Navigation.
Gestaltung der Erde.
Die Erde ist annähernd kugelförmig und an den Polen infolge der äquatorialen Fliehkräfte leicht abgeflacht. Der Nord-Süd Durchmesser der Erde fällt gegenüber dem Durchmesser am Äquator aber lediglich um 43 km kleiner aus. Der Durchmesser am Äquator beträgt 12.756 km was einem Erdumfang von 40.076 km entspricht. Als Bezugspunkt für Höhenangaben wird die mittlere Meereshöhe MSL angenommen, auch als NN (Normalnull) bezeichnet. Die höchsten Erhebungen befinden sich mit knapp 9.000 m im geologisch noch „jungen“ Himalayagebiet, die größte Tiefe liegt im Marianengraben im Nord-Pazifik bei rund 11.000 m.
Die Erde dreht sich einmal in 24 h von West nach Ost um die eigene Achse. Die Achsenschnittpunkte bezeichnet man als geografische Pole. In untenstehender Abbildung sehen wir von unten auf den Südpol. Für den Betrachter auf der Erde scheint die Sonne um die Erde zu wandern.
Die Erde dreht sich einmal in 24 h von West nach Ost um die eigene Achse. Die Achsenschnittpunkte bezeichnet man als geografische Pole. In untenstehender Abbildung sehen wir von unten auf den Südpol. Für den Betrachter auf der Erde scheint die Sonne um die Erde zu wandern.
In einer Stunde läuft die Sonne durch ein Winkelfeld von 360_ /24 h = 15° /h. Steht die Sonne 30° über dem Horizont, dann hat man noch 2 Stunden Zeit bis zum Sonnenuntergang. Für den Erdbetrachter entspricht der Sonnendurchmesser 0,5°. Die Sonne legt ihren Durchmesser somit in 2 Minuten zurück.
Die Erdachse ist gegenüber der schwach elliptischen Sonnenumlaufbahn um rund 23° geneigt und bildet deshalb gegenüber dieser (Ekliptik-Ebene) einen Winkel von rund 67°.
Die Erdachse ist gegenüber der schwach elliptischen Sonnenumlaufbahn um rund 23° geneigt und bildet deshalb gegenüber dieser (Ekliptik-Ebene) einen Winkel von rund 67°.
Breitengrade
Die Erde wird durch den Äquator in eine Nord- und eine Südhalbkugel geteilt. Parallel zum Äquator verlaufen die Breitengrade. Diese werden im Englischen Latitude oder abgekürzt Lat / LAT genannt. Die Breitengrade werden nach dem Winkel, welche sie mit dem Erdmittelpunkt bilden, benannt. Der Äquator ist demnach Breitenkreis 0°, weil er als einziger keinen Winkel zum Erdmittelpunkt bildet. Die Breitenkreise verlaufen parallel und haben einen konstanten Abstand von 60 NM (Nautische Meilen) pro Grad. Dividiert man den Erdumfang von rund 40.000 km durch 4 ergibt sich die Distanz vom Äquator zum Pol. Dividiert man diese nunmehr durch 90° (Winkel zwischen Äquator und Pol) dann ergeben sich genau 111,12 km pro Grad (60 NM).
Die Einheit Grad wird in Minuten und Sekunden unterteilt.
1 Breitengrad = 60 Breitenmin. = 60NM
1 Breitenmin. = 60 Breitensek. = 1NM
1 Breitenmin. = 111,12 km : 60 Min. = 1,852km (1 NM).
Das Grad-, Minuten-, Sekunden-System wird auch DMS-System (Degrees, Minutes, Seconds) genannt.
Die Einheit Grad wird in Minuten und Sekunden unterteilt.
1 Breitengrad = 60 Breitenmin. = 60NM
1 Breitenmin. = 60 Breitensek. = 1NM
1 Breitenmin. = 111,12 km : 60 Min. = 1,852km (1 NM).
Das Grad-, Minuten-, Sekunden-System wird auch DMS-System (Degrees, Minutes, Seconds) genannt.
Längengrade (Meridiane)
Ein Längengrad (Meridian) verläuft immer von Pol zu Pol – alle Längengrade sind damit gleich lang. Längengrade schneiden die Breitengrade in einem rechten Winkel. Der Abstand der einzelnen Längengrade nimmt zu den Polen hin ab. Die geografische Länge wird englisch Longitude (lon.) genannt. Weiter wurde eine Einteilung in Ost und West vom Null-Meridian aus vorgenommen. Es ergeben sich so Längengrade von 0° bis 180°.
Als Null Meridian wurde 1884 die Position der Sternwarte in Greenwich (UK) definiert. Vorher hatte fast jedes Land einen eigenen Null Meridian. Vielfach wurde früher auch die Insel El Hierro (Ferro-Meridian) als Null Meridian hinzugezogen. Diese kanarische Insel galt lange als der westlichste Punkt der Welt. An der Meridiankonferenz 1848 setzte sich Frankreich für den Ferro-Meridian ein, weil dieser genau 20° westlich von Paris verläuft. Frankreich unterlag aber dem schon in vielen Seefahrerkarten verwendeten Greenwich Meridian.
Interessant, dass der WGS- 84 (World Geodetic System) Null Meridian aufgrund der Kontinentalplattenverschiebung rund 100 m östlich des Greenwich Null Meridians verläuft. Das WGS-84 System ist die geodätische Grundlage des heutigen GPS Systems. WGS-84 wurde 1989 von der ICAO ebenfalls als Referenzsystem für die Luftfahrt übernommen.
Als Null Meridian wurde 1884 die Position der Sternwarte in Greenwich (UK) definiert. Vorher hatte fast jedes Land einen eigenen Null Meridian. Vielfach wurde früher auch die Insel El Hierro (Ferro-Meridian) als Null Meridian hinzugezogen. Diese kanarische Insel galt lange als der westlichste Punkt der Welt. An der Meridiankonferenz 1848 setzte sich Frankreich für den Ferro-Meridian ein, weil dieser genau 20° westlich von Paris verläuft. Frankreich unterlag aber dem schon in vielen Seefahrerkarten verwendeten Greenwich Meridian.
Interessant, dass der WGS- 84 (World Geodetic System) Null Meridian aufgrund der Kontinentalplattenverschiebung rund 100 m östlich des Greenwich Null Meridians verläuft. Das WGS-84 System ist die geodätische Grundlage des heutigen GPS Systems. WGS-84 wurde 1989 von der ICAO ebenfalls als Referenzsystem für die Luftfahrt übernommen.
Positions-Bestimmung
Mittels der Längen- und Breitengraden kann man die Erde mit einem feinen Netz überziehen und jede Position anhand der Angabe eines Längen- und Breitengrades genau definieren. Das System der Angabe mittels Grad, Minuten, Sekunden sowie der Richtung weist eine Genauigkeit von rund 30 m auf. In der Navigation werden die Angaben von Grad, Minuten und Sekunden weggelassen. Positionsangaben werden deshalb in einer sechsstelligen Form wie folgt dargestellt: 47 44 58 N, 11 44 20 E für Gmund am Tegernsee. Zur Erhöhung der Genauigkeit werden die Sekunden mit Kommastellen angegeben.
