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위도와 경도

수미심 2015. 7. 7. 07:15

위도와 경도

지리 좌표계

  • 지구에 대한 구면 좌표계
  • 지구상의 모든 지점을 3개의 좌표(위도, 경도, 고도)로 나타낼 수 있음

위도와 경도

Latitude and Longitude of the Earth.svg

  • 위도선(위선): 적도와 평행한 선.
  • 경도선(경선): 적도와 수직인 선.
성질
  • 위도 0도 = 적도(equator). 경도선 사이 거리가 가장 멀다.
  • 위도 90도 = 극(pole).
  • 경도 0도 = 본초 자오선(prime meridian)[1].
1. 위도와 생활

 

(1) 위선과 경선
① 위선 : 적도와 평행하도록 수평하게 지구를 나누는 가로선
② 경선 : 양 극을 지나도록 지구를 나누는 세로선
(2) 위도
① 지구 중심으로부터 잰 각도
② 적도를 기준(0°)으로 하여 남극과 북극까지 각각 90°로 나눈 좌표
③ 북위 90° ~ 남위 90°까지로 구분됨.
④ 양 극으로 갈수록 위도가 높아짐.
(3) 위도와 생활
① 위도에 따른 기온 차 : 적도에서 극으로 갈수록 태양 에너지의 양이 감소 → 기온이 낮아짐.
② 위도에 따른 생활 모습
  저위도 지역   연중 고온 → 얇고 시원한 의복, 통풍에 유리한 가옥 구조
고위도 지역 두꺼운 의복, 보온에 유리한 가옥 구조


2. 북반구와 남반구
(1) 북반구와 남반구
① 적도를 기준으로 북쪽은 북반구, 남쪽은 남반구임.
② 육지의 많은 부분이 북반구에 집중 → 세계 인구의 다수가 북반구에 거주함.
(2) 북반구와 남반구의 계절 차
① 북반구와 남반구의 계절 차
- 원인 : 지구의 자전축이 약 23.5°기울어진 채로 태양 주위를 공전하기 때문에

태양 에너지가 수직으로 도달하는 지점이 계절에 따라 달라짐.
- 북반구와 남반구의 계절은 반대로 나타남.

<지구의 공전과 계절 변화>











② 북반구와 남반구의 계절 차가 주민 생활에 미치는 영향
- 주민들의 일상생활 모습이 서로 다르게 나타남.
- 농작물의 수확 시기가 다름.
- 관광 산업에도 영향을 줌 → 정반대의 계절을 즐기려는 관광객들의 이동

3. 경도와 생활
(1) 세계의 시간
① 위치에 따른 시간 차(시차) 지구의 자전에 의해 발생함.
② 경도
- 지구상에서 동서의 위치를 나타내는 좌표 체계 → 시간을 결정하는 기준이 됨.
- 영국 그리니치 천문대를 지나는 경선을 기준(0°)로 하여 동경 180°와 서경 180°로 나뉨.
(2) 표준시
① 시간 계산 경도 0°에서 동쪽으로 15°이동할 때마다 1시간 빨라짐.
② 표준 경선과 표준시
  표준 경선   각 나라가 자국의 시간을 정하는 기준으로 정한 임의의 경선
표준시 표준 경선에 의해 정해지는 시간
우리나라의 표준 경선 동경 135°
우리나라의 표준시 경도 0°를 표준 경선으로 사용하는 영국보다 9시간 빠름.

(3) 날짜 변경선
① 서경 180°와 동경 180°가 만나는 지점에서

날짜가 달라지는 문제(24시간의 시차 발생)를 해결하기 위해 설정한 가상의 선
② 날짜 변경선의 동쪽이 서쪽보다 하루가 느림.

<세계의 시간대>

위도(Latitude)와 경도(Longitude)의 거리

경도는 지구상의 한 지점을 지나는 자오선과 런던의 그리니치천문대를 지나는

본초자오선(本初子午線)의 각도이며,

위도는 지표면의 어떤 지점에서 지표면에 대하여 수직선을 세우고,

이것과 적도면이 만나는 각도로 나타냅니다.

경도는 지구를 세로로 나누는 선을 의미하고, 위도는 가로로 나누는 선을 의미합니다.

경도는 동경 0도에서 180도, 서경 0도에서 180도까지 나눠지며,

위도는 북위 0도(적도)에서 90도(북극), 남위 0도(적도)에서 90도(남극)까지 나눠집니다.


위도의 경우는 2πr × 1/360 이므로

2 × 3.14 × 6400KM/360 = 114.64KM가 맞습니다.



그런데 경도란 무엇입니까? 지구는 거의 공과 같이 생겼으므로.

적도(위도 0도)에서는 가장 큰 둘레가 나오며,

 

위도를 올리거나 내리기 시작하면 둘레가 점점 작아져서

 

결국에 가서 북극(북위 90도)나, 남극(남위 90도)에 가서의 둘레는 0이 되고 마는데

 

바로 그 둘레를 360으로 나눈 것이 경도 1도이므로,

해당 위도(X)에서 경도 1도의 길이는 2πr cos X × 1/360 입니다.

COS X의 값은 아래 표와 같습니다.




x


cos x


x


cos x


x


cos x


0


1.000


10


0.984


20


0.939


30


0.866


38


0.788


40


0.766


45


0.707


50


0.642


60


0.500


70


0.342


80


0.173


90


0.000




그러므로

 

서울 부근(북위 38도에 가까움 정확히는 37도 30분)에서

 

경도 1도의 거리는

2 × 3.14 × 6400KM × 0.788 × 1/360 = 88KM가 되는 것입니다.

 

 

우리 국토를 읽는 아이템- 위도와 경도1.우리국토이야기 2009/10/17 22:11

민수의 일기

2009년 3월 18일
태어나서 처음으로 극장에 갔다.
스크린은 얼마나 클까? 소리는 옆에서 쾅쾅울린다는데...
정말일까? 영화는 재미있을까?
많은 기대와 질문을 하면서 극장을 갔다. 하지만 정말 신기한 것은 영화표에 써있는 좌석번호였다.

좌석번호 'C-7'

어쩌란 말인가? 꼭 죄수번호 같잖아. -_-;;
과연 이 번호로 내 자리를 찾을 수 있을까?

하지만 아버지께 질문을 하고 난 뒤 그 의문은 간단히 해결되었다.
영화관 앞에 있는 좌석 배치도에는
맨 왼쪽 첫번째 좌석을 기준으로 영어 알파벳으로 표현된 가로줄과 숫자로 표현된 세로줄이 있다.
그러므로 내 자리는 앞에서
3번째 줄에 7번재 자리가 되는 것이다.


아하! 교실에서 내자리가 2분단 3째줄인 것과 같은 원리구나!
오~! 이러한 방법을 쓰면 어떠한 자리나 위치를 누구나 공감할 수 있도록 정확하게 표현할 수 있겠다라는 생각을 했다.
그렇다면 내가 살고 있는 집.
내가 다니고 있는 학교.
내가 살아가는 우리 국토도 그렇게 수치적으로 표현할 수 있을까?
지구에도 기준이 되는 선이 있을까?

아! 오늘 본 우국소는 정말정말 최고였다.


지표상의 특정 지점의 위치를 표현하기 위한 방법 중 하나로 가상의 가로선(위도)과 세로선(경도)을
중심으로 한 좌표 체계를 사용하고 있다. 이러한 위도와 경도를 통하여 특정 국가나 도시, 심지어 개
인의 위치를 수치적으로 정확하게 표현할 수 있다.



위도(가로緯단위度)는 지구 표면 위에 적도와 평행하게 그은 가로선과 지구 중심과의 각도에 따라 결정된다.
적도를 기준으로 하여 남북으로 각각 90˚가 되며, 북쪽의 것을 북위, 남쪽의 것을 남위라고 한다.

경도(세로經단위度)는 영국의 그리니치 천문대를 지나는 경선, 즉 본초 자오선을 기준으로 하여 동쪽과 서
쪽으로 얼마나 떨어져 있는지를 말한다. 본초 자오선을 기준으로 동쪽의 것을 동경, 서쪽의 것을 서경이라
고 한다.



위도가 변하면 무엇이 변할까?
위도의 차이에 따라 태양 광선이 지구 표면에 비치는 각도가 달라

기온차가 발생하게 된다. 태양 광선을 수직으로 받는 적도는 기온이 높지만, 극지방으로 갈수록 태양 광선은 비스듬하게 비치게 되고, 그것에 비
례해서 기온이 낮아진다. 따라서 적도에서 극으로 갈수록 기후는 일반적으로 열대, 온대, 냉대, 한대순으로 나타나게 된다. 이러한 기후는

식생과 토양뿐만 아니라 인간의 생활에 큰 영향을 미친다.


경도가 변하면 무엇이 변할까?
경도는 시간을 결정한다. 지구는 하루에 한 번 자전을 하기 때문에

일반적으로 경도 15˚(360÷24)마다 1시간의 시차가 발생한다.

본초 자오선을 중심으로

 1시간(15˚) 단위로 나뉘어 있는 경선을 표준 경선이라 하

본초 자오선에서 동쪽으로 갈수록 시간이 빨라지고,

서쪽으로 갈수록 시간이 늦어진다.


 

 

 

2010/07/21 22:46

출처 : 대전 패러글라이딩 카페 (http://cafe.naver.com/djpara.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=398)

위도는 적도의 위도를 0˚, 북극점을 북위 90˚, 남극점을 남위 90˚로 하고, 북위와 남위를 각각 90˚로 나누어 도(˚)분(′)초(˝)를 사용하여 표시합니다. 반면 경도는 그 점을 지나는 자오선을 포함하는 평면(자오면)과 런던의 그리니치천문대를 지나는 본초자오선(本初子午線;경도 0˚)을 포함하는 평면이 이루는 각도로 정의되며, 본초자오선을 경도 0˚로 하고 본초자오선에서 동서로 각각 나누어 동경 180˚, 서경 180˚까지 구분한 것으로 그 모양이 마치 귤과 같습니다.

따라서 위도는 그 간격이 일정하지만 경도 사이의 간격은 위도에 따라서 달라집니다. 다음 그림을 참조하시면 이해가 쉬울 것입니다.

 


참고로 지구의 둘레는 약 48,000 km 입니다. 위도의 경우 지구 둘레의 절반을 남북으로 180 등분한 것이므로 위도 1도 사이의 거리는 48,000 ÷ 360 = 133.33 km 이며 1 도는 3600 초이므로 1초 사이의 거리는 0.037 km = 37 m 입니다. 한편 경도의 경우는 적도에서는 지구 둘레인 48,000 km 를 360 등분한 것이므로 위도와 마찬가지로 1도 사이의 거리는 133.33 km, 1초 사이이의 거리는 37 m 이지만 적도에서는 모든 경선이 만나기 때문에 그 사이의 거리가 모두 0 이 되며 그 중간 지역에서는 1도 사이의 거리는 133.33 × cos(해당 지역의 위도) km, 1초 사이의 거리는  37 × cos(해당 지역의 위도) m 의 식으로 구할 수 있습니다.

그러나 이것도 완전한 것은 아닙니다. 왜냐하면 지구는 완벽한 구형이 아니라 적도 부근이 약간 부풀어 오른 타원형인 데다가 지구의 표면은 완전한 구면이 아니라 울퉁불퉁하기 때문입니다.

2) 위도와 경도를 표시할 때 도(˚)분(′)초(˝)는 시간과 마찬가지로 60진법을 사용하지만 그 아래의 작은 단위는 초에 대한 10진수로 소숫점 아래의 숫자를 표시합니다. 예를 들어 북위 37˚35′35.35˝ 와 같은 식입니다. 1초 사이의 거리가 대략 37 m 보다 작으니 만큼 0.1 초 사이의 거리는 최대 3.7 m 이고 0.01 초 사이의 거리는 0.37 m = 37 cm 이니만큼 방안에 놓인 TV 리모컨의 위치까지도 추적이 가능한 해상도라고 할 수 있겠군요. 따라서 이보다 더 작은 구분은 굳이 필요 없을 듯 합니다.

한편 GPS 로 정확한 위치를 알기 위해서는 당연한 일이지만 비용이 증가하게 됩니다. 현재 휴대폰 위치 추적이나 GPS 와 같은 위치 정보 서비스는 대략 3 곳에서 목표물의 위치를 파악합니다. 즉, 휴대폰의 경우는 목표물에서 가장 가까운(전파 수신 감도가 가장 좋은) 기지국 3 곳을 기준으로, GPS 의 경우는 가장 가까운 위성 3 개를 기준으로 그 위치를 식별하고 있습니다. 더 정밀한 위치 추적을 위해서는 더 많은 기지국이나 위성이 동원되어야 하며 그러기 위해서는 무엇보다도 비용이 중요한 변수로 작용하기 때문입니다.


< 위도별 경도의 길이 >

위도 (° )

위도 1도의 길이(km)

경도 1도의 길이 (km)

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90

110.569
110.578
110.603
110.644
110.701
110.770
110.850
110.941
111.034
111.132
111.230
111.327
111.415
111.497
111.567
111.625
111.666
111.692
111.700

111.322
110.902
109.643
117.553
114.650
100.953
96.490
91.290
85.397
78.850
71.700
63.997
55.803
47.178
38.188
28.904
19.394
9.735
0.000


A 지점과 B 지점의 경도와 위도를 가지고 거리 계산을 하려고 합니다.
A지점 북위 35.523 동경 126.532
B지점 북위 35.050 동경 127.143

삼차원 직교좌표를 이용하여 거리 계산을 하려고 합니다..
아시는 분 있으시면 자세한 설명부탁드립니다..
다른 방법을 아시는 분들도...

 

아마 경도를 보면 맨 뒤부분의 단위가 초가 아니라 분 단위의 소수점인듯 합니다.
만약 초 단위라면 60보다 클 수 없습니다.
즉, E127도 26.643초 가 되겠죠.

어떤 평면상에서 두 점 사이의 거리는
r=root(dx^2 + dy^2)으로 주어집니다.

먼저 경도차와 위도차를 각도로 바꾸죠.
경도차 dθ= 10.977분 = 0.18295도 = 0.00319308 라디안
위도차 dφ= 3.553분 = 0.059216667도 = 0.001033526 라디안

dx=R*cos φ * dθ (여기서 R은 지구의 반지름, φ는 위도)
= 6,370 km * cos (35.21도) * 0.00319308
= 16.6 km

dy = R * dφ= 6.58 km

r= 17.86 km 가량 되는군요.

위도거리와 자전축

위도간 거리는 같고 경도상의 위도거리는 다르다. 북반구와 남반구를 나누는 180도의 위도간 거리는 지구의 중심에서 각도로 이루어진 것이므로 그 간격이 같으며 1도 간격은 111.1km에 해당한다. 하지만 위도에서 경도를 따라 이어진 위도거리는 적도권이 가장 길고 극점으로 갈수록 그 길이가 줄어든다. 이 위도거리는 2πrcosA로 표시된다.

위도거리는 지구의 중요한 지표가 된다. 이 위도거리는 지구 자전축이 공전하는 동안 한 방향으로 23.5도 기울어져 있어서 나타나는 태양각에 직접적으로 영향을 받는다. 지구 자전의 방향이 시계반대방향으로 이루어 지는데 위도거리에 해당하는 경도를 따라 이어지는 위도라인은 동일한 영역을 통과한다. 이 결과로써 동위도상에 같은 낮시간이 만들어진다.

위도거리를 고려하지 않고 지구환경이나 세계지도를 살펴보는 것은 상당한 오류의 가능성을 갖게 된다. 그것은 무의식적으로 적도권의 위도거리와 북위 60도권의 위도거리가 같다는 인식을 갖게 될 수 있다. 따라서 위도거리가 다르므로 나타나는 현상에 대하여 주의를 기울이지 않게 된다. 실제 적도권과 북위 60도권의 위도거리는 20,000km나 차이가 난다.

세계인구의 대부분이 살고 있는 중위도권을 기준으로 적도권을 보면 적도권은 상당히 넓은 면적이 된다. 예를들어 북위 45도의 위도거리는 40000cos45=40000*0.7071=28284km로 적도상의 위도거리보다 40000-28284=11716km가 짧다. 이렇게 큰 차이가 나는 지역을 같게 보면서 지구환경을 관찰하는 것은 6명의 맹인이 코끼리를 각기 다르게 묘사하는 것과 같다.

이러한 인식의 오류를 갖고 있는 사람들에게 과연 세상은 더 작아졌는가? 아니면 커졌는가?를 고민할 필요가 있다. 실제 넓은 지역을 좁게 보았고 나중에 그 사실을 알았다면 좁았던 곳은 넓어졌고 세상은 더 넓어진 것