航海学课件2.1地理坐标.ppt

1、,青岛远洋船员学院 航海教研室 龚安祥 Email: Tel2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,2,第一节、地理坐标Geographical coordinates,一、地球的形状与大小( shape and size of the Earth) 概述： 研究坐标、方向和距离等地球的形状； 地球自然表面难以用数学公式描述； 珠穆朗玛峰8844.43 m，仅为地球半径的千分之一； 可以用占地球表面约71的海水面来描述地球形状。,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,3,大地水准面、大地球体(Geoid),大地水准面：所谓的大地水准面，是一个最基本的水准面，它是

2、一个假想的、与完全均衡状态的海洋面相吻合的水准面。如果将它向大陆延伸，并且使这一延伸面始终保持在任何地方都与该地的铅垂线相交成直角，则这一连续的、无叠痕的、无棱角的闭合水准面，称为大地水准面，也是理想的地球表面。 大地球体：被大地水准面所围成的球体称为大地球体。它是一个不规则的几何体。这就是地球的形状。 应用场合：描述地球的形状时,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,4,大地球体的近似体Approximate body of the Earth,第一近似体：地球圆球体(terrestrial sphere) 应用场合：计算上简便、精确度要求不高，如：计算大圆航线，制作简易墨卡托海图等。

3、根据航海上常用的距离单位(海里/n mile)的定义，可推算地球圆球体半径R：,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,5,第二近似体 地球椭圆体earth ellipsoid,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,6,与地轴垂直 的截面是圆,地球椭圆体,包含地轴的 截面是椭圆,地球椭圆体,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,7,地球椭圆体的构成,地球椭圆体即旋转椭圆体由椭圆PNQPSQ绕其短轴PNPS旋转而成的几何体。 应用时机：在需要较为准确的航海计算时采用。如：定义地理坐标，制作墨卡托投影海图等。 地球椭圆体的参数 ：a，b；,Q,PN,PS,Q,扁率c：表示椭圆体的扁平程度

4、。c值愈大，椭圆体愈扁。 偏心率e：是椭圆子午圈的焦点离中心的距离与椭圆长(短)半径的比值。,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,8,地球椭圆体参数之间的关系,我国采用的地球椭圆体参数： 1954年北京坐标系，采用原苏联克拉索夫斯基地球椭圆体参数，其中C=1/298.3。 1924年国际测量协会采用1910年海福特地球椭圆体参数，其中C=1/297。,a,b,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,9,第三近似体 地球椭球体spheroid of earth,与地轴垂直 的截面也是椭圆,地球椭球体,包含地轴的 截面是椭圆,地球椭球体,航海实际中，一般不采用第三近似体地球椭球体。,202

5、0/7/27,航海教研室 龚安祥 ,10,海船船员适任统考试题45期,1.航海学中，使用地球椭圆体为地球数学模型的场合是：a、描述地球形状时 b、定义地理坐标时 c、制作墨卡托投影海图时 d、计算大圆航线时 e、制作简易墨卡托图网时 A ab B bc C cd D ce,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,11,二、大地坐标系geoid coordinate system,目的：确定大地球体与地球椭圆体的相对位置关系 大地坐标系的建立 确定椭圆体参数（定量） 确定椭圆体中心位置（定位） 确定坐标轴方向（定向） 大地坐标系、大地球体和地理坐标 水准面椭圆体最大高度差约为100m：合理性

6、为使选定的椭圆体接近其所在地区的大地水准面不同国家采用不同坐标系同一点地理坐标不同 GPS坐标系与海图坐标系不一致时要进行修正,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,12,海船船员适任统考试题45期,3.从海图上查的GPS船位修正的说明中有“Latitude 1.0 Southward，Longitude 0.2 Westward”字样， GPS读数为：3340.2N，01012.5W.则用于海图上定位的数据应为： 3339.2N，01012.7W,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,13,三、地理坐标Geographic coordinate,地理坐标是建立在地球椭圆体表面上的。

7、1. 地球上的基本点、线、圈 (1)点 北极(PN)： 南极(PS)： 球心(O)： (2)圈 赤道圆equator 纬度圈圆 子午圈是个椭圆,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,14,三、地理坐标,(3)线 经线(PNQPS，PNQPS)（子午线）：两极间的半个子午圈。 格林子午线或格林经线(PNGPS)：通过英国伦敦格林尼治天文台（Greenwich）的子午线,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,15,三、地理坐标,1、坐标系 横轴：赤道 纵轴：格林经线（格林子午线，半个椭圆） 起算点（原点）：格林经线和赤道的交点 坐标线图网：经线和纬度圈构成的图网,2020/7/27,航海教

8、研室 龚安祥 ,16,地理经度Geographic Longitude,2、地理经度（或Longitude），简称经度 1）定义 两面角球心角 赤道上的劣弧长度格林经线与该点子午线在赤道上所夹的劣弧长。 极角,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,17,地理经度的度量,自格林子午线起算，沿着赤道向东或向西度量到该点子午线，由0到180 计量。 向东度量的称为东经，用E标示； 向西度量的称为西经，用W标示。 3)表示方法 例如：船院的经度为：,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,18,地理纬度Geographic Latitude,3、地理纬度（ 或Lat 表示）简称：纬度 1）定义：

9、地球椭圆子午线上某点的法线与赤道面的夹角。,地理纬度,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,19,地理纬度的度量方法,自赤道起算，沿子午圈向北或向南度量到该点所在纬度圈，由0到90计量。 向北度量的为北纬，用N标示； 向南度量的为南纬，用S标示。 3）表示方法 例如：船院的纬度为 船院的经纬度为：,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,20,4、天文坐标astronomical coordinate,天文经度：测者天文子午面与格林子午面之间小于180的两面角。 天文纬度：测者铅垂线与赤道面的夹角。 铅垂线偏差：天文纬度与地理纬度之差。它主要是由于地表上层120km之内地质不均匀而引起的

10、，其最大值可达20。,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,21,5、地心坐标,地心纬度：某点地球椭圆体的向径与赤道面的交角。 地心经度：同地理经度。 地心纬度改正量：地理纬度与地心纬度e 之间的差值。 在赤道和两极均为零； 在45时，差值可达11.5。,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,22,四、经纬差计算,D,D,Q,Q,起航点,到达点,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,23,1、纬差D（difference of latitude）,定义：两地纬度之代数差。 计算公式 D=21 式中： 1起始点纬度； 2到达点纬度； D =180,D,2020/7/27,航海教研室

11、龚安祥 ,24,纬差运算法则,北纬N取正()； 南纬S取负()。 纬差为正，称北纬差。 表示船舶向北航行，或表示到达点位于起算点北侧； 纬差为负，称南纬差。 即表示船舶向南航行，或表示到达点位于起算点南侧。,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,25,2、经差D（difference of longitude）,定义：两地经度之代数差。 计算公式 D=21 式中： 1起始点经度； 2到达点经度；,D,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,26,经差运算法则,东经E取正()； 西经W取负()。 经差为正，称东经差。 表示到达点位于起算点东侧，或表示船舶向东侧航行； 经差为负，称西经差。

12、表示到达点位于起算点西侧，或表示船舶向西侧航行。 注意：经差的绝对值不应大于180。否则，应由360减去该绝对值，并改变符号。,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,27,经纬差计算（例1）,例1：某轮由（3650N，12025W）航行至（2540N，14050W），求两地间纬差和经差。 解： 2 2540N(+) 2 14050W(-) -) 1 3650N(+) -)1 12025W(-) D 1110S(-) D 2025W(-),2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,28,经纬差计算（例2）,例2：某轮由（2325N，10614W）航行至（0816S，10008E），求经差和纬差。 解： 2 0816S(-) 2 10008E(+) -) 1 2325N(+) -)1 10614W(-) D 3141S(-) D 20622E(+) D = 360- 20622(E) = 15338W,2020/7/27,航海教研室 龚安祥 ,29,到达点或起算点计算（例3）,例3：某轮起航点经度16715E，两地经差6024E，求到达点经度为多少。 解： 1 16715E(