文档介绍：第一篇 基础知识
第一章 坐标、方向与距离
第一节 地理坐标
一、地球形体
船舶在海上航行时,需要确定船舶的位置、航向和航程,这就要求在地球表面建立坐标系和确定方向的基准线，因此要对地球的形状有一定的了解。
地球的自然表面是不平坦的,是一个非常复杂而又不规则的曲面。陆地上有高山、深谷和平地;海洋里有岛屿和海沟。因此，地球的自然表面不是数学曲面，不能直接在其上进行运算，也不能直接在其上建立坐标系。
航海上所研究的地球形状，是指由假想的大地水准面所包围的闭合几何体——大地球体。所谓大地水准面，是指与各地铅垂线相垂直且与完全均衡状态的海平面相一致的水准面，详细地说大地水准面是与平均海面相重合且延伸至大陆底部的一个连续的、无叠痕的、无棱角的闭合曲面。大地球体仍是一个不规则的球体，不是数学曲面,不能直接在其上进行运算，也不能直接在其上建立坐标系，怎么办呢？一般在航海上，以大地球体的近似体代替大地球体来建立坐标系进行航海计算,以地球园球体作为它的第一近似体，而以地球椭园体作为它的第二近似体.
第一近似体--地球圆球体
图1-1-1 地球椭圆体示意图
在解决一般航海问题时,为了计算上的简便,通常是将大地球体当做地球园球体，其半径R=６，371，110Ｍ.
第二近似体——地球椭圆体
在较为准确的航海计算中，需要将为大地球体当做地球椭园体，如图1－1-1所示，地球椭园体是由椭圆PNＱPSQ′绕其短轴PＮPS旋转一周而形成的几何体。地球椭园体的参数有:长半轴a、短半轴b、扁率c和偏心率e,它们之间的相互关系是：
; ；
图1-1-2地球椭圆体示意图
在不同的历史时期,依据的测量结果不同,因而所推算出的地球椭圆体的参数也不相同。我国从1954年开始采用前苏联克拉索夫斯基椭圆体参数，现在准备逐步采用ＩUGGl975年推荐的地球椭圆体参数,参见表1-1—1。
二、地球上的基本点、线、圈
把地球看做第二近似体即椭圆体，如图1-1-2所示，O为地球中心:
地轴（ａxiｓ ｏf thｅ earth）—地球自转的轴（）,即通过地球中心连结南极和北极的一条假想的线。
地极(tｅrreｓtriａl poles) —地轴与地球表面相交的两点。从地极上空府视，以极为中心地球呈反时针方向旋转的一极是北极，相反,顺时针方向旋转的一极是南极。
赤道（ｅqｕaｔor)——通过地心,垂直于地轴的平面与地球表面的截痕（ｑq′）.它将地球分为南、北两个半球,包含北极的半球称为北半球，包含南极的半球称为南半球.
经线（merｉｄian ｌinｅ，lｏｎｇｉｔuｄe lｉnｅ)-又称子午线,通过地面某点并连接
地球南北两极之间的半个大圆（ＰNFqPs）。
格林经线(Ｇreenwicｈ ｍeriｄian）—-通过英国伦敦格林尼治天文台原址的经线(PNGＰs），又称本初子午线或零度经线。
表1-1-1 地球椭园体参数
椭园体名称
年份
长半轴a
扁率c
主要使用国家及说明
白塞尔
1841
6377397m
1:
德国、瑞士、日本
克拉克
1866
1:
美国、加拿大、墨西哥
海福特
1910
1:
美国、法国等西欧国家
克拉索夫斯基
1940
1:
前苏联、东欧、中国
IUGG推荐值
1975
1:
16届国际大地测量和物理联合会（IUGG）推荐
IUGG推荐值
1983
1:
16届国际大地测量和物理联合会（IUGG）推荐
WGS-84
1984
1:
美国GPS卫星导航系统
纬度平行圈简称纬圈（pａｒalleｌ of lａtituｄｅ)——平行于赤道的小圆(FGF′）。纬圈的一段圆弧称为纬线（1atｉtude lｉｎe)。
三、地理坐标
平面上某点的位置可以用直角坐标和极坐标确定,地面上某点的位置可以用地理坐标来确定，它建立在地球椭圆体表面上，包括地理经度和地理纬度.
1。基准圈、辅助圈和坐标原点
图1-1-3 地理纬度示意图
在地理坐标中，以赤道和格林经线为基准圈,以赤道和格林经线的交点为坐标原点。辅助圈是纬线和经线.
2. 地理纬度(Ｇｅogｒaｐhic latiｔudｅ） j
地理纬度简称纬度——地球椭圆于午线上某点法线与赤道面的夹角，如图１-1—3所示，用j或Lat表示。度量方法是从赤道起,向北或向南计量,范围是０˚—9０˚，从赤道向北计量的叫北纬,用“N”表示；向南计量的叫南纬，用“Ｓ”表示，如某点