Les coordonnées géographiques

Carte du monde avec les lignes de latitude et de longitude en projection Robinson

Les coordonnées géographiques sont des coordonnées sphériques qui peuvent être utilisées pour décrire la position d'un point sur la surface de la terre. La latitude est mesurée à partir de l' équateur nord (0° à 90° nord au pôle nord) et sud (0° à 90° sud au pôle sud), la longitude est mesurée à partir du premier méridien de 0° à 180° est et de 0° à 180° ouest. Les lignes de latitude (lignes de latitude constante) sont parallèles à l' équateur , les lignes de longitude (lignes de longueur constante) traversent les pôles nord et sud .

Coordonnées géographiques dans le graticule du globe

système de coordonnées

Degrés de latitude ( Latitude ) à gauche,
degrés de longitude ( Longitude ) à droite

La grille de la Terre est un système de coordonnées imaginaire à la surface de la Terre avec des cercles de longitude et de latitude se coupant à angle droit. Il est utilisé pour la localisation géographique , c'est-à-dire pour déterminer un emplacement. Les degrés de latitude sont comptés à partir de l' équateur , les pôles sont à 90° nord et sud, les degrés de longitude sont comptés à partir d'un premier méridien arbitrairement défini à l'est et à l'ouest jusqu'à 180° chacun. La détermination des angles est à l'opposé du système de coordonnées sphériques couramment utilisé en mathématiques .

Jusqu'au 20e siècle, en plus du méridien de Greenwich utilisé aujourd'hui, différents méridiens principaux étaient utilisés dans différents pays, par ex. B. le méridien Ferro et le méridien de Paris .

Lors de la spécification des coordonnées, il convient de noter que la terre n'est pas une sphère mais ressemble à un ellipsoïde . Cela provoque un déplacement pouvant aller jusqu'à 20 km. Différentes références ont été utilisées au niveau national du fait de la connaissance progressive de la forme de la terre et du champ gravitationnel ( géoïde ) . Les coordonnées ont donc toujours un système de référence spécifique. Au niveau international, le système géodésique mondial 1984 (WGS84) est principalement utilisé aujourd'hui.

Affichage des coordonnées géographiques

Coordonnées sur une carte de vol ( Standard Terminal Arrival Route )

GPS : définissez le format des coordonnées géographiques sur
hddd° mm' ss.s"

Les coordonnées géographiques peuvent être représentées dans trois formats numériques :

• Traditionnellement, ils sont donnés au format sexagésimal , c'est-à-dire. H 1 degré est divisé en 60  minutes , 1 minute à son tour en 60  secondes (exemple : 46°14′06.70″N 8°0′55.60″E). Les minutes et les secondes sont désignées typographiquement par un prime ou un double prime.
• Dans la deuxième représentation, les minutes sont écrites sous forme décimale, la spécification des secondes n'est pas nécessaire. 0.1′ correspond à 6.0″ ici.
• Dans la troisième représentation, les degrés sont représentés sous forme décimale . 0,1° correspond à 6,0′. La précision souhaitée peut être obtenue avec n'importe quel nombre de décimales.
• De plus, il existe des méthodes pour convertir les coordonnées du graticule en représentations plus courtes sans perte de précision, telles que QTH Locator ou Open Location Code .

Les valeurs de latitude vont de 90°S à 90°N et les valeurs de longitude se situent entre 180°W et 180°E. Afin d'éviter les malentendus, dans l' aviation , les degrés de latitude sont toujours indiqués sur deux chiffres et les degrés de longitude sur trois chiffres au moyen de zéros précédents. Il en va de même pour la spécification des minutes d'arc et, le cas échéant, des secondes d'arc. Par exemple, le waypoint AMIKI sur la carte adjacente pour une approche de Zurich est donné par 47°34.4′N 009°02.3′E.

Le tableau montre les coordonnées d'un bâtiment historique en référence WGS84 à titre d'exemple. Les quatre exemples décrivent le même point dans les différentes orthographes. Dans l'illustration, la lettre h est un espace réservé pour la direction cardinale NS, WO. Dans les textes allemands, un E pour "Est" est souvent écrit à la place du O pour Est. L'indication du point cardinal peut apparaître avant ou après les chiffres. Les lettres d , m et s représentent les degrés, les minutes et les secondes.

Dans la quatrième notation (décimale), la plage de latitude est comprise entre −90° et +90°, et la plage de longitude est comprise entre −180° et +180°. Les directions cardinales N-S et EW sont omises ici. Les latitudes nord sont données en positif et les latitudes sud en négatif. Les longitudes est sont positives et les longitudes ouest sont négatives. Afin de ne pas confondre les latitudes et longitudes, elles doivent être notées par « largeur (latitude, lat) » et « longueur (longitude, long) ». Cette notation est indiquée dans la quatrième ligne du tableau.

Le format d'affichage des coordonnées géographiques peut être librement sélectionné dans la plupart des appareils GNSS . Dans le système de référence historique suisse CH1903 , le même bâtiment a les coordonnées y = 644496, x = 120581.

cartes

Aux 18e et 19e siècles, les géodésistes ont compensé les écarts régionaux plus importants de la figure de la terre par rapport à l'ellipsoïde idéal en calculant un ellipsoïde qui jouxtait le mieux la zone en question , qui "se blottissait" à la surface de la terre dans la zone. Dans la question. Le centre d'un tel ellipsoïde ne coïncidait pas avec le centre de masse de la terre, mais l'axe de rotation était parallèle à l'axe de la terre. Le système de coordonnées est "déplacé" et "plié" par rapport à d'autres ellipsoïdes de ce type. C'est ainsi que des dizaines de systèmes géodésiques (cadres de référence pour les cartes) ont vu le jour. Avec le développement de la navigation par satellite , un système normalisé à l'échelle mondiale a dû être créé, l'actuel WGS84 .

Dans les cartes terrestres ou maritimes, qui sont presque toujours basées sur des systèmes antérieurs, une entrée dans un système de référence incorrect (par exemple, la saisie d'une position GPS) peut entraîner une erreur de plusieurs centaines de mètres si l'ellipsoïde de référence (également système de référence cartographique , système de référence) de l'entrée n'est pas la même que celle de la carte. Pour cette raison, le système de référence doit également être spécifié pour les coordonnées exactes (règle de base : si une précision meilleure que 1 km ou meilleure que 1 minute d'arc est souhaitée).

Les coordonnées peuvent être converties d'un système à un autre à l'aide d'un logiciel de transformation approprié. Un tel logiciel doit contenir les paramètres qui définissent l'écart des systèmes de référence entre eux ou par rapport au WGS84 avec la plus grande précision possible.

Aéronautique et Nautique

Coordonnées dans le cockpit d'un Twin Otter

Des informations de position plus précises sont nécessaires en aviation et en sciences nautiques . La latitude et la longitude sont données ici en degrés et minutes, par ex. B. Zugspitze Lat = 47° 25′ N ou Nord, Lon = 010° 59′ E ou Est.

• Les minutes d'arc sont ensuite divisées décimalement.
• Selon la norme DIN 13312, valable pour les voyages aériens et maritimes , la latitude géographique est abrégée en Lat ou φ, la longitude géographique en Lon ou λ. B et L ne sont pas standard.
• Une minute de latitude correspond à une distance d'environ 1852 m à la surface de la terre et définit la longueur d'un mile nautique .
• La distance qui correspond à une minute de longitude est également de 1852 m à l'équateur, mais diminue vers le pôle avec le cosinus de latitude à zéro. Cela dépend donc de la largeur. En Europe, la distance est comprise entre 1,0 km et 1,5 km (voir aussi Déviation ).

arpentage

En arpentage , une précision centimétrique est requise - donc spécifier des secondes d'arc n'est pas suffisant, puisqu'une seconde d'arc (1″) correspond à environ 31 m (latitude) ou 20 m (longitude en Europe). Par conséquent, la notation décimale est devenue internationalement acceptée. En Allemagne, la position des points fixes pouvait être précisée au millimètre près sous la forme d'une coordonnée de Gauss-Krüger , basée sur l' ellipsoïde de Bessel , ou dans le domaine de la RDA à partir des années 1950, basée sur l' ellipsoïde de Krassowski . Depuis les années 1990, il y a eu un passage aux coordonnées UTM dans ETRS89 en Allemagnesystème par rapport à l' ellipsoïde GRS80 .

Coordonnées naturelles, astronomiques, ellipsoïdales, géodésiques

Les coordonnées naturelles (latitude astronomique φ et longitude astronomique λ) peuvent être déterminées par localisation astronomique . Ils se réfèrent à la direction d'aplomb réelle au point de mesure. Les coordonnées ellipsoïdales (B, L – également appelées coordonnées géodésiques), quant à elles, se rapportent à la direction normale de l'ellipsoïde de référence utilisé. La différence entre la direction d'aplomb et la normale de l'ellipsoïde est généralement inférieure à 10″ et est appelée déviation d'aplomb . En règle générale, ni la direction verticale ni la normale ellipsoïdale ne passent par le centre de la Terre.

Dans le cas d'exigences de précision faibles, par ex. B. avec des cartes à très petites échelles, le corps terrestre est approximé par une sphère pour simplifier. Dans ce cas latitude et longitude correspondent à des coordonnées sphériques . Ce n'est qu'alors que la latitude est égale à l'angle au centre de la terre entre l'équateur et le point que vous recherchez.

histoire

La graduation en tant que division de l' angle complet du cercle en 360° remonte aux astronomes Hypsikles d'Alexandrie ("Anaphorikos", 170 avant JC) et Hipparque de Nikaia (190-120 avant JC).

Claudius Ptolemy utilisait déjà une grille avec des degrés de longitude et de latitude dans son hyphégèse de géographie vers 150 après JC. Son principal méridien était le méridien Ferro , qui a été principalement utilisé jusqu'au 19ème siècle et traversait le point de terre le plus à l'ouest connu à l'époque. Du fait de son calcul bien trop petit de la circonférence terrestre (environ 30 000 km au lieu de 40 000 km), ses informations sur la longitude géographique ne s'écartent pas de 18°3′, mais en Europe centrale d'un bon 24° de la référence de Greenwich . Pour des raisons qui ne sont pas claires, ses latitudes sont plus élevées que les bonnes. ^[1]D'une part, cela correspond au trop petit diamètre de la terre de Ptolémée, d'autre part, compte tenu de sa trop petite distance entre le soleil et la terre de seulement 1210 rayons terrestres, la position du soleil aurait conduit à la conclusion que la distance en degrés de l'équateur était trop petite.

Après la redécouverte de la Geographike Hyphegesis et sa traduction en latin au début du XVe siècle, le système de degrés ptolémaïque s'est rapidement imposé. ^[2]

Duarte Pacheco Pereira (1469-1533) a amélioré les anciennes méthodes de mesure pour la navigation globale ancrée aux Açores . Avec la division du globe en un hémisphère espagnol et un hémisphère portugais dans le traité de Tordesillas de 1494, la grille rétablie a acquis une importance politique.

En 1634, un méridien principal a été fixé sur El Hierro comme l' île canarienne la plus à l'ouest par le Faro de Orchilla et ce n'est qu'en 1884 que le méridien de Greenwich, qui était utilisé en Angleterre depuis 1738, l'a emporté sur les autres méridiens principaux nationaux.

La Nouvelle Triangulation de la France , basée sur les mesures de Jacques Cassini et Jean Dominique Comte de Cassini d'avant 1793, a eu lieu au cours de la métricification (la conversion de toutes les mesures pertinentes au mètre comme étalon). Le premier méridien passe par Paris, donc le "Old Royal Observatory" de Greenwich, donné en grads, est à 2° 20' 14.025" W (NTF). Cela comprenait également la division décimale des degrés en nouveaux degrés, les grades (nouvelle), désormais légalement connus sous le nom de grads (1 angle complet = 400 nouveaux degrés).

Cependant, alors que le méridien de Greenwich prévalait, la mesure angulaire Gon et la division 400° devinrent la norme géodésique en Europe centrale. La division d'un cercle en 360° n'est aujourd'hui souvent comprise que de manière limitée comme une division terrestre de degrés (graticule) au sens de métrication.

Voir également

• histoire de l'astronomie
• système de référence de coordonnées
• coordonnées polaires
• Coordonnées du pays suisse
• Orthodromes , loxodromes
• géoréférencement
• Conception de réseau cartographique ( projection cartographique pour la création de cartes)

liens web

Commons : Coordonnées géographiques  - Collection d'images, de vidéos et de fichiers audio

• Déterminez la longitude et la latitude des lieux et votre propre position
• Déterminer et convertir des coordonnées géographiques

les détails

1. ↑ Claudios Ptolémée : Geographike Hyphegesis, chap. 10. Germania Magna (Comparez les degrés avec ceux des cartes d'aujourd'hui)
2. ↑ An alternative route to mapping history ( mémento du 17 juillet 2012 sur archive.today web archive )