地球上的坐标和方向

    驾驶员在高空中远望地平线是一条弯曲的线，飞机越是飞得高，这种弯曲的感觉就越明显，这和站在地面上的人对地平线的感觉有很大差别。在高速运行的飞机上对飞行距离、飞行方向、飞机所在地点的时间等等要做出决定时，驾驶员时刻也不应该忘记地球不是一个平面，而是一个球。
    地球围绕着一根抽象的地轴自转，这根轴穿过地心穿出地面的两个点被称为南极和北极，南北极决定了地球的南北方位。通过地心和地轴垂直的面把地球分成两半，靠南的是南半球，北面的当然就是北半球了。南北半球的分界线就是赤道。为了给地球上各点的位置确定南北坐标，把南北半球分别用平行于赤道的平面分成90份，这就是纬度。赤道是0°，北极是北纬90°，南极是南纬90°。用纬度确定了地球南北方向上的坐标后，还需要确定和南北相垂直的东西方向。东西方向的起始点没有天然的界定点，只好人为地替它定一个起点。1884年召开的国际会议上决定以通过英国伦敦格林尼治天文台伸向地球南北极的经线做为计算地球东西方位的起始线，这条经线叫做起始经线，也叫本初子午线。这条经线被定为经度0°。它和地心形成的平面，把地球分为两半，即东、西半球，每个半球按圆周等分为180份，向东为东经，向西为西经。东经l800与西经180°相重合。经度决定了地球上东西方向的坐标。经度和纬度在地球表面构成了一个坐标网，地球上的每一点的位置都可以用经度和纬度标出来。例如北京的坐标是北纬39055’，东经ll6023’。
    地球上的坐标被确定之后，每一点相对于另一点的角度关系就可以用方向来表示。南北方向用南北极定位，与南北垂直的方向就是东西。航空地图上的方向以正北方为基准，正北为00，顺时针旋转，所测到的方向的角度叫做方位角。转一圈为3600，这样每一个方位都有了准确的角度表示。
    地球是一个球体，地球表面的距离指的是弧线的长度。长度的单位在国际上通用公制，公制长度的基本单位是米。l米是经过巴黎的经线周长的四千万分之一，因此地球的经线长度为4千万米。测量长距离时，习惯上使用千米做单位，地球的周长是4万千米。除了公制长度单位外，在航空上还常使用海里或英里作为长度单位。英里是英国人制定的单位，在航空业中由于英国、美国占有传统上的优势，所以这种计量单位还在使用。1英尺等于0．3米，l英里等于l．609千米。海里是航海家在航海中为了实用所制定的长度单位。航海家把纬度1分(1／60度)间的距离定为l海里，用它来测量海程十分方便。l海里等于l852米。每小时1海里的速度单位叫做节。使用海里能方便地算出飞过的经度或纬度，因此航空上也普遍使用这种单位。
    在平面上两点之间的最短距离是直线。但是地球是个球体，球面上最短的距离如何确定呢?把地面上的两点用直线连起来，事实上不一定是最短距离。地球表面上的两点之间可以有很多连线，它们都是弧线。起始点与终点相同的许多弧线相比较，弧线的半径越大，弧的弯曲程度就越小，这段弧线的长度就越短。地球表面的弧线的最长半径当属从地心开始的地球半径，因此包含地心的平面与地球表面相交，在地球表面上所形成的圆，就是地球表面上半径最大的圆，叫做大圆。地球表面上任意两个点都可以与地心构成一个平面，这个平面和地球表面相交后形成一条弧线。这条弧线就是这两点之间的最短距离。沿着这条弧线飞行的航线叫做大圆航线，也就是最短的航线。经度线和赤道线都是大圆。在展开的平面地图上，这些线都是直线，其他的大圆就不是直线而是曲线。这意味着驾驶员在飞大圆航线时，虽然航线缩短了，但要不停地调整航向才行，这给操纵飞机的人带来很多不便。保持航向角不变的航线叫等角航线，在展开的平面地图上把两点用直线画出来就是等角航线。在这条线上航行方向始终不变，对驾驶员来说比较方便。P2_V_这两种航线各有优缺点，驾驶员如何选择才好呢?下面举一个例子来解释一下。中国北京与美国旧金山都位于北纬40。附近，从北京到旧金山的大圆航线，飞机要先朝东北飞，然后再转向东南，航行距离为9084千米。它们之间的等角航线就是北纬40,u线，距离为10248千米。二者相差1164千米。在等角航线上飞行的飞机要多飞1个多小时， 飞机多消耗l0余吨燃油。无疑应该选择大圆航线。而北京飞往拉萨的航线，等角航线比大圆航线仅多飞l2千米，此时，因为这两种航线的距离差别不大，多数驾驶员都会选择等角航线。