tả thông dụng hơn bằng cách so sánh với những mốc được định nghĩa đúng mực hơn như mặt nước biển trung bình ( đúng mực hơn nữa là geoid, một mặt có thế năng trọng trường không đổi ). Khoảng cách đến TT Trái Đất hoàn toàn có thể được dùng cho cả vị trí rất sâu hoặc một nơi nào đó trên khoảng trống .Những thuật ngữ khác được dùng tương ứng với khoảng chừng của một điểm từ mặt đất hoặc một cột mốc khác là độ cao, chiều cao, và [ [ wiktionary : độ sâu | độ sâu ]
Tọa độ địa tĩnh[sửa|sửa mã nguồn]
Vệ tinh địa tĩnh ( như vệ tinh truyền hình ) nằm ở phía trên xích đạo. Do đó, vị trí của nó so với Trái Đất được trình diễn bằng độ vĩ. Độ vĩ của chúng không đổi khác, và luôn luôn là zero so với xích đạo .
- Portions of this article are from Jason Harris’ “Astroinfo” which is distributed with KStars, a desktop planetarium for Linux/KDE. See [1]
