經緯網

在地球儀上或地圖上，經線和緯線相互交織，就構成了經緯網。

利用它上面標註的經度和緯度，可以確定地球表面上各地點、各地區和各種的地理位置。它在軍事、航空、航海等方面很有用處。例如，輪船在茫茫大海上航行，飛機在廣闊天空中飛翔，無論到了什麼地方，人們都可以使用儀器精確地測定出它的經緯度，從而確定其位置。

為了精確地表明各地在地球上的位置，人們給地球表面假設了一個坐標系，這就是經緯線。那麼，最初的經緯度線是怎麼產生？又是如何測定的呢？公元前344年，亞歷山大渡海南侵，繼而東征，隨軍地理學家尼爾庫斯沿途搜索資料，準備繪一幅“世界地圖”。他發現沿著亞歷山大東征的路線，由西向東，無論季節變換與日照長短都很相仿。於是做出了一個重要貢獻——第一次在地球上劃出了一條緯線，這條線從直布羅陀海峽起，沿著托魯斯和喜馬拉雅山脈一直到太平洋。

亞歷山大帝國曇花一現，不久就瓦解了。但以亞歷山大為名的那座埃及城裡，出現了一個著名圖書館，多年擔任館長的埃拉托斯特尼博學多才，精通數學、天文、地理。他計算出地球的圓周是46250千米，畫了一張有7條經線和6條緯線的世界地圖。

公元120年，一位青年也在這座古老的圖書館里研究天文學、地理學。他就是克羅狄斯·托勒密。托勒密綜合前人的研究成果，認為繪製地圖應根據已知經緯度的定點做根據，提出地圖上繪製經緯度線網的概念。為此，托勒密測量了地中海一帶重要城市和據點的經緯度，編寫了8卷地理學著作。其中包括8000個地方的經緯度。為使地球上的經緯線能在平面上描繪出來，他設法把經緯線繪成簡單的扇形，從而繪製出一幅著名的“托勒密地圖”。15世紀初，航海家亨利開始把“托勒密地圖”付諸實踐。但是，經過反覆考察，卻發現這幅地圖並不實用。亨利手下的一些船長遺憾地說：“儘管我們對有名的托勒密十分敬仰，但我們發現事實都與他說的相反。”

正確地測定經緯度，關鍵需要有“標準鍾”。製造準確的鐘錶在海上計時，顯然比依靠天體計時要方便，實用得多。18世紀機械工藝的進步，終於為解決這個長久的難題創造了條件。英國約克郡有位鐘錶匠哈里森，他用42年的時間，連續製造了5台計時器，一台比一台精確、完美，精確度也越來越高。第五台只有懷錶那麼大小，測定經度時引起的誤差只有1/3英里。差不多同時，法國制鐘匠皮埃爾·勒魯瓦設計製造的一種海上計時器也投入了使用。至此，海上測定經度的問題，終於初步得到了解決。

在經緯網圖上，可以根據經緯度量算兩點之間的距離。全球各地緯度1°的間隔長度都相等（因為所有經線的長度都相等），大約是111km/1°。赤道上經度1°對應在地面上的弧長大約也是111km。由於各緯線從赤道向兩極遞減，60°緯線上的長度為赤道上的一半，所以在各緯線上經度差1°的弧長就不相等。在同一條緯線上（假設此緯線的緯度為α）經度1°對應的實際弧長大約為111cosαkm。因此，只要知道了任意兩地間的緯度差，或者是赤道上任何兩地的經度差，就可以計算它們之間的實際距離。兩地間距離的判斷：若兩地經度差等於180度，則過兩地的大圓為經線圈，兩地距離為大圓中過兩極點的劣弧；若兩地經度差不等於180度，則過兩地的大圓不是經線圈，而與經線圈斜交，兩地距離不過極點，而是過兩極地區。

由於經線是連接南北兩極的線，緯線是沿地球自轉方向環繞地球一周的線，所以根據經緯網可以準確定向。

一般來說，經緯度間隔相同的網格，其緯度越高，表示的範圍越小；緯度越低，表示的範圍越大。在圖幅大小相同、緯度大致相同時，經緯度間隔相等的，網格的面積越大，比例尺越大；網格面積越小，比例尺越小。

簡單的測定經線的方法：立一根竹竿在地上，當中午太陽升得最高的時候，竹竿的陰影就是你所在地方的經線。因為經線指示南北方向，所以，經線又叫子午線。

W表示西經，E表示東經，N表示北緯，S表示南緯。

地圖和地球儀上，我們可以看見一條一條的細線，有橫的，也有豎的，很象棋盤上的方格子，這就是經線和緯線。根據這些經緯線，可以準確地定出地面上任何一個地方的位置和方向。

這些經緯線是怎樣定出來的呢？地球是在不停地繞地軸旋轉（地軸是一根通過地球南北兩極和地球中心的假想線），在地球中腰畫一個與地軸垂直的大圓圈，使圈上的每一點都和南北兩極的距離相等，這個圓圈就叫作“赤道”。在赤道的南北兩邊，畫出許多和赤道平行的圓圈，就是“緯圈”；構成這些圓圈的線段，叫做緯線。定義為地球面上一點到球心的連線與赤道平面的夾角。我們把赤道定為緯度零度，向南向北各為90度，在赤道以南的叫南緯，在赤道以北的叫北緯。北極就是北緯90度，南極就是南緯90度。緯度的高低也標誌著氣候的冷熱，如赤道和低緯度地地區無冬，兩極和高緯度地區無夏，中緯度地區四季分明。

公元1884年，國際上規定以通過英國倫敦近郊的格林尼治天文台的經線作為計算經度的起點，即經度零度零分零秒，也稱“本初子午線”。在它東面的為東經，共180度；在它西面的為西經，共180度。因為地球是圓的，所以東經180度和西經180度的經線是同一條經線。各國公定180度經線為“國際日期變更線”。為了避免同一地區使用兩個不同的日期，國際日期變線在遇陸地時略有偏離。每一經度和緯度還可以再細分為60分，每一分再分為60秒以及秒的小數。

利用經緯線，我們就可以確定地球上每一個地方的具體位置，並且把它在地圖或地球儀上表示出來。例如問北京的經緯度是多少？我們很容易從地圖上查出來是東經116度24分，北緯39度54分。在大海中航行的船隻，只要把所在地的經度測出來，就可以確定船在海洋中的位置和前進方向。緯度共有90度。赤道為0度，向兩極排列，圈子越小，度數越大。

經度(λ)

經度線投射在圖上看似彎曲和垂直的線，但實際上是大圓的一半。

緯度(φ)

緯度線投射在圖上看似水平的平行線，但實際上是不同半徑的圓。有相同特定緯度的所有位置都在同一個緯線上。

赤道的緯度為0°，將行星平分為南半球和北半球。

緯度是指某點與地球球心的連線和地球赤道面所成的線面角，其數值在0至90度之間。位於赤道以北的點的緯度叫北緯，記為N，位於赤道以南的點的緯度稱南緯，記為S。

緯度數值在0至30度之間的地區稱為低緯地區，緯度數值在30至60度之間的地區稱為中緯地區，緯度數值在60至90度之間的地區稱為高緯地區。

赤道、南回歸線、北回歸線、南極圈和北極圈是特殊的緯線。

緯度1秒的長度

地球的子午線總長度大約40008km。平均：

緯度1度=大約111km

緯度1分=大約1.85km

緯度1秒=大約30.9m

各緯度線附近的城市和其他地理區

北緯90度：北極

北緯80度：

北緯70度：摩爾曼斯克

北緯60度：奧斯陸、斯德哥爾摩、赫爾辛基、聖彼得堡

北緯50度：倫敦、巴黎、布魯塞爾、法蘭克福、布拉格、克拉科夫、基輔、溫哥華、莫斯科

北緯40度：馬德里、伊斯坦布爾、安卡拉、喀什、北京、鹽湖城、丹佛、華盛頓、紐約、東京、漢城

北緯30度：開羅、蘇伊士運河、科威特城、新德里、珠穆朗瑪峰、拉薩、三江併流、重慶、長江三峽、武漢、杭州、休斯敦、新奧爾良

北緯20度：香港、台灣、撒哈拉沙漠、吉達、孟買、彬馬那、海口、火奴魯魯、墨西哥城

北緯10度：墨西哥城、科納克里、亞的斯亞貝巴、胡志明市、宿務、聖荷西、巴拿馬城、巴拿馬運河、加拉加斯

赤道：聖多美、利伯維爾、坎帕拉、新加坡、基多

南緯10度：羅安達、帝力、莫爾茲比港、利馬、累西腓

南緯20度：塔那那利佛、蘇瓦、蘇克雷

南緯30度：悉尼、開普敦、布隆方丹、德班、布里斯班、復活節島、聖地亞哥

南緯40度：惠靈頓

南緯50度：麥哲倫海峽

南緯60度、南緯70度、南緯80度：大部分經過海洋

南緯90度：南極、阿蒙森-斯科特站

北回歸線(TropicofCancer)，即北緯23°26′（標準為23°26′28"44）緯線。這是太陽直射在地球上最北的界線。北回歸線穿過的國家有摩洛哥，阿爾及利亞，利比亞，埃及，突尼西亞，以色列，約旦，沙烏地阿拉伯，伊拉克，伊朗，阿富汗，巴基斯坦，印度，中國，墨西哥，美國。本國北回歸線穿過的地方有，分別是台灣嘉義、台灣花蓮、廣東封開、廣東從化、汕頭、廣西桂平

南回歸線(TropicofCapricorn)，即南緯23°26′（23°26′28"44）緯線。這是太陽直射在地球上最南的界線。南回歸線穿過的國家有：納米比亞，波札那，南非，莫三比克，馬達加斯加；澳大利亞；智利，阿根廷，巴拉圭，巴西

經度的度數劃分:以經過格林威治無文天台的經線為0度經線,向東西各劃分180度,稱為西經.東經180度與西經180度重合.

經度經度泛指球面坐標系的縱坐標。定義為地球面上一點與兩極的連線與0度經線所在平面的夾角。以球面上的點所在輔圈相對於坐標原點所在輔圈的角距離來表示。通常特指地理坐標的經度。為了區分地球上的每一個地區，人們給經線標註了度數，這就是經度（longitude）。實際上經度是兩條經線所在平面之間的夾角。

公元1884年，國際上規定以通過英國倫敦近郊的格林尼治天文台舊址的經線作為計算經度的起點，即經度零度零分零秒，也稱“本初子午線”。以20°經線東面的為東經，共180度；在它西面的為西經，共180度。因為地球是圓的，所以東經180度和西經180度的經線是同一條經線。全球各地都以自己所看到的太陽位置作為確定“一天”的標準，把自己所在地方相應的地球另一面的一條經線作為“日期變更線”，這樣就有許多條“日期變更線”，使用起來很不方便。為了避免日期上的混亂，1884年國際經度會議規定了一條國際日期變更線。這條變更線位於太平洋中的180度經線上，作為地球上“今天”和“昨天”的分界線，因此稱為“國際日期變更線”。為避免在一個國家中同時存在著兩種日期，實際日界線並不是一條直線，而是折線。它北起北極，通過白令海峽、太平洋，直到南極。這樣，日界線就不再穿過任何國家。這條線上的子夜，即地方時間零點，為日期的分界時間。按照規定，凡越過這條變更線時，日期都要發生變化：從東向西越過這條界線時，日期要加一天，從西向東越過這條界線時，日期要減去一天。

國際上規定，把通過英國首都倫敦格林尼治天文台原址的那一條經線定為0°經線，也叫本初子午線。從0°經線算起，向東、向西各分作180°，以東的180°屬於東經，習慣上用“E”作代號，以西的180°屬於西經，習慣上用“W”作代號。東經180°和西經的180°重合在一條經線上，那就是180°經線。在地圖上判讀經度時應注意：從西向東，經度的度數由小到大為東經度；從西向東，經度的度數由大到小，為西經度；除0°和180°經線外，其餘經線都能準確區分是東經度還是西經度。不同的經線具有不同的地方時。偏東的地方時要早，偏西的地方時要遲。每15個經度便相差一個小時。

重要的經線：經線曾引起過一場國際性紛爭，時至1953年格林尼治才選取20°W與160°E兩條經線作為劃分東西半球的界線。

哈里森的經線儀

18世紀早期，如何在海面上測量經度依舊是個懸而未決的難題。這是因為，儘管擺針能夠在陸地上準確測量，但是它在起伏不定的海面上卻無法做到這一點。許多船隻因此而迷失方向。

英國海軍部決定必須儘快對此採取對策。1713年，議會懸讓·皮卡德1669年的套管式象限儀賞二萬英鎊獎勵能夠解決這個問題的能工巧匠。

英格蘭術匠兼發明家約翰·哈里森接受了這個挑戰。經過7年的辛勤工作，他終於製成了經線儀。1735年，經線儀出海試用數次后，被證實十分精確。約翰·哈里森因此獲得了巨獎。

哈里森研製的經線儀和18世紀30年代約翰·哈德雷研製的六分儀使人們有可能獲得更加精確的地圖和海圖。人們的航海能力從此也得到了極大的提高.

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經度(longitude)是地球上一個地點離一根被稱為本初子午線的南北方向走線以東或以西的度數。本初子午線的經度是0°，地球上其它地點的經度是向東到180°或向西到180°。不象緯度有赤道作為自然（）的起點，經度沒有自然的起點，做為本初子午線的那條線是人選出來的。英國的製圖學家使用經過倫敦格林維治天文台的子午線作為起點，過去其它國家或人也使用過其它的子午線做起點，比如羅馬、哥本哈根、耶路撒冷、聖彼德堡、比薩、巴黎和費城等。

經度是指通過某地的經線面與本初子午面所成的二面角。在本初子午線以東的經度叫東經，在本初子午線以西的叫西經。東經用“E”表示，西經用“W”表示。

經度的每一度被分為60角分，每一分被分為60秒。一個經度因此一般看上去是這樣的：東經23°27′30"或西經23°27′30"。更精確的經度位置中秒被表示為分的小數，比如：東經23°27.500′，但也有使用度和它的小數的：東經23.45833°。有時西經被寫做負數：-23.45833°。

經度和緯度可以確定地球上任何一個地點的精確位置。

緯度的每個度大約相當於111km，但經度的每個度的距離從0km到111km不等。它的距離隨緯度的不同而變化，等於111km乘緯度的餘弦。不過這個距離還不是相隔一經度的兩點之間最短的距離，最短的距離是連接這兩點之間的大圓的弧的距離，它比上面所計算出來的距離要小一些。

一個地點的經度一般與它於協調世界時之間的時差相應：每天有24小時，而一個圓圈有360度，因此地球每小時自轉15度。因此假如一個人的地方時比協調世界時早3小時的話，那麼他在東經45度左右。不過由於時區的分划也有政治因素在裡面，因此一個人所在的時區不一定與上面的計算相符。但通過對地方時的測量一個人可以算得出他所在的地點的經度。為了計算這個數據，他需要一個指示協調世界時的鐘和需要觀察對太陽經過子午圈的時間。由於地球在一個橢圓軌道上繞太陽旋轉，這個計算和觀察比上面敘述的還要複雜些。