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Geographische Koordinaten

Mit den geographischen Koordinaten (geographische Breite und die geographische Laenge) lässt sich die Lage eines Punktes auf der Erde beschreiben. Die Erde wird dabei in 360 Laengengrade und 180 Breitengrade aufgeteilt.

Koordinatensystem

Das Gradnetz der Erde ist ein gedachtes Koordinatensystem auf der Erdoberfäche mit sich rechtwinklig schneidenden Laengen- und Breitenkreisen; es dient zur geographischen Ortsbestimmung. Die Breitengrade werden dabei vom aequator aus gezaehlt, die Pole liegen bei 90° Nord bzw. Sued, die Laengengrade werden von einem willkuerlichen Nullmeridian nach Osten und Westen gezaehlt bis 180°. Die Festlegung der Winkel stimmt nicht mit dem in Mathematik und Physik ueblichen Kugelkoordinatensystem ueberein.

Bis Anfang des 20. Jahrhunderts waren in verschiedenen Laendern verschiedene Nullmeridiane gebraeuchlich (beispielsweise Ferro und Paris), heutzutage wird der Meridian von Greenwich (Sternwarte in London) international verwendet.

Bei der genauen Ortsbestimmung muss beachtet werden, dass geographische Koordinaten unterschiedliche Bezugsysteme haben können. Das am haeufigsten genutzte Bezugsystem ist das WGS84. Je nach Zweck werden auch andere Referenzellipsoide, eine Kugel oder das Geoid verwendet.

Karten

Da Kartographen in frueheren Jahrhunderten die vielen regionalen Abweichungen der Erdoberfäche vom idealen Ellipsoid dadurch ausglichen, dass sie im betreffenden Gebiet das Koordinatensystem „verschoben“, entstanden Dutzende geodaetische Systeme (Bezugssysteme für Karten). Mit der Entwicklung der Satellitennavigation musste ein weltweit einheitliches System geschaffen werden (siehe WGS84).

In Land- oder Seekarten, die fast immer auf frueheren Systemen beruhen, könnte eine Angabe in einem falschen Bezugssystem (etwa das Eintragen einer GPS-Position) einen Fehler von etlichen Hundert Metern verursachen, wenn das Referenzellipsoid (auch Kartendatum, Bezugssystem) der Angabe nicht dasselbe ist wie das der Karte. Werte können natuerlich von einem System zu einem anderen umgerechnet werden.

Luftfahrt und Nautik

Genauere Positionsangaben sind in der Luftfahrt und Nautik erforderlich. Hier wird die geographische Breite und Laenge auf Bogenminuten genau angegeben, z..B. Zugspitze Lat = 47° 25' N, Lon = 10° 59' E oder Ost.

• Bogenminuten werden dezimal weiter unterteilt.
• Gemaeß DIN 13.312, gueltig für Luft- und Seefahrt, wird die geographische Breite mit Lat oder aelter auch φ abgekuerzt, die geographische Laenge mit Lon oder λ. B und L sind nicht normgemaeß.
• Eine Breitenminute entspricht auf der Erdoberfäche einer Strecke von ca. 1.852 m und definiert die Laenge einer Seemeile .
• Die Strecke, die einer Laengenminute entspricht, beträgt zwar am aequator ebenfalls 1.852 m, nimmt aber zum Pol hin bis auf Null ab. Sie ist also breitenabhaengig. Innerhalb Europas liegt die Strecke zwischen 1 km und 1,5 km (siehe auch Abweitung).

Vermessungswesen

Im Vermessungswesen sind cm-Genauigkeiten gefragt - daher genuegt die Angabe von Bogensekunden nicht, da eine Bogensekunde (1") etwa 31 m (Breitenangabe) bzw. 20 m (Laengenangaben in Europa) entspricht. In Deutschland wurde bisher die Lage der Festpunkte auf Millimeter genau als Gauß-Krueger-Koordinate, bezogen auf das Bessel-Ellipsoid, beziehungsweise im Gebiet der frueheren DDR ab den 1950-er Jahren, bezogen auf das Krassowski-Ellipsoid, angegeben. Seit den 1990-er Jahren erfolgt in Deutschland eine Umstellung auf UTM-Koordinaten im ETRS89-System, bezogen auf das GRS80-Ellipsoid.

Eselsbruecke

Damit Breite und Laenge nicht verwechselt werden, ist folgendes Bild nuetzlich: Man stelle sich die Erde als einen dicken (= breiten) Mann vor. Der aequator ist seine breiteste Stelle, ein Breitengrad.

Beispiele

Koordinaten von
Muenchen: 48° 9' noerdliche Breite, 11° 35' oestliche Laenge (Stadtmitte)
San Francisco: 37° noerdliche Breite, 122° westliche Laenge (Stadtmitte)

Natuerliche, astronomische, ellipsoidische, geodaetische Koordinaten

Die natuerlichen Koordinaten (astronomische Breite φ und astronomische Laenge λ) können durch astronomische Ortsbestimmung ermittelt werden. Sie beziehen sich auf die tatsaechliche Lotrichtung am Messpunkt. Die Ellipsoidischen Koordinaten (B, L - auch geodaetische Koordinaten genannt) beziehen sich hingegen auf die Normalenrichtung des verwendeten Referenzellipsoids. Die Differenz von Lotrichtung und Ellipsoidnormale ist ueblicherweise kleiner als 10" und wird als Lotabweichung bezeichnet. In der Regel verlaufen weder Lotrichtung noch Ellipsoidnormale durch den Erdmittelpunkt.

Bei geringen Genauigkeitsanspruechen z.B. bei Kartendarstellungen in sehr kleinen Maßstaeben wird der Erdkoerper zur Vereinfachung durch eine Kugel angenaehert. In diesem Fall entsprechen geographische Breite und Laenge sphaerischen Koordinaten. Nur dann ist die Breite der Winkel im Erdmittelpunkt zwischen dem aequator und dem gesuchten Punkt.