Чему равна величина дуги 1 меридианы. Градусная сеть и ее элементы

Длина дуги (Х ) меридиана от экватора (В =0 0) до точки (или до параллели) с широтой (В ) вычисляется по формуле:

Задание 4.2 Вычислить длины дуг меридиана от экватора до точек с широтами B 1 = 31°00" (широта нижней рамки трапеции) и B 2 = 31°20" (широта верхней рамки трапеции).

Х o B1 = 3431035,2629

Х o B2 = 3467993,3550

Для контроля длины дуг меридиана от экватора до точек с широтами B 1 , и B 2 можно также вычислить по формуле:

Для рассматриваемого примера имеем:

Х o B1 = 3431035,2689

Х o B2 = 3467993,3605

Лабораторная работа № 5 Вычисление размеров съёмочной трапеции.

Длина дуги (ΔX ) меридиана между параллелями с широтами В 1 и В 2 вычисляется по формуле:

(5.1)

где ΔB=В 2 1 – приращение широты (в угловых секундах);

- средняя широта; ρ” = 206264,8” – количество секунд в радиане; М 1 , М 2 и М m радиусы кривизны меридиана в точках с широтами В 1 , В 2 и В m .

Задание 5.1 Вычислить радиусы кривизны меридиана, первого вертикала и средний радиус кривизны для точек с широтами B 1 = B 2 = 31°20" (широта верхней рамки трапеции) и и B m ,= (B 1 + B 2 )/2 (средняя широта трапеции)

Для рассматриваемого примера имеем:

Задание 5.2 Вычислить длину дуги меридиана между точками с широтами B 1 = 31°00" (широта нижней рамки трапеции), B 2 = 31°20" (широта верхней рамки трапеции) на местности и на карте масштаба 1: 100 000 .

Решение.

Вычисление длины дуги меридиана между точками с геодезическими широтами B 1 , и B 2 по формуле 5.1даёт результат на местности:

ΔХ = 36958,092 м.,

на карте масштаба 1:100 000:

ΔХ = 36958,09210м. : 100000 = 0,3695809210м. ≈ 369,58мм.

Для контроля длину дуги меридиана ΔХ между точками с геодезическими широтами B 1 , и B 2 можно вычислить по формуле:

ΔХ = Х o B 2 –Х o B 1 (5.2)

где Х 0 В1 и Х 0 В2 - длины дуги меридиана от экватора до параллелей с широтами В 1 и В 2 что даёт результат на местности:

ΔХ = 3467993,3550 – 3431035,2629 = 36958,0921м.,

на карте масштаба 1:100000:

ΔХ = 36957,6715 м.м. : 100000 = 0,369575715м. ≈ 369,58мм.

Длина дуги параллели

Длина дуги параллели вычисляется по формуле:

(5.3)

где N – радиус кривизны первого вертикала в точке с широтой В ;

ΔL = L 2 - L 1 разность долгот двух меридианов (в угловых секундах);

ρ” = 206264,8” – количество секунд в радиане.

Задание 5.3 Вычислить длины дуг параллелей на геодезических широтах B 1 =31°00" и B 2 =31°20" между меридианами с долготами L 1 = 66°00" и L 2 =66°30".

Решение.

Вычисление длины дуги параллели на геодезических широтах B 1 , и B 2 между точками с долготами L 1 " и L 2 по формуле 5.3 даёт результат на местности:

ΔУ Н = 47 752,934 м., ΔУ В = 47 586,020 м.

на карте масштаба 1:100 000:

ΔУ Н = 47 752,934м. : 100000 = 0, 47752934 м. ≈ 477,53мм.

ΔУ В = 47 586,020м. : 100000 = 0, 47586020м м. ≈ 475,86мм.

Вычисление площади съемочной трапеции.

Площадь съемочной трапеции вычисляется по формуле:

(5.4)

Задание 5.4 Вычислить площадь съёмочной трапеции ограниченной параллелями с широтами B 1 =31°00" и B 2 =31°20" и меридианами с долготами L 1 = 66°00" и L 2 =66°30".

Решение

Вычисление площади съёмочной трапеции по формуле 5.4 даёт результат:

Р = 1761777864,9 м 2 . = 176177,7865 га. = 1761,778 км 2 .

Для грубого контроля площадь съемочной трапеции можно вычислить по приближённой формуле:

(5.5)

Вычисление диагонали съемочной трапеции.

Диагональ съемочной трапециивычисляют по формуле:

(5.6)

d – длина диагонали трапеции,

ΔY Н – длина дуги параллели нижней рамки, ΔY В – длина дуги параллели верхней рамки трапеции,

ΔХ – длина дуги меридиана левой (правой) рамки.

Задание 5.4 Вычислить диагональ съёмочной трапеции ограниченной параллелями с широтами B 1 =31°00" и B 2 =31°20" и меридианами с долготами L 1 = 66°00" и L 2 =66°30".

Длина дуги параллелей и меридианов, с учётом полярного сжатия Земли

Для определения расстояния по туристической карте , в километрах между пунктами, число градусов умножают на длину дуги 1° параллели и меридиана (по долготе и широте, в системе географических координат), точные расчётные значения которых берутся из таблиц . Приблизительно, с определённой погрешностью, их можно посчитать по формуле, на калькуляторе.

Пример из школьного урока географии (по старому учебнику и из учебного пособия для факультативного курса)

Определить частный масштаб мелкомасштабной (1:1 000 000, 1:6000000, 1:20 000 000 и мельче) карты земной поверхности (атлас для VI класса) в районе Казани и Свердловска (ныне - Екатеринбург, смотреть список переименованных городов). Оба эти города располагаются, приблизительно, на широте 56° СШ.
Долгота Казани - 49° ВД, Екатеринбурга - 60°ВД.
Расстояние между ними на карте - 1,1 см (определяется с помощью измерительного циркуля и линейки с миллиметровыми делениями).
Длина дуги параллели в 1° для широты 56°СШ - равна 62394 метров.

60 - 49 = 11° (разница в долготах).
L = 62394 * 11 = 686 334 метров = 68 633 400 см (расстояние между пунктами в сантиметрах).

m = 1 / (68 633 400 / 1,1) ~ 1 / 62 400 000

Ответ: частный масштаб (m) - в 1 см 624 км.

Главный масштаб (подписанный в зарамочном
оформлении этой карты) - 1 / 75 000 000 (1 см 750км).

Частный м-б может быть и больше и меньше главного, в зависимости от расположения выбранного участка на карте.

Пример перевода числовых значений географических координат из десятых долей в градусы и минуты.

Приближенная долгота города Свердловска - 60.8° (шестьдесят целых и восемь десятых градуса) восточной долготы.
8 / 10 = X / 60
X = (8 * 60) / 10 = 48 (из пропорции находим числитель правой дроби).
Итог: 60.8° = 60° 48" (шестьдесят градусов и сорок восемь минут).

Чтобы добавить символ градуса (°) - нажмите Альт+248 (цифрами в правой цифровой панели клавиатуры; в ноутбуке - с нажатой спец.кнопкой Fn или включив NumLk)). Так делается в операционных системах Windows и Linux, а в ОС Mac - с помощью клавиш Shift+Option+8

Координаты широты всегда указываются перед координатами долготы (и печатая на компьютере, и записывая на бумаге).


В сервисе maps.google.ru, поддерживаемые форматы определяются правилами.

Примеры, как будет правильно:

Полная форма записи угла (градусы, минуты, секунды с долями):
41° 24" 12.1674", 2° 10" 26.508"

Сокращённые формы записи угла:
Градусы и минуты с десятичными долями - 41 24.2028, 2 10.4418
Десятичные градусы (DDD) - 41.40338, 2.17403

Сервис Гугл-мап имеет онлайн-конвертер для преобразований координат и перевода их в нужный формат.

В качестве десятичного разделителя числовых величин, на сайтах в Интернет и в компьютерных программах - рекомендуется использовать точку.

Таблицы

Длина дуги параллели в 1°, 1" и 1" по долготе, метров

Широта, градус

Длина дуги параллели в 1° по долготе, м

Длина дуги паралл в 1",м

Длина дуги пар. в 1",м

0 111321 1855 31
1 111305 1855 31
2 111254 1854 31
3 111170 1853 31
4 111052 1851 31
5 110901 1848 31
6 110716 1845 31
7 110497 1842 31
8 110245 1837 31
9 109960 1833 31
10 109641 1827 30
11 109289 1821 30
12 108904 1815 30
13 108487 1808 30
14 108036 1801 30
15 107552 1793 30
16 107036 1784 30
17 106488 1775 30
18 105907 1765 29
19 105294 1755 29
20 104649 1744 29
21 103972 1733 29
22 103264 1721 29
23 102524 1709 28
24 101753 1696 28
25 100952 1683 28
26 100119 1669 28
27 99257 1654 28
28 98364 1639 27
29 97441 1624 27
30 96488 1608 27
31 95506 1592 27
32 94495 1575 26
33 93455 1558 26
34 92386 1540 26
35 91290 1522 25
36 90165 1503 25
37 89013 1484 25
38 87834 1464 24
39 86628 1444 24
40 85395 1423 24
41 84137 1402 23
42 82852 1381 23
43 81542 1359 23
44 80208 1337 22
45 78848 1314 22
46 77465 1291 22
47 76057 1268 21
48 74627 1244 21
49 73173 1220 20
50 71697 1195 20
51 70199 1170 19
52 68679 1145 19
53 67138 1119 19
54 65577 1093 18
55 63995 1067 18
56 62394 1040 17
57 60773 1013 17
58 59134 986 16
59 57476 958 16
60 55801 930 16
61 54108 902 15
62 52399 873 15
63 50674 845 14
64 48933 816 14
65 47176 786 13
66 45405 757 13
67 43621 727 12
68 41822 697 12
69 40011 667 11
70 38187 636 11
71 36352 606 10
72 34505 575 10
73 32647 544 9
74 30780 513 9
75 28902 482 8
76 27016 450 8
77 25122 419 7
78 23219 387 6
79 21310 355 6
80 19394 323 5
81 17472 291 5
82 15544 259 4
83 13612 227 4
84 11675 195 3
85 9735 162 3
86 7791 130 2
87 5846 97 2
88 3898 65 1
89 1949 32 1
90 0

Упрощённая формула расчёта дуг параллелей (без учета искажений от полярного сжатия):

l пар = l экв * cos(Широта).

Длина дуги меридиана в 1°, 1" и 1" по широте, метров


Широта, градус

Длина дуги меридиана в 1° по широте, м

в 1", м

1",м

0 110579 1843 31
5 110596 1843 31
10 110629 1844 31
15 110676 1845 31
20 110739 1846 31
25 110814 1847 31
30 110898 1848 31
35 110989 1850 31
40 111085 1851 31
45 111182 1853 31
50 111278 1855 31
55 111370 1856 31
60 111455 1858 31
65 111531 1859 31
70 111594 1860 31
75 111643 1861 31
80 111677 1861 31
85 111694 1862 31
90

Рисунок. 1-секундные дуги меридианов и параллелей (упрощённая формула).

Андреев Н.В. Топография и картография: Факультативный курс. М., Просвещение, 1985

Учебник по математике.

Ru.wikipedia.org/wiki/Географические_коо рдинаты

Подробнее читайте на Интернет-странице сайта:
http://www.kakras.ru/mobile/book/dlina-dugi.html
Опубликовано: 10 апреля 2015 года

Шарообразная форма Земли и суточное вращение определяют существование на земной поверхности двух неподвижных точек – полюсов . Через полюсы проходит воображаемая земная ось, вокруг которой вращается Земля.

На картах и глобусах проводят самую большую окружность – экватор, плоскость которого перпендикулярна земной оси. Экватор делит Землю на северное и южное полушария. Длина дуги 1° экватора 40075,7 км: 360° = 111,3км.

Параллельно плоскости экватора можно условно расположить множество плоскостей. При пересечении их с поверхностью земного шара образуются малые окружности – параллели . Они проводятся на глобусе или карте на определенном расстоянии от экватора и ориентированы с запада на восток. Длина окружностей параллелей равномерно уменьшается от экватора к полюсам. Напомним, что наибольшая она на экваторе, а на полюсах равна нулю.

Земной шар можно также пересечь воображаемыми плоскостями, проходящими через ось Земли перпендикулярно к плоскости экватора. При пересечении этих плоскостей с поверхностью Земли образуются большие окружности – меридианы . Меридианы можно провести через любые точки земного шара. Все они пересекаются в точках полюсов и ориентированы с севера на юг. Средняя длина дуги 1º меридиана 40008,5 км: 360° = 111 км. Направление местного меридиана в любом пункте можно определить в полдень по направлению тени от гномона или другого предмета. В северном полушарии конец тени от предмета показывает направление на север, в южном – на юг.

Для расчета расстояний на карте или глобусе можно использовать следующие величины: длина дуги 1º меридиана и 1º экватора, равная примерно 111 км.

Чтобы определить расстояние в километрах на карте или глобусе между двумя пунктами, расположенными на одном меридиане, число градусов между пунктами умножают на 111 км. Для определения расстояния в километрах между пунктами, лежащими на одной параллели, число градусов умножают на длину дуги 1° параллели, обозначенную на карте или определенную по таблицам.

Длина дуг параллелей и меридианов на эллипсоиде Красовского

Широта в градусах

Широта в градусах

Длина дуги параллели в 1° по долготе, м

Широта в градусах

Длина дуги параллели в 1° по долготе, м

Например, расстояние между Киевом и Санкт-Петербургом, расположенными примерно на меридиане 30°, составляет 111 км *9,5° = 1054 км; расстояние между Киевом и Харьковом (примерно параллель 50°) – 71 км*6° = 426 км.

Параллели и меридианы образуют градусную сеть . Наиболее точное представление о градусной сети можно получить по глобусу. На географических картах расположение параллелей и меридианов зависит от картографической проекции. Чтобы убедиться в этом, можно сравнить различные карты, например карты полушарий, материков, России, российских регионов и др.

Положение любой точки на земном шаре определяют при помощи географических координат: широты и долготы.

Географическая широта – расстояние вдоль меридиана в градусах от экватора до какой-либо точки земного шара. За начало отсчета широты принят экватор – нулевая параллель. Широта изменяется от 0° на экваторе до 90° на полюсе. К северу от экватора отсчитывают северную широту (с. ш.), к югу от экватора – южную (ю. ш.). На картах параллели надписывают на боковых рамках, а на глобусе – на 0° и 180° меридианах. Например, Харьков расположен на 50° параллели к северу от экватора – его географическая широта 50° с. ш.; острова Кермадек – в Тихом океане на 30° параллели к югу от экватора, их широта примерно 30° ю. ш.

Если на карте или глобусе пункт расположен между двумя обозначенными параллелями, то его географическую широту определяют дополнительно по расстоянию между этими параллелями. Например, чтобы вычислить широту Иркутска, расположенного на карте России между 50° и 60° с. ш., через пункт проводят прямую линию, соединяющую обе параллели. Затем ее условно делят на 10 равных частей – градусов, так как расстояние между параллелями 10°. Иркутск находится ближе к 50° параллели.

На практике географическую широту определяют по высоте Полярной звезды при помощи прибора секстанта, в школе для этой цели используют вертикальный угломер, пли эклиметр.

Географическая долгота – расстояние вдоль параллели в градусах от начального меридиана до какой-либо точки земного шара. За начало отсчета долготы принят гринвичский меридиан – нулевой, который проходит недалеко от Лондона (там, где расположена Гринвичская обсерватория). К востоку от нулевого меридиана до 180° отсчитывают восточную долготу (в. д.), к западу – западную (з. д.). На картах меридианы надписывают на экваторе или верхней и нижней рамках карты, а на глобусе – на экваторе. Меридианы, как и параллели, проводят через одинаковое число градусов. Например, Санкт-Петербург расположен на 30 меридиане к востоку от нулевого меридиана, его географическая долгота 30° в. д.; Мехико – на 100 меридиане к западу от нулевого меридиана, его долгота 100° з. д.

Если пункт расположен между двумя меридианами, то его долготу уточняют по расстоянию между ними. Например, Иркутск расположен между 100° и 110° в. д., но ближе к 100°. Через пункт проводят линию, соединяющую оба меридиана, ее условно делят на 10° и отсчитывают число градусов от 100° меридиана до Иркутска. Следовательно, географическая долгота Иркутска примерно 104°.

Географическую долготу на практике определяют по разнице во времени между данным пунктом и нулевым меридианом или другим известным меридианом. Географические координаты записывают в целых градусах и минутах с указанием широты и долготы. При этом 1º = 60 мин (60"), а0,1° = 6", 0,2°=12" и т. д.

Литература.

  1. География / Под ред. П.П. Ващенко, Е.И. Шиповича. - 2-е изд., перераб и доп. - К. : Вища шк. Головное изд-во, 1986. - 503 с.

Длина дуги меридиана и параллели. Размеры рамок трапеций топографических карт

Херсон-2005

Длина дуги меридиана S M между точками с широтами B 1 и B 2 определяется из решения эллиптического интеграла вида:

(1.1)

который, как известно, не берется в элементарных функциях. Для решения этого интеграла применяют численное интегрирование. По формуле Симпсона имеем:

(1.2)

(1.3)

где B 1 и B 2 – широты концов дуги меридиана; М 1 , М 2 , Мср – значения радиусов кривизны меридиана в точках с широтами B 1 и B 2 и Bcp=(B 1 +B 2)/2 ; a – большая полуось эллипсоида, e 2 – первый эксцентриситет.

Длина дуги параллели S П есть длина части окружности, поэтому она получается непосредственно как произведение радиуса данной параллели r=NcosB на разность долгот l крайних точек искомой дуги, т.е.

где l=L 2 –L 1

Значение радиуса кривизны первого вертикала N вычисляется по формуле

(1.5)

Съемочная трапеция представляет собой часть поверхности эллипсоида, ограниченная меридианами и параллелями. Поэтому стороны трапеции равны длинам дуг меридианов и параллелей. Причем северная и южная рамки являются дугами параллелей a 1 и а 2 , а восточная и западная – дугами меридианов с , равными между собой. Диагональ трапеции d . Для получения конкретных размеров трапеции, необходимо упомянутые дуги разделить на знаменатель масштаба m и, для получения размеров в сантиметрах, умножить на 100. Таким образом, рабочие формулы имеют вид:

(1.6)

где m – знаменатель масштаба съемки; N 1 , N 2 , – радиусы кривизны первого вертикала в точках с широтами B 1 и B 2 ; M m – радиус кривизны меридиана в точке с широтой B m =(B 1 +B 2)/2; ΔB=(B 2 –B 1).

Задание и исходные данные

1) Вычислить длину дуги меридиана между двумя точками с широтами B 1 =30°00"00.000"" и B 2 = 35°00"12.345""+1"№ , где № – номер варианта.

2) Вычислить длину дуги параллели между точками, лежащими на этой параллели, с долготами L 1 = 0°00"00.000"" иL 2 = 0°45"00.123"" + 1""№ , где № – номер варианта. Широта параллели B=52°00"00.000""

3) Вычислить размеры рамок трапеции масштаба 1:100 000 для листа карты N-35-№, где № - номер трапеции, выдаваемый преподавателем.


Схема решения

Длина дуги меридиана Длина дуги параллели
Формулы Результаты Формулы Результаты
a 6 378 245,0 a 6 378 245,0
e 2 0,0066934216 e 2 0,0066934216
a(1-e 2) 6335552,717 L 1 0°00"00.000""
B 1 30°00"00.000"" L 2 0°45"00.123""
В 2 35°00"12.345"" l = L 2 -L 1 0°45"00.123""
Bcp 32°30"06.173"" l(рад) 0,013090566
sinB 1 0,500000000 В 52°00"00.000""
sinB 2 0,573625462 sinB 0,788010754
sinBcp 0,537324847 cosB 0,615661475
1+0.25e 2 sin 2 B 1 1,000418339 1-0.25e 2 sin 2 B 0,998960912
1+0.25e 2 sin 2 B 2 1,000550611 1-0.75e 2 sin 2 B 0,996882735
1+0.25e 2 sin 2 Bcp 1,000483128 N 6 391 541,569
1-1.25e 2 sin 2 B 1 0,997908306 NcosB 3 935 025,912
1-1.25e 2 sin 2 B 2 0,997246944 S П 51 511,715
1-1.25e 2 sin 2 Bcp 0,997584361
M 1 6 351 488,497
M 2 6 356 541,056
Mcp 6 353 962,479
M 1 +4Mcp+M 2 38 123 879,468
(M 1 +4Mcp+M 2)/6 6 353 979,911
B 2 -B 1 5°00"12.345""
(B 2 -B 1) рад 0,087326313
S М 554 869,638

Размеры рамок трапеции
Формулы Результаты Формулы Результаты
a 6 378 245,0 1-0.25e 2 sin 2 B 1 0,998960912
e 2 0,0066934216 1-0.75e 2 sin 2 B 1 0,996882735
a(1-e 2) 6 335 552,717 1-0.25e 2 sin 2 B 2 0,998951480
0.25e 2 0,001673355 1-0.75e 2 sin 2 B 2 0,996854439
0.75e 2 0,005020066 1+0.25e 2 sin 2 Bm 1,001043808
1.25e 2 0,008366777 1-1.25e 2 sin 2 Bm 0,994780960
B 1 52°00"00"" N 1 6 391 541,569
В 2 52°20"00"" N 2 6 391 662,647
Bm 52°10"00"" Mm 6 375 439,488
sinB 1 0,788010754 l 0°30"00""
sinB 2 0,791579171 l(рад) 0,008726646
sinBm 0,789798304 ∆B 0°20"00""
cosB 1 0,615661475 ∆B(рад) 0,005817764
cosB 2 0,611066622 a 1 34,340
m 100 000 a 2 34,084
100/m 0,001 c 37,091
d 50,459