Основы спутниковой навигации (часть 2)
3255
02.12.2013
Географические координаты
Наша планета делится на два полушария Северное и Южное. Кроме того отсчет координат идет к Западу и Востоку от Гринвича (Нулевой меридиан, проходящий через Лондон), это можно представить себе как разделение на полушария, только в другой плоскости.Географическая координата записывается в виде двух цифр, которые обозначают удаление от Экватора и Гринвичского меридиана. Удаление от экватора называется - Широтой, а от Гринвича – Долготой. К широте и долготе добавляется направление, в котором мы удаляемся. Россия, Европа и Азия лежат в Северном Полушарии, к Востоку от Гринвича и все координаты, данные в этой зоне должны быть Северной Широты и Восточной Долготы.
Если провести аналогию с декартовой системой координат, то за “0” принимается пересечение Гринвичского меридиана с экватором; широта – это X, долгота – это Y, а направление к северу/югу и востоку/западу – это знак “+” или “-“.
При работе с приборами GPS длинные словосочетания долготы и широты заменяют всего лишь одной буквой – первой буквой написания на английском языке N (North) – Северное Полушарие; S (South) – Южное полушарие и E (East) – Восточная долгота; W (West) – Западная долгота.
Очень важно, чтобы при ручном вводе координат места назначения Вы не перепутали эти буквы – для России необходимо устанавливать координаты N,E! Поскольку система GPS – американская, то устройства и программы чаще всего по умолчанию настроены на Северное Полушарие к западу от Гринвича. Не забывайте проверять!
Некоторые устройства и программы имеют возможность изменить значения по умолчанию для этих параметров – смотрите настройки, читайте инструкцию к своему устройству или справку по программному обеспечению.
С первого взгляда может показаться, что последнее более точное представление, но это не так: точность во всех представлениях одинаковая – используются десятичные значения градусов или минут.
Градусы
Координаты записываются в виде двух цифр формата XX.YYYYY°. Бывают случаи, когда знак градусов ° опускают, а точку заменяют запятой.
Пример написания: N60,04535 E30,12754
Важным является то, что в представлении присутствует всего одна точка(или запятая).
Градусы-минуты
Координаты записываются в виде двух цифр формата XX°YY.YYY’. Бывают случаи, когда знак градусов ° заменяют пробелом или даже точкой, знак минут ‘ опускают, а точку заменяют запятой. Примеры написания:
N60 04.463 E30 12.254
N60.04,463 E30.12,254
Важным является то, что в представлении присутствует два разделителя (точки, запятых, пробела, °)
Некоторые устройства и программы имеют возможность изменить значения по умолчанию для этих параметров – смотрите настройки, читайте инструкцию к своему устройству или справку по программному обеспечению.
Представление координат
Кроме направления отсчета, в координатах так же имеется непосредственное значение координаты, которые записываются в виде чисел. Но вот тут то и возникает основная проблема – координаты могут быть записаны в трех различных представлениях:- Градусы
- Градусы-минуты
- Градусы-минуты-секунды
С первого взгляда может показаться, что последнее более точное представление, но это не так: точность во всех представлениях одинаковая – используются десятичные значения градусов или минут.
Градусы
Координаты записываются в виде двух цифр формата XX.YYYYY°. Бывают случаи, когда знак градусов ° опускают, а точку заменяют запятой.
Пример написания: N60,04535 E30,12754
Важным является то, что в представлении присутствует всего одна точка(или запятая).
Градусы-минуты
Координаты записываются в виде двух цифр формата XX°YY.YYY’. Бывают случаи, когда знак градусов ° заменяют пробелом или даже точкой, знак минут ‘ опускают, а точку заменяют запятой. Примеры написания:
N60 04.463 E30 12.254
N60.04,463 E30.12,254
Важным является то, что в представлении присутствует два разделителя (точки, запятых, пробела, °)
Градусы-минуты
Координаты записываются в виде двух цифр формата XX°YY’YY.Y”. Бывают случаи, когда знак градусов ° и минут ‘ заменяют пробелом или даже точкой, знак секунд “ опускают, а точку заменяют запятой. Примеры написания:
N60 04 46.3 E30 12 25.4
N60.04.46,3 E30.12.25,4
Важным является то, что в представлении присутствует три разделителя (точки, запятых, пробела, °’)
Что же делать, если координаты в одном представлении, а Ваше устройство или программа предлагает ввести координаты в другом? Самый простой вариант – изменить настройки на нужное представление. Например в популярной программе для PND “Навител” это можно сделать в разделе “Меню-Настройки-Региональные-Единицы измерения-координаты”. Большинство ПО для ноутбуков тоже имеют возможность переключения, например в OziExplorer это “Configuration-Map-Lat/Long Display”.
Но есть и такие устройства и программы, как например CityGuide, где такая функция отсутствует. В этом случае единственным выходом из ситуации является пересчет координат в необходимое представление. Ничего сложного в этом нет, просто надо помнить, что в одном градусе содержится 60 минут, в одной минуте 60 секунд.
Пересчет координат
Для преобразования из градусов в градусы-минуты:Целая часть градусов переписывается как есть; дробная часть градусов (она всегда меньше 1) умножается на 60, получается значение минут.
Пример: Имеются координаты N60.5643 E30.7543.
Широта: Целая часть 60, дробная часть 0.5643.
Записываем целую часть N60°;
умножаем 0.5643*60=33.858;
Получается N60°33.858'.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30°;
0.7543*60=45.258
Итоговые координаты: N60°33.858' E30° 45.258’
Для преобразования из градусы-минуты в градусы:
Целая часть градусов переписывается как есть;
минуты (они всегда меньше 60) делятся на 60, и получается значение сотых долей градуса.
Пример: Имеются координаты N60°33.858' E30° 45.258’
Широта: Целая часть 60, минуты 33.858
Записываем целую часть N60°;
Делим значение минут 33.858/60=0.5643;
Получается N60.5643°
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30°;
45.258/60=0.7543
Итоговые координаты: N60.5643° E30.7543°
Для преобразования из градусы-минуты в градусы-минуты-секунды:
Значение градусов переписывается как есть;
Целая часть минут переписывается как есть;
Дробная часть минут (она всегда меньше 1) умножается на 60, получается значение секунд.
Пример: Имеются координаты N60°33.858' E30° 45.258’.
Широта: Целая часть градусов 60, целая часть минут 33, дробная часть минут 0.858
Записываем целые часть N60° 33’;
умножаем 0.858*60=51.48;
Получается N60°33' 51.48”.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30° 45’;
0.258*60=15.48
E30° 45’;
0.258*60=15.48
Итоговые координаты: N60°33' 51.48” E30° 45’ 15.48”
Для преобразования из градусы-минуты-секунды в градусы-минуты:
Значение градусов переписывается как есть;
Значение минут переписывается как есть;
Значение секунд (оно всегда меньше 60) делится на 60, получается дробная часть минут.
Для преобразования из градусы-минуты-секунды в градусы-минуты:
Значение градусов переписывается как есть;
Значение минут переписывается как есть;
Значение секунд (оно всегда меньше 60) делится на 60, получается дробная часть минут.
Пример: Имеются координаты N60°33' 51.48” E30° 45’ 15.48”
Широта: значение градусов 60, значение минут 33, значение секунд 51.48
Записываем целые часть N60° 33’;
делим 51.48/60=0.858;
Получается N60°33.858'.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30° 45’;
15.48 /60=0.258;
Итоговые координаты: N60°33.858' E30° 45.258’.
Преобразование градусы в градусы-минуты-секунды и обратно производится через преобразование в градусы-минуты (т.е необходимо произвести два пересчета). Точность координат при любом пересчете не изменяется.
Как правило большинство современных приборов и программ используют датум WGS-84 (усредненный для всей планеты). Если в вашем приборе или программе нет возможности изменить этот параметр, то он настроен именно на WGS-84. Ровно как и координаты, для которых не указан датум, тоже принято считать в WGS-84. Но в большинстве функциональных программ, таких как OziExplorer, возможность работы с датумами реализована полноценно и следует быть внимательным при вводе координат. Еще более внимательными при сообщении координат другим людям!
Одна из самых распространенных ошибок происходит, когда один пользователь, передает координаты в письменном виде другому пользователю, забывая при этом о датуме. Очень часто программное обеспечение, работающего с ноутбуками и персональными компьютерами, такое как программа OziExplorer, использует локальные датумы, а не общий WGS84. Это связано с тем, что большинство топографических карт, имеют именно локальную привязку, в отличии от карт для PND и других GPS-навигаторов.
Как же поступить, если датумы не совпадают? Конечно лучше всего попросить того, кто предоставил вам координаты предоставить их в другом датуме, но если это никак не сделать, то можно внести данные как есть, просто надо помнить, что точность составляет несколько сот метров – обычно этого достаточно, чтобы найти необходимое место на земном шаре. Если же нужна исключительная точность, то необходимо воспользоваться программами пересчета координат из одного датума в другой.
Преобразование градусы в градусы-минуты-секунды и обратно производится через преобразование в градусы-минуты (т.е необходимо произвести два пересчета). Точность координат при любом пересчете не изменяется.
Датум
Существует еще один параметр в географических координатах: ДАТУМ – это, если выражаться понятным языком, некая точка отсчета координат. Наша планета – далеко не шар, и даже не эллипс, а предмет сложной формы, который называется Геоид. Для того, чтобы более точно определять позицию на планете, и были придуманы датумы. Если ошибиться в выборе датума, то на местности координаты могут разойтись в несколько сотен метров.Как правило большинство современных приборов и программ используют датум WGS-84 (усредненный для всей планеты). Если в вашем приборе или программе нет возможности изменить этот параметр, то он настроен именно на WGS-84. Ровно как и координаты, для которых не указан датум, тоже принято считать в WGS-84. Но в большинстве функциональных программ, таких как OziExplorer, возможность работы с датумами реализована полноценно и следует быть внимательным при вводе координат. Еще более внимательными при сообщении координат другим людям!
Одна из самых распространенных ошибок происходит, когда один пользователь, передает координаты в письменном виде другому пользователю, забывая при этом о датуме. Очень часто программное обеспечение, работающего с ноутбуками и персональными компьютерами, такое как программа OziExplorer, использует локальные датумы, а не общий WGS84. Это связано с тем, что большинство топографических карт, имеют именно локальную привязку, в отличии от карт для PND и других GPS-навигаторов.
Как же поступить, если датумы не совпадают? Конечно лучше всего попросить того, кто предоставил вам координаты предоставить их в другом датуме, но если это никак не сделать, то можно внести данные как есть, просто надо помнить, что точность составляет несколько сот метров – обычно этого достаточно, чтобы найти необходимое место на земном шаре. Если же нужна исключительная точность, то необходимо воспользоваться программами пересчета координат из одного датума в другой.
Александр Обухов
Начало статьи - Основы спутниковой навигации (часть 1)
