Podstawowe pojęcia geograficzne

W nawigacji przyjmujemy, że Ziemia jest kulą równą pod względem objętości elipsoidzie obrotowej, możliwie dokładnie zbliżonej do rzeczywistego kształtu Ziemi. Ponieważ różnice między poziomami powierzchni elipsoidy i geoidy są niewielkie, elipsoida najpełniej oddaje kształt Ziemi. Na tej podstawie możemy obliczyć średni promień kuli ziemskiej, który wynosi R = 6370,3 kilometrów.

Ziemia w czasie ruchu dobowego obraca się wokoło osi. Oś ta przechodzi przez środek kuli ziemskiej i na swoich końcach wyznacza dwa bieguny geograficzne: południowy (S) i północny (N). Jak wiemy, nasza planeta jest swego rodzaju ogromnym magnesem. Bieguny magnetyczne znajdują się w pobliżu biegunów geograficznych, a ich położenie ulega stałym, powolnym zmianom. Przez oś Ziemi można przeprowadzić nieskończenie wiele płaszczyzn, które wyznaczają na jej powierzchni koła wielkie. Połowę koła wielkiego, biegnącego od bieguna północnego do południowego nazywamy południkiem. Przez obserwatorium astronomiczne w Greenwich przechodzi tzw. południk zerowy. Południk zerowy został ustalony w roku 1911.Koło wielkie prostopadłe do osi Ziemi nazywamy równikiem, natomiast koła małe prostopadłe do osi ziemskiej równoleżnikami. W kierunku biegunów promienie równoleżników maleją aż do zera w punktach wyznaczających bieguny geograficzne.

Równik i równoleżniki przecinają się z południkami pod katem prostym. Południk przecina równik w jednym punkcie. Po szybkich obliczeniach, wyznaczając południki odległe w mierze łukowej o 1 stopień otrzymamy ich 360, natomiast odległych o 1′ jest 360×60=21,600. Południk jest połową koła wielkiego, więc postępując analogicznie otrzymamy 180 lub 10,800 równoleżników. Dzięki takim rozwiązaniom powstał układ współrzędnych zwany siatką geograficzną, ułatwiający identyfikację dowolnego punktu na Ziemi. Współrzędne te nazywamy długością geograficzną oraz szerokością geograficzną.

Długość geograficzna oznaczana jest grecką małą literą lambda λ. Wymiarem długości geograficznej jest wymiar kąta – stopnie, minuty i sekundy. Długość geograficzna jest liczona od południka zerowego na wschód lub zachód (od 0 do 180°). Punkty leżące na wschód od południka zerowego mają długość wschodnią, której symbolem jest litera E lub znak +. Dla przykładu – długość geograficzna Gdańska to λ = 18°40′ E. Punkty leżące na zachód od południka zerowego mają długość geograficzną zachodnią, oznaczaną symbolem W lub znakiem minus -.

Szerokość geograficzna oznaczmy grecką małą literą fi φ. Wymiarem szerokości geograficznej jest wymiar kąta – stopnie, minuty i sekundy. Szerokość geograficzna jest liczona na północ lub na południe od płaszczyzny równika (od 0 do 90°). Punkty leżące na północ od równika mają szerokość północną, której symbolem jest litera N lub znak +. Przykład – szerokość geograficzna Gdańska to φ = 54°24′ N. Punkty leżące na południe od płaszczyzny równika mają szerokość południową, wyróżnianą literą S lub znakiem -.