Sisältö
- Navigoinnin historia
- Leveys- ja pituusaste määritetty
- Pituuden ja leveyden laskeminen
- Etäisyys leveysviivojen välillä
- Etäisyys pituusviivojen välillä
- vinkkejä
- Leveys- / pituusmatkan laskin
Se oli vain vähän yli 500 vuotta sitten, että seikkailijat purjehtivat ensin länteen Euroopasta kohti sitä, josta tulee Amerikka. Tämä auttoi lievittämään pitkittyneitä pelkoja maan tieteellistä esitieteellistä mallia koskevista asioista - asiat, jotka oli enemmän tai vähemmän koottu tasaiselle, reunoilla varustetulle tasolle, jolloin alukset voisivat putoaa Maan päältä vesiputouksella tuntemattomaan tyhjyyteen.
Suuri kysymys: "Mikä on maailman vastakkaisella puolella?" ei enää edes ollut geometrisesti järkevä; maapallolla ei ole enempää "vastakkaisia puolia" kuin siinä on suorakulmainen.
Yksi tämän vakuutuksen monista tuloksista (ja todellisuudessa kreikkalaiset olivat tajunnut, että Maa on enemmän tai vähemmän pallomainen) pystyi luomaan hyödyllisen navigointijärjestelmän, jonka avulla merimiehet ja muut pystyivät luotettavasti määrittämään paitsi sijaintinsa pohjoisessa -sanan linja, joka oli ollut mahdollista vuosisatojen ajan, mutta myös itä-länsi-linjaa pitkin.
Maapallon pyöritys tähän suuntaan kohti epävarmoja kohteita oli tuhoa päivän kartanpitäjien tai kartanvalmistajien kanssa. Lopuksi tarkka laskelma leveys-ja pituuspiiri oli tullut mahdolliseksi.
Navigoinnin historia
Kun ihmiset alkoivat ensin purjehtia ja yleensä tarkoituksella matkustaa pitkiä matkoja, heillä oli vain luottamusmaamerkkejä ja yläpuolella olevia tähtiä (mukaan lukien aurinko), jolloin kuu oli vähemmän käytetty, johtuen sen erilaisista epäjohdonmukaisuuksista verrattuna muihin taivaallisiin Maamerkit.
Kompasseja oli pelattu 1100-luvulla auttaakseen määrittämään pohjoista ja tietäen Pohjoismaiden vuosittaista kiertoa tähtikuvioita oli erittäin tärkeä avomerellä, joka ei tarjonnut mitään muita vertailupisteitä.
Tutkijoilla oli jo kauan ollut työkaluja kulmien tarkkaan mittaamiseen vuosisatoja ennen tunnetujen tutkimusmatkailijoiden Magellanin ja Columbuksen päiviä. Joten kun maapallon ympäristön etäisyys oli tiedossa, puhtaan geometrian perusteella leveys- ja pituusaste alkoivat hallita navigointipaikkaa.
Leveys- ja pituusaste määritetty
Leveysaste on kulmaetäisyys pohjoiseen tai etelään maan päiväntasaajasta, joita kutsutaan yksinkertaisesti "päiväntasaajaksi" ja itään tai länteen linjalta, joka kiertää planeetta kohtisuorassa itä-länsi päiväntasaajaan nähden. Mutta kuinka tarkka pohjois-etelä-polku voidaan määrittää maan käyrää pitkin? Lisää siitä hetkessä.
Koska maa pyörii akselilla, joka kulkee pisteiden läpi, jotka on valittu edustamaan absoluuttista pohjoista ja absoluuttista etelää (ts. Napoja), tarkkailija, joka tarkkailee sinua kiinteästä avaruuspisteestä, näkee sinut pyörimässä sivusuunnassa ja muuttaen siten vaakasuuntaista sijaintiasi hänen näkymästään , mutta ei näytä pystysuuntaisen sijaintisi muutosta. Tämä tekee päiväntasaajasta automaattisen vertailupisteen.
Jotta voitaisiin luoda täydellinen verkkojärjestelmä, joka mahdollistaa pohjois-etelä- ja itä-länsipisteen täydellisen määrittämisen maapallolla, pituuslinja oli valittava toimimaan 0 ° itä- ja länsipituusalueena. Tuo näkymätön linja, nimeltään päämeridiaani, kulkee historiallisen konventin kautta Greenwichin, Englannin, kautta. (Pituusasteita kutsutaan myös meridiaanit; leveysasteille viitataan joskus rinnastukset.)
Pituuden ja leveyden laskeminen
Leveysasteelle ei tarvitse valita kiinteää vertailupistettä, koska päiväntasaaja määrittelee sen. Etäisyys päiväntasaajasta ilmoitetaan asteina, minuutteina (tutkinnon kuusikymmentälukemat, samoin kuin minuutit suhteessa tunteihin kellolla) ja sekunteina (60 minuutin minuutti, ja samanaikaisesti).
Aste edustaa 1/360-osaa ympyrästä, ja se on kirjoitettu ° -merkillä. Yhdessä järjestelmässä, joka ei ole enää ensisijainen käytössä, minuutit merkitään yhdellä merkinnällä () ja sekunteilla kaksoismerkillä ("). Suunnassa käytetään tavanomaisia lyhenteitä, ja leveys- ja pituusarvot erotetaan toisistaan pilkku.
Siten jonkun asemaa voidaan kuvata nimellä 40 ° 0 53,9 N, 105 ° 16 13,9 W, jos he olisivat opiskelija Coloradon yliopistossa Boulderissa, Coloradossa.
Yleisemmin leveys- ja pituusaste ilmaistaan positiivisina (pohjoinen ja itä) tai negatiivisina (etelä ja länsi) desimaalilukuna desimaaliosuuden edustaessa yksinkertaisesti jäljellä olevan kokonaisen asteen osuutta. Tämän järjestelmän lohkareiden koordinaatit ovat siten 40.014984, -105.270546, mikä tarkoittaa, että 0,105 astetta on sama etäisyys kuin 0 53,9 ".
Etäisyys leveysviivojen välillä
Etäisyyden laskeminen leveysastelinjojen välillä on helppoa, koska tämä etäisyys ei koskaan muutu. Jos käsittelet maata pallona, jonka ympärysmitta on 25 000 mailia, yhden leveysasteen aste on 25 000/360 = 69,44 mailia. Minuutti on siis 69,44 / 60 = 1,157 mailia ja toinen on 1,15 / 60 = 0,0193 mailia tai noin 101 jalkaa.
Palatessaan yllä olevaan Colorado-esimerkkiin, 0,015 astetta on yhtä suuri kuin (0,015) (69,44) = 1,04 mailia, sijoittamalla tämä kohta juuri pohjoiseen 40. rinnan, ja (69.44) (40.015) = 2779 mailia pohjoiseen päiväntasaajasta (suunnilleen Yhdysvaltain mannerosa). Mutta kuinka kaukana Greenwichistä länteen on Boulder?
Etäisyys pituusviivojen välillä
Kuten edellä on kuvattu, pituuslinjat yhtyvät päiväntasaajan suurimman etäisyyden välillä kokoukseen kunkin navan pisteissä. Tämä tarkoittaa, että pituusviivojen välinen etäisyys kasvaa lyhyemmäksi liikkuessa päiväntasaajasta kohti yhtä napaa.
Tärkeää on, että trigonometrian päähänpiston ansiosta tätä ei tapahdu yhtenäisellä nopeudella. Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi pituuspiirit eivät ole yksinkertaisesti puoliksi yhtä kaukana toisistaan 45 leveysasteella (mikä olisi noin 34,7 mailia) kuin ne ovat päiväntasaajalla.
Voit kuitenkin käyttää perustason trigonometriaa selvittääksesi kuinka kaukana toisistaan pituusviivat ovat, jos tiedät leveysasteesi. Kuvittele maata sivulta, kun seisot tällä näennäisellä ympyrällä 40 ° pohjoisella leveysasteella. Jos piirrät viivan ympyrän keskustasta itseesi, se luo 40 °: n kulman päiväntasaajan läpi vedetyllä vaakasuoralla viivalla ja pystysuoralla viivalla, joka on vedetty seisomapuolen ja tämän vaakasuoran viivan väliin. Tämä muodostaa suorakulmaisen kolmion, hypoteenuksen ollessa Maan noin 4000 mailin säteellä.
vinkkejä
Voit nyt selvittää vaakaetäisyyden pystysuoran viivan välillä Maan keskipisteen ja itsesi välillä. Tämä on sama etäisyys kuin oikean kolmion vaakatason pituus, jota voit kutsua x: ksi. Koska oikean kolmion kosini on vierekkäinen jalka jaettuna hypoteenuksella, tässä tapauksessa sinulla on cos L = x / R. missä L = leveysaste = 40 ° ja R = 4000. Koska kosinin 40 ° on 0,766, x = (4 000) (0,766) = 3 064 mailia.
Sinulla on nyt ympyrän säde, joka kulkee maan ympäri 40 ° pohjoista (tai eteläistä) leveyttä ja käyttää kehän kaavaa (2πr). huomaat, että tämä ympyrä on 19 252 mailia ympäri. Jakamalla 360: lla paljastuu, että yhden asteen pituusaste tällä leveysasteella kattaa 53,5 mailia.
Lopuksi voit selvittää itä-lännen etäisyyden Boulderista alkupisteeseen: (53.5) (105.27) = 5631 mailia.
Leveys- / pituusmatkan laskin
Jos tiedät tarkan leveys- ja pituusasteesi ja maan toisen pisteen koordinaatit, voit käyttää online-laskimessa, kuten Resurssien NOAA-työkalussa, selvittää tarkalleen kuinka kaukana olet siitä pisteestä lyhin tie. Et ehkä pysty ajamaan tällä tavalla, mutta sen hauskaa tietoa voi tietää riippumatta!