Що таке довгота?

Довжина - це географічні точки напряму, які визначають, як схід або захід знаходяться на Землі. Точки вимірюються в градусах і символізуються грецькою літерою λ (пишеться як лямбда). Крім того, існують спеціальні лінії, що проходять через Північний полюс до з'єднувальних точок Південного полюса на тих же довжинах. Ці лінії називаються меридіанами. Найбільш спеціальний меридіан називається простим меридіаном. Ця довгота проходить через Грінвіч в Англії. Він утримує позицію нуля градусів (0 °) довготи. Щоб встановити довготу інших місць на Землі, місця вимірюються кутом на схід або захід по відношенню до меридіана. Починається від 0 ° на східній стороні до +180, а на заході - до -180. Розташування місця на північ або на південь від початкового меридіана вимірюється широтою. Це можна описати як кут між локальною довготою і екватором.

Важливо відзначити, що Земля не є досконалою сферою. Якщо б вона була досконалою сферою, то довгота в тому чи іншому місці була б дорівнює куту між вертикальною площиною північ - південь через це місце і площиною праймеру / гринвичського меридіана. Добре, що Земля не є однорідною, наявність гір та інших нерівностей на поверхні Землі дають можливість перемістити вертикальну площину на відстань від осі. Коли відбувається перетин між північною і південною площиною і Грінвічем / первинним меридіаном, створюється кут, і цей кут формує точну астрономічну довготу. Довгота, яка ідентифікована картами, формується кутом між меридіаном, який проходить через Грінвіч, і площиною, яка проходить перпендикулярно через кривизну, обрану як рівень моря Землі. Це вимірювання не дуже точне, оскільки Грінвічський літак не проходить фактичний рівень моря.

Походження та відкриття

Історії довготи сприяли великі уми в області астрономії, створення карт і навігації протягом багатьох століть. Ця інформація була і залишається важливою. Наприклад, у безпечному побудові океану потрібні були засоби визначення довготи і широти. Процес пошуку точних заходів потребував століть і внеску великих вчених. Найбільш ранні твори, зафіксовані на дослідженні довготи, були в 3 столітті до н.е. Його роботи пізніше були побудовані одним Гіппархом у 2 столітті до н.е. У 11 столітті з'явився великий розум під ім'ям Аль-Буріні, який виявив, що земля обертається на своїй осі, відкриття, яке є основою для сучасного вірування про те, як пов'язана довгота і широта.

Початкові рішення

У гонитві за величчю нації доводилося інвестувати в закордонні торгівлі, поселення і форпости. З цієї причини необхідність виявлення розташування своїх кораблів у морі з використанням її довготи мала велике значення. Країни, такі як Франція, Іспанія та Нідерланди, запропонували великі призи для вирішення питання довготи.

Одне з найбільш ранніх розв'язків проблеми довготи базувалося на часових прогалинах. Метод залучив моряків до визначення місцевого часу, використовуючи сонце як орієнтир у порівнянні з місцевим часом. Цей метод вирішив проблему механічних годинників, що не працюють в морі через вологості і рухів у морі.

Британський Карл II заснував Королівську обсерваторію в 1675 році, щоб дізнатися довготу місць, щоб допомогти мореплавцям. Виявлено метод, названий методом місячного відстані, де було зафіксовано точне розташування зірок, після чого рух Місяця по відношенню до зірок можна було використовувати для розрахунку часу в Грінвічі. Завдання цього методу полягала в прогнозуванні руху Місяця і відсутності точних приладів для спостереження.

Акт довготи 1714 року

1714 рік був великим роком для дослідження довготи. Британський уряд запропонував 20 000 фунтів стерлінгів за вирішення питання довготи по близькості половини ступеня, що еквівалентно 2 хвилинам. В якості мотивації одночасно були створені два рішення. Часовий виробник по імені Джон Харрісон зробив перший відповідний внесок завдяки створенню морського хронометража H4. Пізніше цей інструмент перейменовано в Морський хронометр. Серед інших учасників - Джон Хедлі та німецький астроном Тобіас Майер, які вдосконалили попередні астрономічні каталоги та інструменти, які будуть використовуватися в методі Місяця. Астроном Royal Nevil Maskelyne зробив помітний внесок у свої зусилля на альманах Nautica і дошці довготи. Королівська обсерваторія залишається точкою випробувань для морських вчених і астрономічних спостерігачів. Ці зусилля сприяли тому, що Грінвіч став референтним меридианом.

Розрахунки довжини

Довготу позначають кутовим вимірюванням, починаючи з 0 ° до + 180 ° на схід і -180 ° на захід. Лямбда (λ) використовувалася для позначення місць розташування на схід або захід від первинного меридіана. Кожен ступінь довготи окремо розділяється на 60 хвилин, а хвилина по черзі ділиться на 60 секунд. Для цілей точності секунди фіксуються десятковими точками як такі 23 ° 27, 5 This E. Ця позиція також може бути записана у вигляді десяткової дроби як така 23, 45833 ° E. Кутова частина також може бути передана як радіани для використання в розрахунках підписана фракція π (pi), або беззнакова фракція 2 π. Під час обчислень суфікс захід / схід опускається для заміни негативним символом (-) на захід від початкового меридіана, тоді як позитивний знак (+) використовується для позначення місць на схід від початкового меридіана. Перетин певної довготи і певної широти потім використовується для обчислення положення місця на Землі.

Для визначення довготи місця обчислюється різниця в часі між цим місцем і універсальним координованим часом (UTC). Швидкість руху сонця по небу = кількість градусів в колі / кількість годин в день = 360 ° 24 години = 15 ° в годину. Таким чином, для людини 4 години попереду UTC, ця людина знаходиться близько 60 ° довготи (4 години × 15 ° в годину = 60 °). Для того, щоб бути точним у цьому розрахунку, потрібно мати хронометр, зафіксований у UTC, а також мати можливість визначати місцевий час за допомогою астрономічного спостереження або сонячних засобів.

Особливість і розрив довготи

У математиці сингулярність може бути визначена як точка, в якій математична сутність не може бути визначена або вона не може вести себе певним нормалізованим способом таких суб'єктів, тоді як розрив визначається як відсутність продовження функції в точці її поля. При проведенні розрахунків важливо знати, що довгота є єдиною на полюсах, тому розрахунки можуть бути не дуже точними в таких точках. Точка ± 180 ° Меридіан являє собою форму розриву, яку необхідно ретельно обробляти. Для прогнозування та уникнення помилок в обчисленнях довгота і широта можуть бути замінені горизонтальним поданням позиції під час обчислень.

Вплив тектонічних плит на широту

Тектонічні плити постійно рухаються зі швидкістю 50-100мм на рік. Це означає, що різні місця на Землі завжди рухаються по відношенню один до одного. Ці рухи збільшують поздовжні відстані між двома точками в будь-якому конкретному місці. Наприклад, різниця між Угандою на Африканській плиті та Еквадором на Південноамериканській плиті збільшується приблизно на 0, 0014 дугових секунд на рік. Для зменшення зміни довготи або широти між місцем на одній тарілці можна використовувати опорну рамку, де точки / координати фіксуються на одній пластині, подібній NAD83 для Північної Америки.

Довжина ступеня довготи

Довжина в милях або будь-яке інше вимірювання ступеня між довжинами залежать виключно від радіусу широтноти. Оскільки ступені широт паралельні, то виявиться, що відстань між кожним ступенем широт залишатиметься майже постійним. З іншого боку, оскільки ступінь довготи ширше, ніж ближче до екватора і ближче до полюсів, відстань між двома поздовжніми точками сильно відрізняється. Приблизна ступінь широт становить 69 миль один від одного, але ця цифра змінюється в діапазоні від 68, 703 милі біля екватора до 69, 407 біля полюсів. Ступінь довготи був зафіксований як найвищий на екваторі при 69, 172 милі на екваторі. Ця цифра поступово зменшується до 0 на полюсах, коли довжина зливається в одну.