經(jīng)緯度

經(jīng)緯度是經(jīng)度與緯度組成的坐標(biāo)系統(tǒng)，是一種利用三度空間的球面來定義地球上的空間的球面坐標(biāo)系統(tǒng)，能夠標(biāo)示地球上的任何一個位置。

緯線

緯線和經(jīng)線一樣是人類為度量方便而假設(shè)出來的輔助線，定義為地球表面某點隨地球自轉(zhuǎn)所形成的軌跡。任何一根緯線都是圓形而且兩兩平行。緯線的長度是赤道的周長乘以緯線的緯度的余弦，所以赤道最長，離赤道越遠的緯線，周長越短，到了兩極就縮為0。從赤道向北和向南，各分90°，稱為北緯和南緯，分別用“N”和“S”表示。經(jīng)度分東西，指向南北，緯度分南北，指向東西。

重要的緯線：

北極圈（66°33' 38″ N）

北回歸線（23°26' 22″ N）

赤道（0°N）

南回歸線（23° 26' 22″ S）

南極圈（66°33' 38″ S）

緯線長度不同（離赤道越遠的緯線越短）

經(jīng)線

經(jīng)線也稱子午線，和緯線一樣是人類為度量方便而假設(shè)出來的輔助線，定義為地球表面連接南北兩極的大圓線上的半圓弧。任兩根經(jīng)線的長度相等，相交于南北兩極點。每一根經(jīng)線都有其相對應(yīng)的數(shù)值，稱為經(jīng)度。經(jīng)線指示南北方向。

子午線命名的由來：“某一天體視運動軌跡中，同一子午線上的各點該天體在上中天（午）與下中天（子）出現(xiàn)的時刻相同?！辈煌慕?jīng)線具有不同的地方時。偏東的地方時要比較早，偏西的地方時要遲。

重要的經(jīng)線：

本初子午線

巴黎子午線

180度經(jīng)線

西經(jīng)20度（W）

東經(jīng)160度（E）

所有經(jīng)線長度相等

經(jīng)度

東經(jīng)正數(shù)，西經(jīng)為負數(shù)。經(jīng)度是地球上一個地點離一根被稱為本初子午線的南北方向走線以東或以西的度數(shù)。本初子午線的經(jīng)度是0°，地球上其它地點的經(jīng)度是向東到180°或向西到180°。不像緯度有赤道作為自然的起點，經(jīng)度沒有自然的起點，做為本初子午線的那條線是人選出來的。英國的制圖學(xué)家使用經(jīng)過倫敦格林尼治天文臺的子午線作為起點，過去其它國家或人也使用過其它的子午線做起點，比如羅馬、哥本哈根、耶路撒冷、圣彼德堡、比薩、巴黎和費城等。在1884年的國際本初子午線大會上格林尼治的子午線被正式定為經(jīng)度的起點。東經(jīng)180°即西經(jīng)180°，約等同于國際換日線，國際換日線的兩邊，日期相差一日。

經(jīng)度是指通過某地的經(jīng)線面與本初子午面所成的二面角。在本初子午線以東的經(jīng)度叫東經(jīng)，在本初子午線以西的叫西經(jīng)。東經(jīng)用“E”表示，西經(jīng)用“W”表示。

經(jīng)度的每一度被分為60分，每一分被分為60秒。一個經(jīng)度因此一般看上去是這樣的：東經(jīng)23°27′ 30"或西經(jīng)23°27′ 30"。更精確的經(jīng)度位置中秒被表示為分的小數(shù)，比如：東經(jīng)23°27.500′，但也有使用度和它的小數(shù)的：東經(jīng)23.45833°。有時西經(jīng)被寫作負數(shù)：-23.45833°。但偶爾也有人把東經(jīng)寫為負數(shù)，但這不太符合常規(guī)。

一個經(jīng)度和一個緯度一起確定地球上一個地點的精確位置。

赤道上緯度的每個度大約相當(dāng)于111km，經(jīng)度的每個度的距離從0km到111km不等。它的距離隨緯度的不同而變化，等于111km乘緯度的余弦。不過這個距離還不是相隔一經(jīng)度的兩點之間最短的距離，最短的距離是連接這兩點之間的大圓的弧的距離，它比上面所計算出來的距離要小一些。

一個地點的經(jīng)度一般與它于協(xié)調(diào)世界時之間的時差相應(yīng)：每天有24小時，而一個圓圈有360度，因此地球每小時自轉(zhuǎn)15度。因此假如一個人的地方時比協(xié)調(diào)世界時早3小時的話，那么他在東經(jīng)45度左右。不過由于時區(qū)的分劃也有政治因素在里面，因此一個人所在的時區(qū)不一定與上面的計算相符。但通過對地方時的測量一個人可以算得出他所在的地點的經(jīng)度。為了計算這個數(shù)據(jù)，他需要一個指示協(xié)調(diào)世界時的鐘和需要觀察對太陽經(jīng)過子午圈的時間。

緯度

北緯為正數(shù)，南緯為負數(shù)。

緯度是指過橢球面上某點作法線，該點法線與赤道平面的線面角，其數(shù)值在0至90度之間。位于赤道以北的點的緯度叫北緯，記為N；位于赤道以南的點的緯度稱南緯，記為S。

緯度數(shù)值在0至30度之間的地區(qū)稱為低緯度地區(qū)；緯度數(shù)值在30至60度之間的地區(qū)稱為中緯度地區(qū)；緯度數(shù)值在60至90度之間的地區(qū)稱為高緯度地區(qū)。

赤道、南回歸線、北回歸線、南極圈和北極圈是特殊的緯線。

各緯度線附近的城市和其他地理區(qū)：

|| || 地理區(qū)

表示及轉(zhuǎn)換

經(jīng)緯度以度數(shù)表示，一般可直接以小數(shù)點表示，但亦可把度數(shù)的小數(shù)點分為角分（1角分等于六十分之一度），和秒（一秒等于六十分之一分）。表示經(jīng)緯度有多樣模式，以下是其中一些例子。

|| || 表示及轉(zhuǎn)換

不少軟件可把不同的經(jīng)緯度表示方式轉(zhuǎn)換。

發(fā)展歷史

公元120年，一位青年在這座古老的圖書館里研究天文學(xué)、地理學(xué)。他就是克羅狄斯·托勒密。托勒密綜合前人的研究成果，認為繪制地圖應(yīng)根據(jù)已知經(jīng)緯度的定點做根據(jù)，提出地圖上繪制經(jīng)緯度線網(wǎng)的概念。為此，托勒密測量了地中海一帶重要城市和據(jù)點的經(jīng)緯度，編寫了8卷地理學(xué)著作。其中包括8000個地方的經(jīng)緯度。為使地球上的經(jīng)緯線能在平面上描繪出來，他設(shè)法把經(jīng)緯線繪成簡單的扇形，從而繪制出一幅著名的“托勒密地圖”。15世紀初，航海家亨利開始把“托勒密地圖”付諸實踐。但是，經(jīng)過反復(fù)考察，卻發(fā)現(xiàn)這幅地圖并不實用。亨利手下的一些船長遺憾地說：“盡管我們對有名的托勒密十分敬仰，但我們發(fā)現(xiàn)事實都與他說的相反?！?/p>

正確地測定經(jīng)緯度，關(guān)鍵需要有“標(biāo)準(zhǔn)鐘”。制造準(zhǔn)確的鐘表在海上計時，顯然比依靠天體計時要方便，實用得多。18世紀機械工藝的進步，終于為解決這個長久的難題創(chuàng)造了條件。英國約克郡有位鐘表匠哈里森，他用42年的時間，連續(xù)制造了5臺計時器，一臺比一臺精確、完美，精確度也越來越高。第五臺只有懷表那么大小，測定經(jīng)度時引起的誤差只有1/3英里。差不多同時，法國制鐘匠皮埃爾·勒魯瓦設(shè)計制造的一種海上計時器也投入了使用。至此，海上測定經(jīng)度的問題，終于初步得到了解決。

經(jīng)度和緯度都是一種角度。經(jīng)度是個兩面角，是兩個經(jīng)線平面的夾角。因所有經(jīng)線都是一樣長，為了度量經(jīng)度選取一個起點面，經(jīng)1884年國際會議協(xié)商，決定以通過英國倫敦近郊、泰晤士河南岸的格林尼治皇家天文臺（舊址）的一臺主要子午儀十字絲的那條經(jīng)線為起始經(jīng)線，稱為本初子午線。本初子午線平面是起點面，終點面是本地經(jīng)線平面。某一點的經(jīng)度，就是該點所在的經(jīng)線平面與本初子午線平面間的夾角。在赤道上度量，自本初子午線平面作為起點面，分別往東往西度量，往東量值稱為東經(jīng)度，往西量值稱為西經(jīng)度。由此可見，一地的經(jīng)度是該地對于本初子午線的方向和角距離。本初子午線是0°經(jīng)度，東經(jīng)度的最大值為180°，西經(jīng)度的最大值為180°，東、西經(jīng)180°經(jīng)線是同一根經(jīng)線，因此不分東經(jīng)或西經(jīng)，而統(tǒng)稱180°經(jīng)線。（橫緯豎經(jīng)）在地球儀上與赤道平行的都是緯度與赤道垂直的都是經(jīng)度。

線面角

起點面是赤道平面，線是本地的地面法線。所謂法線，即垂直于參考扁球體表面的線。某地的緯度就是該地的法線與赤道平面之間的夾角。緯度在本地經(jīng)線上度量，由赤道向南、北度量，向北量值稱為北緯度，向南量值稱為南緯度。由此可見，一地的緯度是該地對于赤道的方向和角距離。赤道是0°緯線，北緯度的最大值為90°，即北極點；南緯度的最大值為90°，即南極點。

在地球儀上，由經(jīng)線和緯線就組成了經(jīng)緯網(wǎng)；如果把經(jīng)緯網(wǎng)地球儀展開，就形成了一幅平面的地圖。確定位置，在航空、航天、航海以及氣象等方面都有作用?！按诤Ｉ嫌龅轿ｋU時，如何去營救”等等，都要用到經(jīng)緯網(wǎng)地圖。經(jīng)度 ：為了區(qū)分地球上的每一條經(jīng)線，人們給經(jīng)線標(biāo)注了度數(shù)，這就是經(jīng)度。經(jīng)度每15度1個時區(qū)。 實際上經(jīng)度是兩條經(jīng)線所在平面之間的夾角。國際上規(guī)定，把通過英國首都倫敦格林威治天文臺原址的那一條經(jīng)線定為0°經(jīng)線，也叫本初子午線。從0°經(jīng)線算起，向東、向西各分作180°，以東的180°屬于東經(jīng)，習(xí)慣上用“E”作代號，以西的180°屬于西經(jīng)，習(xí)慣上用“W”作代號。東經(jīng)180°和西經(jīng)的180°重合在一條經(jīng)線上，那就是東西180°經(jīng)線。緯度：從赤道向北量度為“北緯”（N）；向南量度為“南緯”（S）。在地圖上判讀經(jīng)度時應(yīng)注意：從西向東，經(jīng)度的度數(shù)由小到大為東經(jīng)度；從西向東，經(jīng)度的度數(shù)由大到小，為西經(jīng)度；除0°和180°經(jīng)線外，其余經(jīng)線都能準(zhǔn)確區(qū)分是東經(jīng)度還是西經(jīng)度。

經(jīng)緯分度

經(jīng)度分度

經(jīng)度分為360度，每15度1個時區(qū)，其中0度的叫本初子午線，是第一個進入新一天的地方，然后向西每過1個時區(qū)就相差1小時。例如是早上5點，那么向西一個時區(qū)就是早上4點，再過1個時區(qū)就是早上3點，依此類推，向東則相反，一直到本初子午線，也就是說本初子午線兩側(cè)剛好相差23個小時。

從赤道向兩級，緯度越來越高。赤道是劃分南北兩半球的分界線。

經(jīng)緯度1度=60分=3600秒，這個六十進制是古巴比倫人定制的角度制1，今天仍然在使用，只要關(guān)于角度和圓都是一樣。

緯度分度

赤道的緯度為0°，將行星平分為南半球和北半球。

緯度是指某點與地球球心的連線和地球赤道面所成的線面角，其數(shù)值在0至90度之間。位于赤道以北的點的緯度叫北緯，記為N，位于赤道以南的點的緯度稱南緯，記為S。

緯度數(shù)值在0至30度之間的地區(qū)稱為低緯地區(qū)，緯度數(shù)值在30至60度之間的地區(qū)稱為中緯地區(qū)，緯度數(shù)值在60至90度之間的地區(qū)稱為高緯地區(qū)。

赤道、南回歸線、北回歸線、南極圈和北極圈是特殊的緯線。

緯度1秒的長度

地球的子午線總長度大約40008km。平均：

緯度1度 = 大約111km；

緯度1分= 大約1.85km；

緯度1秒= 大約30.8m。

計算方法

在地球上任何地點，只要有只表，有根竹竿，一根卷尺，就可知道當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度。但表必須與該國標(biāo)準(zhǔn)時校對。

方法如下：

1、先算兩分日

比如在中國某地，桿影最短時是中午13點20分，且桿長與影長之比為1，則可知該地是北緯45°（tgα=1），東經(jīng)100°（從120°里1小時減15°，4分鐘減1°）桿長與影長之比需查表求α，這里用了特殊角。

2、再算兩至日經(jīng)度的算法不變 緯度在北半球冬至α+23.5°，夏至α-23.5°在任意一天加減修正值即可。

3、修正值算法：就是距兩分或兩至日的天數(shù)差乘以94/365。比如2013年2月17日，2013年3月22日春分差33天，即太陽直射點在南緯：33×94/365=8.5°，所以這一天正午時得到的緯度是（arctgα+8.5）°，其中tgα= 桿長/影長。

大地坐標(biāo)系

由于地面高低的不同和地球形狀的不正規(guī)，天體測量所得的信息（如衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）不足用于明確地計算地理位置。

中國于2008年7月開始啟用新的國家大地坐標(biāo)系——2000國家大地坐標(biāo)系。

大地坐標(biāo)系的定義包括坐標(biāo)系的原點、3個坐標(biāo)軸的指向、尺度以及地球橢球的4個基本常數(shù)的定義。2000國家大地坐標(biāo)系的原點為包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心;2000國家大地坐標(biāo)系的Z軸由原點指向歷元2000.0的地球參考極的方向,該歷元的指向由國際時間局給定的歷元為1984.0的初始指向推算,定向的時間演化保證相對于地殼不產(chǎn)生殘余的全球旋轉(zhuǎn)，X軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面(歷元 2000.0)的交點,Y軸與Z軸、X軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系。采用廣義相對論意義下的尺度2000國家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球基本常數(shù)的定義如下。

|| || 2000國家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球基本常數(shù)

CGCS2000橢球定義的基本常數(shù)。

其他經(jīng)緯度系統(tǒng)：

• WGS84，被美國全球定位系統(tǒng)使用
• GRS80