经度

经度（ ， AU和英国也）是一个地理坐标，指定了东部-地球表面或另一个天体的一个点位置。它是一个角度测量，通常以程度表示，并用希腊字母lambda （λ）表示。子午线是从极点到极点的假想半圆形线，将点与相同的经度连接起来。主要子午线定义了0°经度；大会，地球的国际参考子午线通过了大不列颠岛的伦敦东南部格林威治皇家天文台附近。积极的纵向是主要子午线以东，负面的纵向是西部的。

由于地球的旋转，经度和时间测量之间存在密切的联系。科学精确的局部时间随经度的变化不同：由于与太阳相关的位置不同，经度的差异为15°的当地时间差异。将当地时间与绝对度量的时间进行比较，可以确定经度。根据时代的不同，可以从两个位置（例如月食）或电报或广播传递的时间信号中可见的天体事件获得绝对时间。该原则很简单，但实际上，找到一种可靠的方法来确定经度花了几个世纪，需要一些最伟大的科学思维的努力。

位置沿着子午线的南北位置由其纬度给出，这大约是赤道平面和该位置的地面正常之间的角度。

通常使用大地法线或重力方向给出经度。由于垂直偏转，地球重力场的差异很小（请参阅天文学纬度），天文经度与普通经度略有不同。

历史

经度的概念首先是由古希腊天文学家制定的。 Hipparchus （公元前2世纪）使用了一个假定球形地球的坐标系，并将其分为360°。他的主要子午线经过亚历山大。他还提出了一种通过比较在两个不同地方月食的局部时间来确定经度的方法，从而证明了对经度与时间之间关系的理解。克劳迪乌斯·托勒密（Claudius Ptolemy ）（公元2世纪）使用弯曲的相似之处开发了一个映射系统，从而减少了失真。他还收集了从英国到中东的许多地方的数据。他在金丝雀群岛上使用了主要的子午线，因此所有经度值都是积极的。虽然托勒密的系统是合理的，但他使用的数据通常很差，导致地中海长度的过度过度（约70％）。

罗马帝国沦陷后，欧洲对地理的兴趣大大下降。印度教徒和穆斯林天文学家继续发展这些想法，增加了许多新地点，并经常改善托勒密的数据。例如， al-battānī同时观察了两个月食，以确定antakya和raqqa之间经度的差异，误差小于1°。这被认为是可以通过可用的方法来实现的最好的方法：用肉眼观察日食，以及使用Astrolabe测量合适的“钟星”的高度来确定当地时间。

在中世纪后期，随着旅行的增加，对西方的地理兴趣恢复了，阿拉伯奖学金开始通过与西班牙和北非的接触而闻名。在12世纪，根据托莱多的扎尔卡利（Al-Zarqālī）的工作，为许多欧洲城市准备了天文表。 1178年9月12日的月食被用来建立托莱多，马赛和赫里福德之间的经度差异。

克里斯托弗·哥伦布（Christopher Columbus）进行了两次尝试使用月食的尝试，以发现他的经度，这是1494年9月14日（第二次航行），第二次在索纳岛（Saona Island） ，第二次在1504年2月29日在牙买加（第四次航行）。假定他使用天文表供参考。他对经度的确定分别显示出13°和38°W的大误差。兰德尔（Randles，1985）记录了葡萄牙语和西班牙语的经度测量，在1514年至1627年之间，在美洲和亚洲。误差范围为2°至25°。

望远镜是在17世纪初发明的。最初是一种观察装置，未来半个世纪的发展将其转变为准确的测量工具。摆钟在1657年获得了克里斯蒂亚安·韦根（Christiaan Huygens）的专利，与以前的机械时钟相比，精度提高了约30倍。这两个发明将彻底改变观察天文学和制图。

在陆地上，望远镜和摆钟的发展到18世纪中叶的时期，其经度以合理的准确性确定的地方数量稳定增加，通常少于一定程度，几乎总是在内部2°至3°。到1720年代，错误始终小于1°。在同一时期的海上，情况大不相同。事实证明，两个问题是棘手的。首先是需要导航器立即结果。第二个是海洋环境。在海浪中进行准确的观察要比在陆地上难得多得多，在这些条件下，摆钟无法正常工作。

天文钟

为了应对导航问题，许多欧洲海事权力为确定海上经度的方法提供了奖品。其中最著名的是英国议会在1714年通过的经度法案。它为1°和0.5°的解决方案提供了两个级别的奖励。给予了两种解决方案的奖励：月球距离，由托比亚斯·梅耶（Tobias Mayer）的表可用，由天文学家皇家尼维尔·马斯斯利（Nevil Maskelyne）发展成为航海历史；对于由约克郡木匠和钟表制造商约翰·哈里森（John Harrison）开发的天文计算机。哈里森（Harrison）在三十多年来建造了五个天文典礼。这项工作得到了经度董事会的数千英镑的支持和奖励，但他努力收到最高奖金20,000英镑的最高奖励，最终在议会干预后于1773年获得了额外的付款。这是在两种方法被广泛用于导航之前的一段时间。在早期，计时仪非常昂贵，并且月距离所需的计算仍然很复杂且耗时。 1790年之后，农历距离普遍使用。计时仪的优点是，观察结果和计算都更简单，并且随着19世纪初期它们变得更便宜，他们开始替换1850年以后很少使用的月球。

第一个工作电报是由Wheatstone和Cooke于1839年在英国建立的，1844年在美国在美国建立了。该方法很快就用于经度确定，尤其是在北美，随着电报网络的扩展，包括西欧在跨大西洋电缆完成，包括西欧。美国海岸调查将在1878年更名为美国海岸和大地调查，在这一发展中特别活跃，而不仅仅是在美国。该调查在1874 - 90年间建立了通过中美洲和西印度群岛以及西印度群岛以及日本和中国的地图地点的链条。这极大地有助于这些区域的准确映射。

虽然水手从准确的图表中受益，但他们无法在正在进行的过程中收到电报信号，因此无法使用该方法进行导航。当无线电电报（广播）在20世纪初获得时，情况发生了变化。从1907年开始从新斯科舍省哈利法克斯（Halifax ）和巴黎的埃菲尔（ Eiffel）铁塔（Eiffel Tower）从1910年开始从新斯科舍省哈利法克斯（Halifax）传输无线时间信号。这些信号允许导航员经常检查和调整他们的天文汇编器。

第二次世界大战后，无线电导航系统普遍使用。这些系统都取决于固定导航信标的传输。船舶板接收器从这些变速箱中计算出该船的位置。当知名度较差阻止天文观测时，他们允许准确的导航，并成为商业运输的既定方法，直到在1990年代初被GPS取代为止。

决心

确定经度的主要方法在下面列出。除了一个例外（磁偏斜），它们都取决于一个共同的原理，这是确定事件或测量的绝对时间，并比较两个不同位置的相应本地时间。

• 月距离。在其围绕地球的轨道中，月亮以刚好超过0.5°/小时的速度移动。月球和合适的恒星之间的角度是用六分子测量的，（咨询表和冗长的计算后）给出了绝对时间的值。
• 木星的卫星。伽利略提出，有了足够准确的卫星轨道知识，它们的位置可以提供绝对时间的衡量标准。该方法需要望远镜，因为牙齿对肉眼看不到。
• Appulses，Sacultations和Eclipses。一个附属物是两个物体（月球，恒星或行星）之间的明显距离最小的距离；当恒星或行星在月球后面（本质上是一种日食）时，就会发生掩盖。继续使用月食。这些事件的任何时间都可以用作绝对时间的度量。
• 计时符。一个时钟设置为已知经度的起点的本地时间，并且可以通过将其本地时间与时钟时间进行比较来确定其他位置的经度。
• 磁偏斜。指南针总体上并不完全北。来自真实北部的变化随位置而异，建议这可以为经度的确定提供基础。

除磁偏移外，所有证明是可行的方法。然而，在陆地和海洋上的发展却大不相同。

可以通过计算其位置和协调的通用时间（UTC）之间的时间差来确定一个点的经度。由于一天中有24小时，圆圈中有360度，因此阳光以每小时15度（360°÷24小时= 15°）的速度移动到天空中。因此，如果一个位置的时区比UTC提前三个小时，则该位置接近45°（3小时×每小时15°= 45°）。使用该单词是因为点可能不在时区的中心。同样在政治上定义了时区，因此它们的中心和边界通常不在15°的倍数上。但是，为了执行此计算，需要一个设置为UTC的计时仪（手表），并且需要通过太阳或天文观察来确定当地时间。细节比这里所述更为复杂：有关更多详细信息，请参见通用时间和时间方程的文章。

值

经度为一个角度测量，范围从素布的0°到向东 +180°，向西-180°。希腊字母λ（lambda）用于表示主要子午线东部或以西的地点的位置。

每个经度的度量都分为60分钟，每个经度分为60秒。因此，在性符号中指定了经度，例如23°27'30英寸E。对于更高的精度，用小数分数指定秒。替代表示使用度和分钟数，一分钟的一部分以十进制表示法表示：因此：23°27.5'E。E.学位也可以表示为十进制分数：23.45833°E。在弧度上，这么经度也可以以这种方式表示为π （ pi ）的符号分数，也可以以2π的未签名分数表示。

为了进行计算，西半球中的西部后缀被负迹象所取代。国际标准公约（ ISO 6709 ） - 东部是正的 - 与右撇子坐标系统一致，北极向上。然后可以将特定的经验与特定的纬度（在北半球为正）结合，以在地球表面具有精确的位置。令人困惑的是，有时也会看到东方的否定惯例，最常见于美国。地球系统研究实验室将其用于其中一个页面的较旧版本，以“使坐在限制西半球的应用程序“使协调不那么尴尬”。此后，他们转向了标准方法。

经度在极点和其他位置足够精确的两极和计算上是单数的，可能在极点或附近不准确。同样，在计算中必须谨慎处理± 180°子午线的不连续性。一个例子是通过减去两个纵向来计算东位移，如果两个位置在此子午线的两侧，则可以给出错误的答案。为了避免这些复杂性，某些应​​用程序使用另一个水平位置表示。

经度的长度

一定程度的经度（东 - 距离）的长度仅取决于纬度圆的半径。对于半径a的球体，纬度φ处的半径为cosφ ，并且长度为一级（或沿纬度圆圈的π / 180 radian ）弧

当地球通过椭圆形建模时，这个弧长就变成

e （椭圆形的偏心率）与主要轴和次要轴（分别为赤道和极地半径）相关。

另一种公式是

;这是所谓的参数或降低的纬度。

cosφ从赤道处的1降低到两极的0，这衡量了纬度的圆圈从赤道缩小到极点处的点，因此一定程度的经度长度同样降低。这与纬度程度（南北距离）的长度（1％）的较小（1％）的增加形成对比。该表显示了a =的WGS84椭球6 378 137 .0 m和b = 6 356 752 .3142 m 。沿着纬度圆圈测量的同一纬度上的两个点1度之间的距离略高于这些点之间的最短（地球）距离（除非在赤道上，而这些点相等）；差异小于0.6 m（2 ft）。

地理英里被定义为沿赤道的一分钟弧的长度（一个赤道经度的一分钟），因此沿赤道的经度程度正好为60英里或111.3公里，因为一定程度的时间为60分钟。沿赤道的1分钟经度长度为1英里或1.855 km或1.153英里，而1秒的长度为0.016地理英里或30.916 m或101.43英尺。

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