地球形狀和地理坐標(biāo)

地球形狀和地理坐標(biāo)1第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室2第一章坐標(biāo)、方向和距離地球形狀1.地球自然形狀珠穆朗瑪峰8848m馬里亞那海溝11025m第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室3第一章坐標(biāo)、方向和距離人造地球衛(wèi)星資料推出的地球形狀根據(jù)人造地球衛(wèi)星的軌道參數(shù)資料推算出地球形狀，它既不是球，也不是一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球，而是一個(gè)梨狀體，北極位于梨柄處，而南極位于梨底。假定以赤道海平面到地心為半徑作一圓，則北極海面高出此圓16m，而南極海面低于此圓27m。第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室4第一章坐標(biāo)、方向和距離地球自然表面是一個(gè)崎嶇不平、非常復(fù)雜的不規(guī)則曲面，難以用數(shù)學(xué)公式加以描述，無法在此基礎(chǔ)上研究航海的基本問題。航海上所研究的地球形狀，并不是指地球自然表面的形狀，而是指大地球體的形狀。第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室5第一章坐標(biāo)、方向和距離2.大地球體(1)大地水準(zhǔn)面(geoid)是設(shè)想的一個(gè)與平均海面相吻合的水準(zhǔn)面，并將其向陸地延伸，且保持該延伸面始終與當(dāng)?shù)氐你U垂線相垂直，這樣所形成的連續(xù)不斷的、光滑的閉合水準(zhǔn)面，叫做大地水準(zhǔn)面。(2)大地球體由大地水準(zhǔn)面所包圍的幾何體叫做大地球體。第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室6第一章坐標(biāo)、方向和距離是否可以用大地球體來進(jìn)行航海研究哪？由于地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻及地球表面起伏的影響，大地球體依然是不規(guī)則的幾何體。顯然,不能將大地球體作為航海研究的數(shù)學(xué)實(shí)體。航海上，在不同場合，可根據(jù)不同的精度要求，將大地球體看作不同的近似體。第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室7第一章坐標(biāo)、方向和距離3.大地球體的近似體(1)第一近似體------地球圓球體(2)第二近似體------地球橢圓體第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室8第一章坐標(biāo)、方向和距離大地球體第一近似體------地球圓球體航海上為了計(jì)算上的簡便，在精度要求不高的情況下采用。根據(jù)航海上常用的距離單位(海里/nmile)的定義，可推算地球圓球體半徑R為：

第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室9第一章坐標(biāo)、方向和距離大地球體第二近似體------地球橢圓體在大地測量學(xué)、海圖學(xué)和需要較為準(zhǔn)確的航海計(jì)算時(shí)采用。地球橢圓體即旋轉(zhuǎn)橢圓體。它是由橢圓PNQPSQ繞其短軸PNPS旋轉(zhuǎn)而成的幾何體。

a---橢圓PNQPSQ長半軸b---橢圓PNQPSQ短半軸第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室10第一章坐標(biāo)、方向和距離表示地球橢圓體的相關(guān)參數(shù)：長半軸a短半軸b扁率c：表示橢圓體扁的程度。當(dāng)a=b時(shí)，顯然橢圓體就成為圓球體；c值愈大，橢球體愈扁。第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室11第一章坐標(biāo)、方向和距離偏心率e：是子午圈橢圓的焦點(diǎn)離中心的距離與橢圓長(短)半徑的比值，反映了橢圓扁平的程度。偏心率愈大，橢球體愈扁。第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室12第一章坐標(biāo)、方向和距離我國采用的地球橢圓體參數(shù)1952年以前，采用白塞爾地球橢圓體參數(shù)；1953年起，改用原蘇聯(lián)克拉索夫斯基地球橢圓體參數(shù)；現(xiàn)在準(zhǔn)備逐步采用IUGG(InternationalUnionofGeodesyandGeophysics國際大地測量學(xué)與地球物理學(xué)聯(lián)合會)1975年推薦的地球橢圓體參數(shù)。第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室13第一章坐標(biāo)、方向和距離二、地理坐標(biāo)地理坐標(biāo)是建立在地球橢圓體表面上的。

地球上的基本點(diǎn)、線、圈地理坐標(biāo)—地理經(jīng)度和地理緯度緯差與經(jīng)差第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室14第一章坐標(biāo)、方向和距離1.地球上的基本點(diǎn)、線、圈(1)點(diǎn)①北極(PN)：橢圓短軸即地球的自轉(zhuǎn)軸—地軸(PNPS)；地軸與地球表面的兩個(gè)交點(diǎn)是地極，在北半球的稱為北極(PN)。②南極(PS)：在南半球的稱為南極(PS)。③橢圓體中心(O)：地軸與赤道平面的交點(diǎn)。第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室15第一章坐標(biāo)、方向和距離(2)圈赤道緯度圈子午圈第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室16第一章坐標(biāo)、方向和距離赤道(Equator)通過地球球心且與地軸垂直的平面稱為赤道平面。赤道平面與地表面相交的截痕稱為赤道,，它將地球分為南、北兩個(gè)半球；第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室17第一章坐標(biāo)、方向和距離緯度圈(Paralleloflatitude)與赤道平行的平面稱為緯度圈平面。緯度圈平面與地球橢圓體面相交的截痕為圓，稱為緯度圈。第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室18第一章坐標(biāo)、方向和距離子午圈(Meridian)通過地軸的任何一個(gè)平面是子午圈平面.它與地表面相交的截痕是個(gè)橢圓，稱為子午圈。第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室19第一章坐標(biāo)、方向和距離(3)線①經(jīng)線或子午線(Meridianline)：由北半球到南半球的半個(gè)子午圈。②格林子午線或格林經(jīng)線(Greenwichmeridian)：通過英國倫敦格林尼治天文臺子午儀的子午線。

第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室20第一章坐標(biāo)、方向和距離2.地理坐標(biāo)地理坐標(biāo)系地理緯度地理經(jīng)度第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室21第一章坐標(biāo)、方向和距離地理坐標(biāo)的坐標(biāo)系第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室22第一章坐標(biāo)、方向和距離地理緯度(Geographicallatitude)地面某點(diǎn)的地理緯度簡稱緯度，它是該點(diǎn)地球橢圓子午線上的法線與赤道面的夾角。航海上用或Lat表示。第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室23第一章坐標(biāo)、方向和距離地理緯度的度量方法自赤道起算，向北或向南度量到該點(diǎn)所在緯度圈，由0到90計(jì)量。向北度量的稱為北緯，用N標(biāo)示向南度量的稱為南緯，用S標(biāo)示表示方法.如：北京的緯度為3954.4N第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室24第一章坐標(biāo)、方向和距離地理經(jīng)度(Geographicallongitude)地面某點(diǎn)的地理經(jīng)度簡稱經(jīng)度，它是格林經(jīng)線與該點(diǎn)子午線在赤道上所夾的劣弧長。航海上用或Long表示。第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室25地理經(jīng)度的度量方法自格林子午線起算，向東或向西度量到該點(diǎn)子午線，由0到180計(jì)量。向東度量的稱為東經(jīng)，用E標(biāo)示；向西度量的稱為西經(jīng)，用W標(biāo)示；表示方法.例如：北京的經(jīng)度為：第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室26第一章坐標(biāo)、方向和距離3.緯差與經(jīng)差緯差D經(jīng)差D第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室27第一章坐標(biāo)、方向和距離(1)緯差(DifferenceofLatitude)①定義兩地緯度之代數(shù)差，用D表示。②計(jì)算公式D=21式中：1—起始點(diǎn)緯度；2—到達(dá)點(diǎn)緯度；

第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室28第一章坐標(biāo)、方向和距離計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)：代入時(shí)北緯取正值(＋)；代入時(shí)南緯取負(fù)值(-)；求得的緯差為正值，表示北緯差，即表示到達(dá)點(diǎn)位于起算點(diǎn)之北，或表示船舶向北航行；求得的緯差為負(fù)值，表示南緯差，即表示到達(dá)點(diǎn)位于起算點(diǎn)之南，或表示船舶向南航行。第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室29第一章坐標(biāo)、方向和距離舉例1某船由(3226N，12206W)航行至(4514N，9604W)，求兩地間緯差。24514N(+) -)13226N(+)——————————————————————————————————

D1248N(+)

第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室30第一章坐標(biāo)、方向和距離(2)經(jīng)差(Differenceoflongitude)①定義兩地經(jīng)度之代數(shù)差，用D表示。②計(jì)算公式D=21式中：1—起始點(diǎn)經(jīng)度；2—到達(dá)點(diǎn)經(jīng)度；

第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室31第一章坐標(biāo)、方向和距離計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)：代入時(shí)東經(jīng)取正值(＋)；代入時(shí)西經(jīng)取負(fù)值(－)。求得的經(jīng)差為正值，表示東經(jīng)差，即表示到達(dá)點(diǎn)位于起算點(diǎn)之東，或表示船舶向東航行；求得的經(jīng)差為負(fù)值，表示西經(jīng)差，即表示到達(dá)點(diǎn)位于起算點(diǎn)之西，或表示船舶向西航行。經(jīng)差的絕對值不應(yīng)大于180。否則，應(yīng)由360減去該絕對值，并改變符號。

第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室32第一章坐標(biāo)、方向和距離舉例2某船由(2438S，15042E)航行至(1244N，17612W)，求兩地間經(jīng)差。217612W(-)-)115042E(+)

D32654W(-)360-32654

=3306E第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室33第一章坐標(biāo)、方向和距離舉例3某船出發(fā)點(diǎn)(2907.3N，11313.0E)，緯差1000.7S，經(jīng)差6851.9E，求到達(dá)點(diǎn)的緯度和經(jīng)度。12907.3N(+)+)D1000.7S(-)——————————————————————————————————

21906.6N(+)

111313.0E(+) +)D6851.9E(+)——————————————————————————————————

218204.9E(+)

360-18204.9=17755.1

W第33頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月航海教研室34第一章坐標(biāo)、方向和距離舉例4(思考)某船到達(dá)點(diǎn)(4754.3S，13217.1W)，緯差106.1N，經(jīng)差1100.3W，求出發(fā)點(diǎn)的緯度和經(jīng)度。24754.3S(-) -)D106.1N(+)——————————————————————————————————