경도

Longitude
기타 용도는 Longitude(동음이의도)를 참조하십시오.
구 또는 타원체로서의 지구상의 격자. 극에서 극까지의 선은 경도가 일정한 선, 즉 자오선입니다. 적도에 평행한 원은 일정한 위도 또는 평행한 원입니다. 그래티큘은 표면에 있는 점들의 위도와 경도를 보여줍니다. 이 예에서 경락은 6° 간격으로, 평행은 4° 간격으로 배치됩니다.
지구 지도
경도(λ)
경도선은 이 투영에서 다양한 곡률을 가진 수직으로 보이지만 실제로는 주어진 위도에서 동일한 반지름을 가진 거대한 타원의 절반입니다.
위도(φ)
위도의 선들은 이 투영에서 다양한 곡률을 가진 수평으로 보이지만 실제로는 다른 반경을 가진 원형입니다. 주어진 위도를 가진 모든 위치를 총칭하여 위도의 원이라고 합니다.
적도는 지구를 북반구와 남반구로 나누고 위도는 0°입니다.
측지
기본사항
개념
기술
표준(이력)
NGVD 29 해수면 자료 1929
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ED50 유러피언 데이텀 1950
SAD69 남미 표준시 1969
GRS 80 측지기준계 1980
ISO 6709 지리적 점좌표. 1983
NAD 83 북아메리카 데이텀 1983
WGS 84 1984년 세계측지계
NAVD 88 N. 아메리칸 버티컬 데이텀 1988
ETRS89 유럽 지상파 기준 시스 1989
GCJ-02 2002년 중국어 난독화 자료
지오 URI 포인트 2010에 대한 인터넷 링크

경도(Longitude, /ˈ l ɒ nd ʒɪ tju ː d/, AU와 영국도 /ˈ l ɒŋɡɪ-/)는 지구 표면의 한 점, 또는 다른 천체의 동서 위치를 지정하는 지리적 좌표입니다. 각도 측정이며, 일반적으로 도 단위로 표시되며 그리스 문자 람다(λ)로 표시됩니다. 자오선은 같은 경도를 가진 점들을 연결하는 극에서 극으로 이어지는 가상의 반원형 선입니다. 본초 자오선은 경도를 0°로 정의하며, 관례상 지구에 대한 국제 기준 자오선은 그레이트브리튼섬의 런던 남동쪽 그리니치에 있는 왕립 천문대 근처를 지나갑니다. 양의 경도는 본초 자오선의 동쪽이고, 음의 경도는 서쪽입니다.

지구의 자전 때문에 경도와 시간 측정 사이에는 밀접한 연관성이 있습니다. 과학적으로 정확한 현지 시간은 경도에 따라 달라집니다. 15°의 경도 차이는 태양과 관련된 위치가 다르기 때문에 현지 시간으로 1시간 차이에 해당합니다. 현지 시간을 절대 시간 척도와 비교하면 경도를 결정할 수 있습니다. 절대 시간은 시대에 따라 월식과 같이 두 곳에서 볼 수 있는 천체의 사건이나 전신이나 라디오로 전송되는 시간 신호에서 얻을 수 있습니다. 원리는 간단하지만 실제로 경도를 측정하는 신뢰할 수 있는 방법을 찾는 데는 수세기가 걸렸고 위대한 과학자들의 노력이 필요했습니다.

자오선을 따라 위치의 남북 위치는 위도에 의해 결정되며, 이는 적도면과 그 위치의 지면으로부터 수직 사이의 각도와 같습니다.

경도는 일반적으로 측지법 또는 중력 방향을 사용하여 제공됩니다. 수직 편향, 지구 중력장의 작은 변화 때문에 천문학적 경도는 일반 경도와 약간 다를 수 있습니다(천문 위도 참조).

역사

주요 기사: 경도의 역사

경도의 개념은 고대 그리스 천문학자들에 의해 처음 개발되었습니다. 히파르코스(기원전 2세기)는 지구를 구형으로 가정한 좌표계를 사용하여 오늘날에도 여전히 360°로 나누었습니다. 그의 본초 자오선은 알렉산드리아를 통과했습니다.[3]: 31 그는 또한 서로 다른 두 곳에서 월식이 일어나는 현지 시간을 비교하여 경도를 결정하는 방법을 제안하여 경도와 시간 사이의 관계에 대한 이해를 보여주었습니다.[3]: 11 [4] 클라우디우스 프톨레마이오스(Claudius Ptolemy, 2세기 CE)는 왜곡을 줄인 곡선 평행선을 이용한 지도 시스템을 개발했습니다. 그는 또한 영국에서 중동에 이르기까지 많은 지역에 대한 데이터를 수집했습니다. 그는 카나리아 제도를 통과하는 본초 자오선을 사용하여 모든 경도 값이 양수가 되도록 했습니다. 프톨레마이오스의 시스템은 건전했지만, 그가 사용한 데이터는 종종 빈약하여 지중해 길이의 약 70%에 달하는 엄청난 과대 추정을 초래했습니다.[5][6]: 551–553 [7]

로마 제국의 몰락 이후, 유럽에서 지리에 대한 관심은 크게 감소했습니다.[8]: 65 힌두교와 이슬람교도 천문학자들은 이러한 아이디어를 계속 개발하여 많은 새로운 위치를 추가하고 종종 프톨레마이오스의 데이터를 개선했습니다.[9][10] 예를 들어 알바탄 ī은 오차가 1° 미만인 안타키야와 라카 사이의 경도 차이를 파악하기 위해 두 번의 월식을 동시에 관측했습니다. 이것은 육안으로 일식을 관측하고, 적합한 "시계 별"의 고도를 측정하기 위해 천체 관측기를 사용하여 현지 시간을 측정하는 방법으로 달성할 수 있는 최고의 방법으로 여겨집니다.[11][12]

중세 후기에는 여행이 늘면서 서양에서 지리학에 대한 관심이 되살아났고, 스페인과 북아프리카와의 접촉을 통해 아랍의 학문이 알려지기 시작했습니다. 12세기에, 톨레도의 알 자르찰 ī의 연구에 기초하여, 많은 유럽 도시들에 천문표가 준비되었습니다. 1178년 9월 12일 월식은 톨레도, 마르세이유, 헤리퍼드 사이의 경도차를 밝히는데 사용되었습니다.[13]: 85

크리스토퍼 콜럼버스는 1494년 9월 14일 사오나 섬에서 첫 번째 월식을 발견하고 1504년 2월 29일 자메이카에서 두 번째 월식을 시도했습니다. 참고용으로 천문표를 사용했을 것으로 추정됩니다. 경도를 측정한 결과 각각 13°와 38°W의 큰 오차를 보였습니다.[14] Randles(1985)는 1514년에서 1627년 사이에 아메리카와 아시아 모두에서 포르투갈과 스페인 사람들에 의해 경도 측정을 문서화했습니다. 오차는 2°에서 25°[15] 사이였습니다.

망원경은 17세기 초에 발명되었습니다. 처음에는 관찰 장치였지만, 다음 반세기 동안의 발전은 그것을 정확한 측정 도구로 변화시켰습니다.[16][17] 진자 시계는 1657년[18] 크리스티아누 하위헌스에 의해 특허를 받았으며 이전의 기계적 시계에 비해 약 30배의 정확도를 높였습니다.[19] 이 두 발명품은 관측 천문학과 지도 제작에 혁명을 일으킬 것입니다.[20]

육지에서는 망원경과 진자시계가 개발된 이후 18세기 중반까지 경도가 적당한 정확도로 결정된 곳의 수가 꾸준히 증가했으며, 오차는 종종 1도 미만, 거의 항상 2~3도 이내였습니다. 1720년대까지 오류는 지속적으로 1°[21] 미만이었습니다. 같은 기간 해상에서는 상황이 많이 달랐습니다. 두 가지 문제는 다루기 힘든 것으로 판명되었습니다. 첫 번째는 즉각적인 결과를 위해 내비게이터가 필요하다는 것이었습니다. 두 번째는 해양 환경이었습니다. 바다가 부풀어 오르는 곳에서 정확한 관측을 하는 것은 육지보다 훨씬 어렵고, 진자시계는 이런 조건에서 잘 작동하지 않습니다.

크로노미터

항해의 문제에 대한 대응으로, 많은 유럽의 해양 강대국들은 바다에서의 경도를 측정하는 방법에 대해 상품을 제공했습니다. 그 중 가장 잘 알려진 것이 1714년 영국 의회에서 통과된 경도법입니다.[22]: 8 1°와 0.5° 이내의 솔루션에 대해 두 가지 수준의 보상을 제공했습니다. 보상은 두 가지 해결책에 대해 주어졌습니다: 달 거리, 천문학자 로얄 네빌 마스켈린이 항해용 연보로 개발한 토비아스 메이어의[23] 표에 의해 실행 가능하게 만든 것, 그리고 요크셔 목수이자 시계 제조자인 존 해리슨이 개발한 크로노미터에 대해. 해리슨은 30년 이상에 걸쳐 5개의 크로노미터를 만들었습니다. 이 작품은 경도위원회로부터 수천 파운드의 지원과 보상을 받았지만,[24] 그는 최고의 보상인 2만 파운드까지 돈을 받기 위해 싸웠고, 마침내[22]: 26 의회의 개입 끝에 1773년에 추가 지불을 받았습니다. 두 가지 방법 중 하나가 항해에 널리 사용되기까지는 시간이 좀 걸렸습니다. 초기에, 크로노미터는 매우 비쌌고, 달 거리에 필요한 계산은 여전히 복잡하고 시간이 많이 걸렸습니다. 달 거리는 1790년 이후에 일반적으로 사용되었습니다.[25] 크로노미터는 관측과 계산이 모두 더 간단하다는 장점이 있었고, 19세기 초 가격이 저렴해지면서 1850년 이후에는 거의 사용되지 않았던 달을 대체하기 시작했습니다.[26]

최초의 작동 전신은 1839년 휘트스톤과 쿡에 의해 영국에서, 그리고 1844년 모스에 의해 미국에서 설립되었습니다. 경도 측정을 위한 시간 신호를 전송하기 위해 전신기를 사용할 수 있다는 것을 곧 알게 되었습니다.[27] 이 방법은 대서양 횡단 케이블의 완성과 함께 서유럽을 포함한 전신망이 확장됨에 따라 특히 북미에서 경도 측정에 곧 실용적으로 사용되었습니다. 1878년에 미국 해안측량국으로 개명된 미국 해안측량국은 이 개발에 특히 적극적이었는데, 이는 비단 미국에서만 그런 것이 아니었습니다. 이 조사는 1874-90년에 중앙 아메리카와 남아메리카, 서인도 제도를 거쳐 일본과 중국까지 지도를 작성했습니다. 이는 이러한 영역을 정확하게 매핑하는 데 크게 기여했습니다.[28][29]

매리너스는 정확한 차트의 혜택을 받았지만, 진행 중에 전신 신호를 수신할 수 없었기 때문에 내비게이션에 이 방법을 사용할 수 없었습니다. 이것은 20세기 초에 무선 전신(라디오)을 이용할 수 있게 되면서 바뀌었습니다.[30] 선박 이용을 위한 무선 시간 신호는 1907년부터[31] 노바스코샤주 핼리팩스에서, 1910년부터는 파리 에펠탑에서 전송되었습니다.[32] 이러한 신호를 통해 내비게이션 사용자는 크로노미터를 자주 확인하고 조정할 수 있었습니다.[33]

무선 항법 시스템은 제2차 세계 대전 이후에 일반적으로 사용되었습니다. 시스템은 모두 고정식 항법 비콘으로부터의 전송에 의존했습니다. 선상 수신기는 이러한 변속기로부터 선박의 위치를 계산했습니다.[34] 그들은 시야가 좋지 않을 때 정확한 항해를 가능하게 했고, 1990년대 초에 GPS로 대체되기 전까지 상업적인 운송을 위한 확립된 방법이 되었습니다.

결정.

추가 정보: 천체 항법 § 경도
참고 항목: Latitude 측정

경도를 결정하는 주요 방법은 아래에 나열되어 있습니다. 한 가지 예외(자기적 감소)를 제외하고는 모두 사건이나 측정으로부터 절대 시간을 결정하고 두 개의 다른 위치에서 해당 지역 시간을 비교하는 공통 원칙에 의존합니다.

  • 달 거리. 지구 주위를 도는 궤도에서 달은 0.5°/h가 조금 넘는 속도로 별들에 대해 상대적으로 움직입니다. 달과 적합한 별 사이의 각도는 육분의 1로 측정되며, (표와 긴 계산 끝에) 절대 시간에 대한 값을 제공합니다.
  • 목성의 위성. 갈릴레오는 위성들의 궤도에 대한 충분한 정확한 지식을 가지고 위성들의 위치가 절대 시간의 척도를 제공할 수 있다고 제안했습니다. 이 방법은 달이 육안으로 보이지 않기 때문에 망원경이 필요합니다.
  • 경련, 은폐 및 일식. 애펄스(Apulse)는 두 물체(달, 별 또는 행성) 사이의 가장 겉보기에 적은 거리를 의미하며, 오컬트는 별이나 행성이 달 뒤를 지날 때 발생하며, 본질적으로 일식의 한 종류입니다. 월식은 계속 사용되었습니다. 이러한 이벤트의 시간은 절대 시간의 척도로 사용될 수 있습니다.
  • 크로노미터. 시계는 경도가 알려진 시작점의 현지 시간으로 설정되며, 다른 곳의 경도는 그 현지 시간과 시계 시간을 비교하여 알 수 있습니다.
  • 자기절하. 나침반 바늘은 일반적으로 정확히 북쪽을 가리키지 않습니다. 진북과의 편차는 위치에 따라 다르며, 이를 통해 경도를 측정할 수 있는 근거를 제공할 수 있다고 제안했습니다.

자기적 감소를 제외하고는 모두 실행 가능한 방법으로 입증되었습니다. 그러나 육지와 바다의 발전은 매우 달랐습니다.

한 지점에서의 경도는 해당 지점에서의 경도와 UTC(Coordinated Universal Time) 사이의 시간차를 계산하여 결정할 수 있습니다. 하루는 24시간이고 원은 360도이므로 태양은 시간당 15도의 속도로 하늘을 가로지릅니다(÷ 360도 24시간=시간당 15도). 따라서 어떤 위치의 시간대가 UTC보다 3시간 앞서면 해당 위치는 경도 45°(시간당 3시간 × 15° = 45°)에 가깝습니다. near라는 단어는 그 점이 시간대의 중심에 있지 않을 수 있기 때문에 사용됩니다. 또한 시간대는 정치적으로 정의되기 때문에 그 중심과 경계가 종종 15°의 배수로 자오선에 있지 않습니다. 그러나 이 계산을 수행하려면 UTC로 설정된 크로노미터(시계)가 필요하며 태양 또는 천문 관측을 통해 현지 시간을 결정해야 합니다. 자세한 내용은 여기에 설명된 것보다 더 복잡합니다. 자세한 내용은 Universal Time 및 시간 방정식 기사를 참조하십시오.

가치

경도는 서경 -180°에서 동경 +180° 사이의 프라임 자오선에서 0°의 각도 측정값으로 제공됩니다. 그리스 문자 λ(lambda)는 본초 자오선의 동쪽 또는 서쪽 지구상의 한 장소의 위치를 나타내는 데 사용됩니다.

각각의 경도는 60분으로 세분되며, 각각의 경도는 60초로 나뉩니다. 따라서 경도는 예를 들어 23° 27' 30 ″ E와 같이 60진법으로 지정됩니다. 더 높은 정밀도를 위해 초는 소수 분수로 지정됩니다. 다른 표현은 도와 분을 사용하고 분의 일부는 십진법으로 표현되며, 따라서 23° 27.5' E. 도는 십진법 분수로 표현될 수도 있습니다: 23.45833° E. 계산의 경우 각도 측정값을 라디안으로 변환할 수 있으므로 경도는 π(pi)의 부호가 있는 분수 또는 2 π의 부호가 없는 분수로 표시할 수도 있습니다.

계산을 위해 서/동 접미사는 서반구에서 음의 부호로 대체됩니다. 동양이 긍정적이라는 국제표준협약(ISO 6709)은 북극이 위에 있는 오른손 데카르트 좌표계와 일치합니다. 그런 다음 특정 경도를 특정 위도(북반구에서 양수)와 결합하여 지구 표면의 정확한 위치를 제공할 수 있습니다. 혼란스럽게도, 동양에 대한 부정적인 협약은 미국에서도 가끔 볼 수 있습니다. 지구 시스템 연구소는 서반구에 국한된 응용 프로그램에 "좌표 입력을 덜 어색하게 만들기 위해" 그들의 페이지 중 오래된 버전에 이 협약을 사용했습니다. 그 이후로 표준 접근 방식으로 전환했습니다.[37]

경도는 북극에서 단수이며 다른 위치에 대해 충분히 정확한 계산은 북극 또는 그 근처에서 부정확할 수 있습니다. 또한 ±180° 자오선에서의 불연속은 계산에 주의하여 처리해야 합니다. 예를 들어, 두 위치가 이 자오선의 양쪽에 있을 경우 잘못된 답을 주는 두 경도를 뺀 동쪽 변위를 계산하는 것입니다. 이러한 복잡성을 피하기 위해 일부 응용 프로그램은 다른 수평 위치 표현을 사용합니다.

경도의 길이

참고 항목: 위도의 길이

경도의 길이(동서 거리)는 위도 원의 반지름에만 따라 달라집니다. 반지름의 구에 대하여, 위도 φ에서 반지름 a는 cos φ이고, 1도의 길이(또는 π/180 radian) 위도 원을 따라 호를 그리면 다음과 같습니다.

φ Δ1
lat		 Δ1
long
0° 110.574km 111.320km
15° 110.649km 107.551km
30° 110.852km 96.486km
45° 111.133km 78.847km
60° 111.412km 55.800km
75° 111.618km 28.902km
90° 111.694km 0.000km
WGS84에서 주어진 위도(세로축)에서 미터법(상반) 및 제국 단위(하반)에서 위도 및 경도의 1도(검은색), 분(파란색) 및 분(빨간색)의 길이. 예를 들어, 녹색 화살표는 48°N의 도네츠크(녹색 원)의 δ이 74.63km/°(1.244km/min, 20.73m/sec 등)이고 δ이 111.2km/°(1.853km/min, 30.89m/sec 등)임을 보여줍니다.

지구가 타원체로 모델링되면 이 호 길이는 다음과[38][39] 같습니다.

여기서, 타원체의 이심률은 장축과 단축(각각 적도와 극반지름)과 관련이 있습니다.

다른 공식은 다음과 같습니다.

1 = cos ⁡ 서tan = n ⁡ ϕ \ _{\}a\beta 서}}\bta={\frac b}{a}\tan \phi}; 여기서 β {\displaystbeta }는 소위 매개 변수 또는 감소 위도입니다.

cos φ는 적도에서 1에서 극점에서 0으로 감소하는데, 이는 위도의 원이 적도에서 극점으로 갈수록 줄어드는 정도를 측정하기 때문에 경도의 길이도 마찬가지로 감소합니다. 이는 적도에서 극까지의 위도(남북 거리) 길이가 1% 정도 증가한 것과 대조적입니다. 표는 = 6378137.0 m 및 b = 6356752.3142 m의 WGS84 타원체에 대한 것입니다. 동일한 위도 원에서 1도 떨어진 두 지점 사이의 거리는 해당 위도 원을 따라 측정한 것으로, 해당 지점 사이의 최단 거리(측지)보다 약간 더 큽니다(적도에서 제외하고는 동일). 그 차이는 0.6m(2ft) 미만입니다.

지리적 마일은 적도를 따라 1분(경도 1분)의 호의 길이로 정의되며, 적도를 따라 경도의 정도는 1도에 60분이 있으므로 정확히 60개의 지리적 마일 또는 111.3km입니다. 적도를 따라 경도 1분의 길이는 1 지리적 마일 또는 1.855km 또는 1.153마일이고, 1초의 길이는 0.016 지리적 마일 또는 30.916m 또는 101.43피트입니다.

참고 항목

참고문헌

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