大地坐標
geodetic coordinate
定義:大地坐標系中的坐標分量,即大地緯度、大地經度、大地高。
學科:測繪學_大地測量學與導航定位
相關名詞:大地坐標系 大地緯度 大地經度 大地高
圖片來源:視覺中國
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在描述某一城市或地區的地理位置時使用的經緯度值,就是以整個地球為參考系的大地坐標。在大地測量中,大地坐標是以參考橢球面為基準面的坐標,在大地坐標系中包括三個坐標分量,即大地緯度、大地經度和大地高。經緯度只表示了平面位置,加上大地高后即可表示出地理空間的位置。
那么地球上某一點的大地坐標是如何表達的呢?經緯度的角度是什么?
大地緯度,是指地面上某一點的法線與赤道面的夾角,一般用B表示。地面上某一點的法線是指沿重力方向鉛垂線。大地緯度由赤道面起算,夾角向北為正,稱北緯,用N作代號,北緯從0°至90°。如寫作39°56′N,讀作北緯39度56分。夾角向南為負,稱南緯用S作代號,南緯從0°至90°。
大地經度,是指地面上某一點的子午面與起始子午面所構成的二面角,一般用L表示。某一點的子午面是通過這個點且包含南北極橢球旋轉軸的平面,而起始子午面是指通過格林尼治天文臺的子午面。格林尼治天文臺位于英國首都倫敦東南,1884年在華盛頓召開的國際經度會議,決定以通過當時格林尼治天文臺埃里中星儀所在的經線,作為全球時間和經度計量的標準參考經線,稱為0°經線或本初子午線。大地經度由起始子午面起算,所構成的角度向東為正,稱東經,用E作代號,東經從0°至180°。如寫作116°20′E,讀作東經116度20分。所構成的角度向西為負,稱西經,用W作代號,西經從0°至180°。
地球的子午線和赤道總長度都大約為4萬公里,所以緯度每度間距約111公里,每分約1.85公里,每秒約30.8米。在赤道附近經度每度間距與緯度基本相近,緯度越高的地區,其經度每度間距隨緯圈周長的減小而減小。
當一個點在參考橢球面上時,僅用大地緯度和大地經度即可表示。如果點不在橢球面上,表示點的位置還要附加另一參數——大地高,一般用H表示。大地高是從地面點沿橢球的法線方向到參考橢球面的距離。在大地坐標系中,一個點的位置由大地緯度、大地經度和大地高來描述和定義,其數學表達為(B,L,H)。在大地測量中,地面點可以用不同的坐標系統形式進行表示,通過數學模型,大地坐標與空間直角坐標、平面直角坐標等不同坐標形式可以進行轉換。
(延伸閱讀作者:中國鐵路設計集團有限公司正高級工程師、注冊測繪師 張冠軍)
責任編輯:張鵬輝