Что такое географические координаты?

Пожалуй, начать можно с того, как определяется направление. Самый примитивный и самый продуктивный способ — это показать пальцем: «Вам нужно идти туда». И все становится ясно. Или можно использовать какой-нибудь всем известный ориентир: «Перейдете Исав брод и идите к старому дубу». Но это хорошо для небольшого участка земной поверхности, знакомого вам и вашим друзьям.

Если же площадь участка многократно больше, чем та, которая необходима для ежедневной жизнедеятельности, возникает необходимость более универсальных методов определения направления. Самым очевидным является использование направления восходящего и заходящего Солнца (можно взять среднее значение за определенный промежуток года). Эти направления мы называем восток и запад, перпендикулярно им располагаются север и юг. Ничто не мешает установить и более точное направление, например, северо-восток, северо-северо-восток и т. п.

Имея компас, вы можете пройти определенное расстояние и попасть туда, куда вам нужно. При желании даже можно составить карту поверхности Земли. Для этого вы начинаете движение в какой-либо точке, проходите некоторое расстояние в определенном направлении и наносите обе точки (в масштабе) на карту и т. д., и т. д. Правда, для составления карты нашей планеты таким методом потребуется очень большая толпа народа и не меньшее количество лет, но это уже нюансы.

Кстати, компас стал известен на Западе только в XIII веке. Греческие географы для составления карты земной поверхности пользовались другими приборами. Можно зафиксировать положение Солнца в полдень, то есть точно на полпути между восходом и заходом. 

В любой день на Земле найдутся точки, в которых Солнце будет находиться в полдень прямо над головой. Например, это явление наблюдается на юге Египта в конце июня. Правда, на территории Евразии таких точек нет. Солнце всегда располагается немного сбоку. Однако можно установить, что все точки на Земле, в которых Солнце в полдень находится на одинаковой высоте, располагаются на одной линии, проведенной в направлении восток-запад. Эту линию можно нанести на карту, и в 300 г. до н.э. это сделал ученик Аристотеля Дикеарх, такая линия называется широтой.

Таким образом, можно определить положение некоторого числа линий широты. Все они располагаются в направлении восток-запад и огибают глобус на определенном расстоянии друг от друга, являясь параллельными. Поэтому их еще называют параллелями. Чем ближе к полюсам, тем меньший круг описывает линия широты.

Круг самого большого диаметра описывает параллель, расположенная на равном расстоянии от полюсов, ее называют экватор (от латинского слова aequator — равный). Окружность сферы обычно разбивают на 360 градусов, поэтому обозначение параллелей изменяется от 0 градусов на экваторе до 90 градусов к Северному полюсу и аналогично — к Южному. Например, географическая широта Москвы — 56° северной широты.

Однако параллели не могут определить точку на земной поверхности. Для этого необходим набор линий, следующих в направлении север-юг.

Эти линии называются линиями долготы. Если в какой-то точке земной поверхности полдень, такое же время во всех точках, расположенных на проходящей через нее линии север-юг. Линия, проведенная в направлении север-юг, еще называется меридианом (от латинского слова meridianus — полуденный). Все меридианы сходятся на полюсах, а наибольшее расстояние между ними — на экваторе. Если почистить апельсин, то он будет похож на маленький глобус с нанесенными на него линиями меридианов.

К 200 г. до н.э. на картах, составленных греками, уже были нанесены линии долготы и широты, хотя нанести их точно было весьма непросто. Впрочем, с широтой все было более-менее нормально. Для ее определения следовало измерить высоту полуденного Солнца или Северной звезды (что предпочтительнее). Во времена древних греков уже умели получать достаточно приемлемые результаты.

С долготой же дела обстояли иначе. Для определения долготы необходимо сравнить время, когда Солнце находится в высшей точке над местным меридианом, с тем, когда оно так располагается над другим меридианом. Например, если Солнце проходит над меридианом Афин в определенное время, а над меридианом Мессины на Сицилии на 32 минуты позже, то значит, что Мессина расположена на 8 градусов долготы западнее Афин. Т. е. нужны были очень надежные часы, способные производить измерения с точностью до долей минуты в течение длительного времени на значительных расстояниях друг от друга. 

Начиная с 1728 года, Джон Гаррисон — самоучка из Йоркшира, изготовил серию из пяти часов. Одни из них, проведя в море (в плавании на корабле по морю) пять месяцев, отстали только на одну минуту. Первые часы были слишком тяжелыми и громоздкими, чтобы найти применение, зато пятые имели вполне приемлемые размеры. Правда, обещанную Британским правительством премию в 20000 фунтов стерлингов он получил лишь в 1765 году, когда механику изрядно перевалило за 70, и то после вмешательства короля Георга третьего.

Однако возможность точного измерения долготы проблему не решила. У разных народов существовали свои системы долгот, причем обычно нулевой долготой считался меридиан, проходящий через местную столицу. В 1884 году в Вашингтоне была проведена меридиональная конференция, на которой было принято решение считать базой отсчета Гринвичскую обсерваторию. Меридиан, проходящий через Гринвич, было решено считать нулевым. К западу и востоку от него долгота теперь выражалась градусами западной и восточной долготы. На противоположной стороне земного шара, они снова встречались, образуя 180-й меридиан, проходящий через центральную часть Тихого океана. 

Каждый градус широты, как и долготы, разбит на 60 минут, каждая минута — на 60 секунд, секунды можно делить на десятые, сотые доли и т. д. При помощи долготы и широты можно однозначно определить местонахождение любой точки на карте. Это и есть координаты. Например, координаты крайней восточной точки России, острова Ратманова в Беринговом проливе (западный из двух островов Диомида): 65 градусов 47 минут северной широты 169 градусов 01 минута западной долготы.