測定經(jīng)度和緯度的簡易方法

1、測定經(jīng)度和緯度的簡易方法王翠玲（內(nèi)蒙古巴市杭錦后旗奮斗中學(xué) 015400）經(jīng)度和緯度是用來表示一個地點在地球表面上的位置的。在同一經(jīng)線上，一切地點的經(jīng)度是相同的；在同一緯線上，一切地點的緯度是相同的。因此，經(jīng)線就是等經(jīng)度線；緯線就是等緯度線。使用經(jīng)度和緯度表示點在地面上的位置是一種科學(xué)方法，稱地理坐標。它不但表示每一地點的位置，而且表示地點與地點之間的方向和距離。例如，我們?nèi)绻麥y出北京的經(jīng)緯度（39°57N，116°19E）和上海的經(jīng)緯度（31°12N,121°26E）就能知道上海位于北京的偏東和偏南方向。通過計算還可以求得上海對于北京的確切方向和距離。

2、筆者就經(jīng)緯度的測定方法做簡單的介紹。一、經(jīng)度與經(jīng)度的測定方法1、經(jīng)度在立體幾何上，經(jīng)度是一種兩面角即兩個平面的夾角。在兩者之中，起點面為本初子午面（國際上把通過英國倫敦近郊泰晤士河南岸的格林尼治天文臺（原址）的一臺中星儀十字絲的那條經(jīng)線作為計量經(jīng)度和時間的標準子午線，稱本初子午線，該線所在的面稱本初子午面），終點面是本地子午面，本初子午面與本地子午面的夾角就是本地經(jīng)度。如圖(1)。兩個子午面夾角通常是在赤道上度量的。在本初子午面以東所量出的經(jīng)度為東經(jīng)度（最大值為180°）反之為西經(jīng)度（最大值為180°）。圖（1）地理坐標：緯度和經(jīng)度2、測定經(jīng)度的簡易方法測定經(jīng)度的方法是先測

3、出當?shù)氐胤綍r，再利用當?shù)氐胤綍r與北京時間的差數(shù)計算得出結(jié)果。具體步驟如下：（1）利用日影桿測定地方時。如圖（2）北南圖（2）利用日影桿測定子午線先在地面上豎一根垂直的桿子，以桿基為圓心，適當距離為半徑，在桿子北面畫一半圓，然后觀察桿影變化的情況，記下桿影頂端與半圓相交的兩點（A、B）與圓心（O）連接畫出一個等腰三角形AOB，做等腰三角形AOB的角平分線P1P2便是正南正北方向線，也就是太陽在正午時桿影的方向線即當?shù)刈游缇€（經(jīng)線）。此后，在任意一天進行觀察，當桿影子與子午線再次重合時，即為當?shù)靥栐谏现刑斓臅r刻或正午時刻，為當?shù)氐胤綍r12點。（2）收聽廣播或看電視，可得知當?shù)氐胤綍r為12點時的北

4、京時間，然后算出當?shù)氐胤綍r與北京時間的差值。若差值為正值，則該地在東經(jīng)120°以東；差值為負值，該地在東經(jīng)120°以西。時間差數(shù)（以分為單位）除以4，便可得出與東經(jīng)120°所差的經(jīng)度數(shù)。然后利用下面的公式計算得出結(jié)果。某地的經(jīng)度=東經(jīng)120°±經(jīng)度差二、緯度與測定緯度的簡易方法1、緯度在立體幾何上，緯度是一種線面角，即一條線與一個平面的夾角，如圖（1），其中面是地球赤道面，是緯度的起點面所在；線是本地的地面法線（垂直于參考扁球體表面的線）。某地的緯度就是該地的地面法線與赤道平面之間的夾角。緯度在本地經(jīng)線上由赤道向南北度量，向北量的值稱北緯度（最

5、大值為90°），向南量的值稱南緯度（最大值為90°）。2、測定緯度的簡易方法測定緯度的方法是先測出當?shù)靥毂睒O的高度角（北極星平均位置的高度角）。因為天球與地球的距離是無窮大的，所以地球表面任何一點與天北極的連線都可以看成是與地軸平行的線。如圖（3）中的P1NP2A，而P2A線與地平面的夾角就是該地的緯度。在北半球通?？梢越咏毂睒O的北極星的平均位置為天北極，測出北極星位置的高度即可。北極星的高度=當?shù)氐牡乩砭暥?。幾何證明如圖（3）所示。設(shè)A為北半球任意一點（南半球看不到北極星），N為北極點，那么OC為赤道平面。北極星在ON的延長線上，OBOC，+=90°。過A作球

6、面的切線，并與ON的延長線交于B點，即ABAO，+=90°。因為北極星距離地球無限遠，從北極星分別射向N、A的光線平行，那么角為A地看北極星的仰角，為A地的地球緯度。P1NP2A= （內(nèi)錯角）又ABAO OBOC圖（3）即某地的地理緯度=當?shù)赜^測北極星的仰角度數(shù)（北極星的高度）。在當?shù)販y北極星高度的簡易方法是用量角器目測北極星的仰角即高度角。在教學(xué)過程中，我們可以直接用上述結(jié)論來解題。例如，某同學(xué)在一地直立一桿子，當他觀測到桿影朝正南方向時，收聽到廣播里北京時間為12點40分，他又在夜晚測量到北極星的仰角為40°12，求該地的地理坐標。首先，利用上述結(jié)論：當?shù)氐乩砭暥?當?shù)赜^測北極星的高度，得出該地緯度為北緯40°12，然后，從題意可知，該地地方時為12點時北京時間為12點40分，兩地時差為40分，經(jīng)度相差10°，并且位于東經(jīng)120