测定经度和纬度的简易方法.doc

测定经度和纬度的简易方法王翠玲（内蒙古巴市杭锦后旗奋斗中学 015400）经度和纬度是用来表示一个地点在地球表面上的位置的。在同一经线上，一切地点的经度是相同的；在同一纬线上，一切地点的纬度是相同的。因此，经线就是等经度线；纬线就是等纬度线。使用经度和纬度表示点在地面上的位置是一种科学方法，称地理坐标。它不但表示每一地点的位置，而且表示地点与地点之间的方向和距离。例如，我们如果测出北京的经纬度（3957N，11619E）和上海的经纬度（3112N,12126E）就能知道上海位于北京的偏东和偏南方向。通过计算还可以求得上海对于北京的确切方向和距离。笔者就经纬度的测定方法做简单的介绍。一、经度与经度的测定方法1、经度在立体几何上，经度是一种两面角即两个平面的夹角。在两者之中，起点面为本初子午面（国际上把通过英国伦敦近郊泰晤士河南岸的格林尼治天文台（原址）的一台中星仪十字丝的那条经线作为计量经度和时间的标准子午线，称本初子午线，该线所在的面称本初子午面），终点面是本地子午面，本初子午面与本地子午面的夹角就是本地经度。如图(1)。两个子午面夹角通常是在赤道上度量的。在本初子午面以东所量出的经度为东经度（最大值为180）反之为西经度（最大值为180）。图（1）地理坐标：纬度和经度2、测定经度的简易方法测定经度的方法是先测出当地地方时，再利用当地地方时与北京时间的差数计算得出结果。具体步骤如下：（1）利用日影杆测定地方时。如图（2）北南图（2）利用日影杆测定子午线先在地面上竖一根垂直的杆子，以杆基为圆心，适当距离为半径，在杆子北面画一半圆，然后观察杆影变化的情况，记下杆影顶端与半圆相交的两点（A、B）与圆心（O）连接画出一个等腰三角形AOB，做等腰三角形AOB的角平分线P1P2便是正南正北方向线，也就是太阳在正午时杆影的方向线即当地子午线（经线）。此后，在任意一天进行观察，当杆影子与子午线再次重合时，即为当地太阳在上中天的时刻或正午时刻，为当地地方时12点。（2）收听广播或看电视，可得知当地地方时为12点时的北京时间，然后算出当地地方时与北京时间的差值。若差值为正值，则该地在东经120以东；差值为负值，该地在东经120以西。时间差数（以分为单位）除以4，便可得出与东经120所差的经度数。然后利用下面的公式计算得出结果。某地的经度=东经120经度差二、纬度与测定纬度的简易方法1、纬度在立体几何上，纬度是一种线面角，即一条线与一个平面的夹角，如图（1），其中面是地球赤道面，是纬度的起点面所在；线是本地的地面法线（垂直于参考扁球体表面的线）。某地的纬度就是该地的地面法线与赤道平面之间的夹角。纬度在本地经线上由赤道向南北度量，向北量的值称北纬度（最大值为90），向南量的值称南纬度（最大值为90）。2、测定纬度的简易方法测定纬度的方法是先测出当地天北极的高度角（北极星平均位置的高度角）。因为天球与地球的距离是无穷大的，所以地球表面任何一点与天北极的连线都可以看成是与地轴平行的线。如图（3）中的P1NP2A，而P2A线与地平面的夹角就是该地的纬度。在北半球通常可以接近天北极的北极星的平均位置为天北极，测出北极星位置的高度即可。北极星的高度=当地的地理纬度。几何证明如图（3）所示。设A为北半球任意一点（南半球看不到北极星），N为北极点，那么OC为赤道平面。北极星在ON的延长线上，OBOC，+=90。过A作球面的切线，并与ON的延长线交于B点，即ABAO，+=90。因为北极星距离地球无限远，从北极星分别射向N、A的光线平行，那么角为A地看北极星的仰角，为A地的地球纬度。P1NP2A= （内错角）又ABAO OBOC图（3）即某地的地理纬度=当地观测北极星的仰角度数（北极星的高度）。在当地测北极星高度的简易方法是用量角器目测北极星的仰角即高度角。在教学过程中，我们可以直接用上述结论来解题。例如，某同学在一地直立一杆子，当他观测到杆影朝正南方向时，收听到广播里北京时间为12点40分，他又在夜晚测量到北极星的仰角为4012，求该地的地理坐标。首先，利用上述结论：当地地理纬度=当地观测北极星的高度，得出该地纬度为北纬4012，然后，从题意可知，该地地方时为12点时北京时间为12点40分，