Географски координатни систем

Географски координатни систем је координатни систем који се користи у географији и омогућава да свако место на планети Земљи буде одређено скупом бројева, слова или симбола. Координате се често бирају тако да један број представља вертикалну позицију, а два или три броја представљају хоризонтални положај. Исказују се географском ширином, дужином и висином.[1]

За одређивање локације на дводимензионалној карти потребна је картографска пројекција.[2]

Географска ширина се мери од екватора, па Земљини полови представљају максималних 90° географске ширине. Географска дужина се мери од Гриничког меридијана и може ићи до 180° западно или источно.

Због неравнина површине, и због утицаја гравитационих сила Земља није прави глобус и није потпуни елипсоид, већ геоид. Да би карта била прецизнија за навигацију, а због разлика у површини на разним деловима планете било је потребно увести различите математичке шеме у пројекцији за сваки регион. Такав унапред дефинисан координатни систем називамо картографским датумом.

Latitude and Longitude of the Earth-mk
Географска ширина и дужина Земље

Примена у практичној картографији

Све карте које користе исти датум су међусобно усклађене и подаци прочитани са једне карте могу директно да се преносе на било коју другу карту која је у истом датуму. Али, као што постоји више дефиниција елипсоида који описују облик Земље тако постоје и многи различити датуми карата, прилагођени потребама неке одређене територије. Постојањем великог броја датума карата који су у употреби појавила се потреба прерачунавања из једног датума у други, како би се подаци ефективно преносили између карата у различитим датумима.

Да би се коришћење карата поједноставило, 1984. године је установљен светски референтни датум WGS84 (енгл. World Geodetic System 1984) који се узима као референти датум у односу на који се дефинишу сви други регионални датуми.[3]

На подручју Средње Европе и Балкана (у земљама у окружењу као и на топографским картама бивше Југославије) у употреби је Гаус-Кригерова (енгл. Transverse Mercator) пројекција, у Херманскогел датуму који користи елипсоид Бесел (енгл. Bessel) 1841. На картама у овој пројекцији основне кординате су метричке што је практично за пренос на ГПС уређај или на друге карте.

Види још

Референце

  1. ^ A guide to coordinate systems in Great Britain (PDF), D00659 v2.3, Ordnance Survey, 03. 2015, Приступљено 22. 06. 2015
  2. ^ Taylor, Chuck. „Locating a Point On the Earth”. Приступљено 04. 03. 2014.
  3. ^ Peđa Supurović, beležnica: Datum i projekcija topografskih karata Srbije i Crne Gore
Јужни повратник

Јужни повратник или јарчева обратница је једна од пет основних паралела које се означавају на мапи Земље. То је најјужнија паралела на којој се Сунце у подне појављује у зениту. Ова појава се дешава на дан зимске краткодневице, када је јужна хемисфера под највећим углом у односу на Сунце.

Јужни повратник се налази на 23° 26′ 22″ јужне географске ширине. Јужно од њега су подручја суптропске и јужне умерене климатске зоне. Њој одговара слична паралела на северној полулопти под именом северни повратник или ракова обратница. Простор између ове две паралеле је познат под називом тропско подручје.

Име јарчева потиче од чињеница да се Сунце у време зимске краткодневице, пре 2000 година, налазило у сазвежђу јарца (посматрано с Земље). Услед прецесије Земље, по савременим астрономским опажањима Сунце се у том тренутку налази у сазвежђу стрелца. Положај повратника се историјски мењао на сложен начин.

Када се говори о рекордима у обиласку Земље, у правилу се тражи да дужина пута не буде мања од дужине повратника, и да путања од старта до циља пресече све меридијане. Ова дужина је 36787,559 километара.

Јужни пол

Јужни пол је најјужнија тачка на Земљи, што обухвата појмове јужног географског и јужног геомагнетног пола. Он је једна од две тачке где оса Земљине ротације пролази кроз површину планете. То је најјужнија тачка на површини Земље и лежи на супротној страни од Северног пола.

Јужни пол се налази на континенту Антарктику. На овој локацији се налази америчка поларна станица Амундсен-Скот, која је била успостављена 1956. године и била је перманентно у употреби од тог времена. Географски Јужни пол није исто што и Јужни магнетни пол.

Јужни поларник

Јужни поларник или Антарктички поларни круг је један од пет најважнијих паралела које обележавају мапе Земље. Налази се на географској ширини од 66° 33' 39" јужно од екватора (у 2000. години). За све у оквиру Антарктичког поларног круга постоји бар један пун дан обданице током зимске краткодневице и бар један период од 24 сата ноћи током летње дугодневице. То значи да постоји бар један дан у ком Сунце не залази и бар један дан током ког Сунце не излази. То се дешава због нагиба Земље од 23,5 угаоних степени, па је током летње дугодневице јужна поларна област ван домашаја Сунца, као и обратно, током зимске краткодневице.

Простор јужно од овог круга је познат као антарктичка зона, а непосредно северно од њега је јужна умерена климатска зона.

Континент Антарктик ствара копнени масив који поркива велики део простора у оквиру антарктичког поларног круга.

Гаус-Кригеров координатни систем

У картографији, назив Гаус-Кригер, по Карл Фридрих Гаусу и Јохан Хајнрих Луис Кригеру, користи се за три сличне ствари.

Често, ово је само синоним за трансверзалну Меркаторову картографску пројекцију. Синоним је гаусова конформна пројекција.

Понекад, овај термин се користи за одређени рачунски метод за трансверзалну Меркаторову пројекцију: односно, начин како конвертовати између географске ширине/дужине и координата пројекције. Не постоји једноставна формула за ово у случају када је Земља моделована у виду елипсоида. Али Гаус-Кригеров метод даје приближно исте резултате као и друге методе, поготово ближе централном меридијану: нпр. мање од 10 степени од географске дужине (лонгитуде). Даље од ње, неке методе дају све мање тачне резултате.

Термин се такође користи за одређени скуп трансверзалних меркаторових пројекција за различите зоне у Европи и Јужној Америци, бар у Немачкој, Аустрији, Србији, Финској и Аргентини. Овај Гаус-Кригеров систем је сличан Универзалном трансверзалном Меркаторовом систему (UTM), али централни меридијани Гаус-Кригера по зонама су само 3 степена удаљени, за разлику од 6 степени у UTM. Као последица, варијација у размери у Гаус-Кригеру је око 1/4 од оне која је у UTM.

Географска дужина

Географска дужина, или лонгитуда (лат. longitudo = дужина), или Меридијан, је угловно или лучно растојање одређене тачке на Земљиној површини од почетног меридијана. Споразумно је усвојено да се за почетни меридијан рачуна Гринич, који пролази кроз Лондон у Уједињеном Краљевству. Сходно томе разликујемо источну географску дужину која се пружа од Гринича на исток до 180° и западну географску дужину која се простире од Гринича на запад све до 180°. Обично се дужина обележева грчким словом „ламбда“ (λ) и изражава се у степенима, минутима и секундама. Сви меридијани су полукружнице исте дужине које се пружају од Северног ка Јужном полу, на дужини од 20.014 km.

На географској карти број уцртаних меридијана зависи од размера карте, а њихов значај се огледа и у одређивању временских зона на Земљи. Најзападнија копнена површина је острво Ату у близини Аљаске на 172°54‘ згд, а најисточнија је Каролинско острво у Пацифику на 150°12‘ игд.

Географска ширина

Географска ширина, или латитуда је угловно или лучно растојање неке одређене тачке на Земљиној површини северно или јужно од екватора (полутара). Према томе разликујемо северну географску ширину која се пружа од екватора до Северног пола у износи од 90° и јужну географску ширину, која захвата простор између екватора и Јужног пола у истом износу у степенима. Обично се ширина означава грчким словом „фи“ (φ). Географска ширина се мери у степенима, минутама и секундама у распону од 0° до 90°. Екватор је највећа паралела, тј. кружница и дугачка је 40.065 km, док су најмање кружнице, у ствари тачке — полови.

На географским картама се уцртава неколико основних паралела поред екватора. То су јужни и северни повратник који се налазе на 23°26‘22“ сгш и јгш, као и северни и јужни поларник, са 66°33‘39“ сгш и јгш. Најсевернија тачка на копну је острво Кафеклубен на 83°40‘ сгш, а најјужнија је Јужни пол на 90° јгш.

Географски пол

Географски пол је замишљена тачка у којој оса ротације (планетарна оса) пробада површину планете или неког тела које се окреће око своје осе. У општм случају говоримо о половима небеских тела, јер израз географски описује само Земљине полове.

Како планетарна оса пробада планетарну површину у две тачке, пробојна места називамо северни пол и јужни пол. На Земљи су имена полова одређена историјским разлозима, али није увек јасно како ћемо назвати полове тела, будући да оса може бити насумично усмерена. Када говоримо о телима у Сунчевом систему уобичајено је да се за северни пол небеског тела узима пол ближи смеру ка звезди Северњачи.

Нека тела у Сунчевом систему, као рецимо Сатурнов сателит Хиперион или астероид 4179 Тутатис, немају дефинисане полове због своје хаотичне ротације узроковане неправилним обликом или гравитационим утицајима оближњих тела.

Ако планета поседује магнетно поље, магнетни полови се не морају поклапати (и углавном се не поклапају) са половима планете.

Гриничка опсерваторија

Гриничка опсерваторија се налази у месту Гринич покрај Лондона. То је Краљевска опсерваторија подигнута 1675. године по налогу краља Чарлса Другога. На њеном челу је Краљевски астроном који обавља и фукцију директора опсерваторије. Први Краљевски астроном био је Џон Флемстид.

Кроз историју, Гриничка опсерваторија и Париска опсерваторија су биле најзначајније астрономске институције, које су се дуго бориле за превласт у свету астрономије. Коначна превага је отишла на страну енглеске краљевске опсерваторије која је постала центар и за рачунање времена и за географски координатни систем.

Кроз опсерваторију пролази Гринички меридијан, тј. основни, почетни меридијан од кога се рачуна географска дужина ка западу, и ка истоку.

Гриничко средње време (ГМТ) је установљено као средње сунчево време Гриничке опсерваторије. Данас се често употребљава да се означи „нулта“ временска зона. Ипак, оно се поклапа са Западноевропским временом (које се користи у Енглеској) само зими, док је лети разлика један сат због летњег указног времена који се додаје Западноевропском времену. Разлика између Средњоевропског времена и Гриничког средњег времена је један сат, лети два сата.

Данас је опсерваторија претворена у музеј, јер је због изградње Лондона Гринич постао његов саставни део, тако да је на том месту огромно светлосно загађење због којег је немогуће вршити астрономска посматрања са опсерваторије.

Гринички меридијан

Гринички меридијан је меридијан који се користи као међународна референца за одређивање географске дужине.

Инерцијални навигациони систем

Инерцијални навигациони систем (ИНС), намењен је за мерење параметара навигације објекта у простору, са коришћењем рачунара и сензора. Промене „вектора стања“ објекта у простору, детектују се са мерењем његовог транслаторног кретања (акцелерометрима) и ротације (жироскопима). ИНС континуално преузима пристигле сигнале из сензора, на основу њих рачуна параметре навигације и упоређује добијене резултате, у односу на почетно стање мировања објекта, или на неко ново узето референтно стање. На тај начин континуално одређује оријентацију и брзину објекта (правац и брзину кретања), у реалном времену. Параметре кретања, слободног тела у простору, одређује без потребе за сталним референтним поређењем, у односу на сопљно окружење. Систем функционише, као што се објекат креће, тако што мери кинематске параметре за шест степени слободе, три транслације (дуж три осе) и три ротације (око њих). Користи се за навигацију на покретним објектима, као што су бродови, авиони, подморнице, вођене ракете и свемирске летелице.

Концепт инерцијалног навигационог принципа заснива се на мерењу убрзања у транслаторном кретању дуж оса и угаоних брзина, ротације око оса. На основу познате масе и измерене силе инерције рачунар одређује убрзање и на основу силе прецесије угаону брзину. Велики недостатак ИНС су одступања у мерењу, са расположивим сензорима. У пракси се то превазилази са комбинацијом ИНС и других навигациох система. На пример, у комбинацији са системом GPS, добијају се апсолутни подаци положаја сваке секунде, док сам ИНС интерполира средње вредности. Са употребом Калмановог филтера, у одговарајућој петљи регулисања грешке мерења ИНС-а, своде се на минимум.

За инерцијални навигациони систем, везани су појмови: инерцијална референтна платформа, инерцијални инструмент, инерцијална мерна јединица и многе друге варијације назива.

Картографска пројекција

Картографска пројекција је математички начин приказивања Земљине површине, тј. њеног елипсоида на раван. Пренос се врши на основу зависности између координатних тачака на обема површинама – у виду пројекције. Будући да је Земљину површину немогуће пренети на равну површину без одређених раскидања, набирања и неправилности, неизбежне су одређене деформације геометријских својстава фигуре на раван.

Координатни систем

Координатни систем може да се односи на:

Хоризонтски координатни систем

Сферни координатни систем

Поларни координатни систем

Декартов координатни систем

Цилиндрични координатни систем

Гаус-Кригеров координатни систем

Месни екваторски координатни систем

Линеарни референтни систем

Линеарни референтни систем је референтни систем у коме је положај објеката одређен удаљеношћу дуж линеарног елемента. Сваки објекат је одређен или координатном тачком или сегментом линије. Систем је пројектован тако да ако се мјења дио руте само се тачке на захваћеним линијама мјењају.

ЛРС је погодан за надгледање податак везаних за линеарне објекте као што су путеви, жељезница, нафтоводи, далеководи и ријеке.

Систем за одређивање положаја и карактеристика објеката на цјевоводу помоћу мјерења дистанце од почетка цјевовода. Примјерна адреса је : Инеињерска станица 1145+86 на цјевоводу Алфа = 114,586 стопа од почетка цјевовода. Са преусмјеравањем, кумулативна мјера може небити исте дужине због бочних линија. ЛРС рјешава дилему, и даје тачне мјере. ЛРС је подржан у GRASS ГИС-у и PostGIS-у.

Локсодрома

Локсодрома је крива спиралног облика кој обмотава Земљин елипсоид и сијече све меридијане под истим углом. Приближава се полу али га никад не достиже. На Меркаторовој карти, гдје су меридијани међусобно паралелне линије, и локсодрома се види као права линија.

Константни угао који л. затвара с меридијанима зове се локсодромски (прави) курс авиона или брода. Та особине л. даје Меркаторовој карти предност јер се и курс може представити равном линијом.

Северни повратник

Северни повратник или Ракова обратница је једна од пет основних паралела које се означавају на мапи Земље. То је најсевернија паралела на којој се Сунце у подне појављује у зениту. Ова појава се дешава на дан летње дугодневице, када је северна хемисфера под највећим углом у односу на Сунце.

Северни повратник се налази на 23° 26′ 22″ северне географске ширине. Северно од њега су подручја суптропске и северне умерене климатске зоне. Њој одговара слична паралела на јужној полулопти под именом јужни повратник или Јарчева обратница. Простор између ове две паралеле познат је под називом тропско подручје.

Име Ракова потиче од чињенице да се у прошлости Сунце у време летње дугодневице налазило у сазвежђу Рак (посматрано са Земље). Услед прецесије Земље, по савременим астрономским опажањима, Сунце се у том тренутку налази у сазвежђу Бик. Положај повратника се историјски мењао на сложен начин. Тренутна брзина његовог померања је 1 лучни минут за 128 година.

Када се говори о рекордима у обиласку Земље, у правилу се тражи да дужина пута не буде мања од дужине повратника и да путања од старта до циља пресече све меридијане. Ова дужина је 36787,559 км.

Северни поларник

Северни поларник или Арктички поларни круг је једна од пет главних паралела, обележених на мапи Земље .

Овај круг се налази на 66 ° 33'44 "(66,5622 °) северно од екватора. Површина северно од арктичког круга се зове Арктик. Слична паралела постоји и у јужној хемисфери и она се назива јужни поларни круг, а подручје јужно од те паралеле називамо Антарктик.

Арктички круг представља јужну границу поларног дана. Било где северно од њега, сунце се може видети изнад хоризонта дуже од 24 сата, најмање једном годишње. Такође, северно од круга, се дешава најмање једном годишње, да светлост није видљива изнад хоризонта за најмање 24 сата. На географској ширини Арктичког круга ови догађаји дешавају се тачно једанпут годишње, у јуну и децембру сунчевих прекретница. Даље на север, ови догађаји трају дуже, на пример, на географској ширини Мурманска, поларна ноћ траје 40 дана, а поларни дан 61. Исти феномен се јавља у пределу антарктичког круга.

Због озбиљности климе на Арктику, само мали број људи живе унутар и северно од арктичког круга. Три највећа града, која се налазе северно од арктичког круга, се налазе у Русији: Мурманск (305,034 становника), Нориљск (176,189 становника), и Воркута (70,500 становника). Четврти по броју становника је норвешки град Тромсе (69,009 становника).

Сферни координатни систем

У математици, сферни координатни систем је координатни систем за представљање тела у три димензије коришћењем три координате: удаљеност тачке од фиксиране нулте тачке координатног система, зенит, угао који права која спаја тачку са координатним почетком заклапа са позитивним делом z-осе, и азимут, угао исте праве са позитивним делом x-осе.

Сјеверни пол

Сјеверни пол представља најсјевернију тачку Земље, и може бити географски, магнетни, геомагнетни Сјеверни пол, као и Сјеверни пол неприступачности. Иако се сматра да постоји јединствени сјеверни пол и да је он на глобусу представљен као тачка кроз коју пролази оса Земљине ротације, у природи постоји више сјеверних полова.

Северни пол је најсевернија тачка на Земљи, која лежи дијаметрално супротно од Јужног пола. Он је дефинисан геодетском латитудом 90° северно. На Северном полу све смернице показују на југ; све линије лонгитуда тамо конвергирају, тако да се његова лонгитуда може дефинисати као било који степен. Унутар уских латитудних кругова, смер супротан смеру казаљке на сату је исток, а наспрам њега је запад. Северни пол је у средишту северне хемисфере.

Док Јужни пол лежи на континенталној земљишној маси, Северни пол се налази на средини Арктичког океана у водама које су скоро перманентно прекривене константно померајућим морским ледом. Из тог разлога је непрактично да се изграде сталне станице на Северном полу (за разлику од Јужног пола). Међутим, Совјетски Савез, а касније и Русија, конструисали су бројне пловеће станице на леду генерално на годишњој бази од 1937. године, од којих су неке прошле преко или су врло близу пола. Од 2002. године, Руси су такође годишње оснивали базу, Барнео, близу пола. Она функционише неколико седмица током раног пролећа. Студије из 2000-их су предвиделе да Северни пол може сезонски остати без леда због смањења количине Арктичког леда. Предвиђено је да до тога може први пут доћи у периоду од 2016. године до касног 21. века или касније.

Дубина мора на Северном полу је 4261 m по подацима са руског дубиног пловила МИР из 2007. и 4.087 m (13,410 ft) по подацима USS Nautilus из 1958. Најближе копно је острво Кафеклубен, у близини северне обале Гренланда које је удаљено око 700 km од пола, мада неки нестални шљунковити наноси леже нешто ближе. Најближе стално насељено место је Алерт у Кикикталук региону, Нунавут, Канада, које је лоцирано 817 km од пола.

На другим језицима

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.