为什么大圆圈是最短的飞行路径?

大圆球

为什么要坐飞机飞越格陵兰岛?

或者为什么当您在地图上看到飞行路线时,它们总是在两个城市之间采用弯曲的路线?

这是因为飞机在三维空间中沿着最短路线飞行。

这条路线称为测地线大圆路线。它们在航海、航海和航空领域很常见。

但是,当您查看二维地图时,测地线可能会造成混淆,因为它们遵循非常奇怪的飞行路径。让我们更深入地研究这个概念。

大圆路线解释

在从纽约到马德里的飞行路线中,如果我问你哪条线更短,你会说是直线,对吧?

大圆飞行轨迹

但是, 2 维地图中的直线与3 维地球仪中的直线不同。

这就是飞行路径沿着起点和终点之间的弧线行进的原因。

现在这里是相同的飞行路径在球体上的样子。请记住,上面墨卡托地图中的直线沿着 40° 纬线。

大圆圈 纽约 马德里

这描绘了一个完全不同的故事,不是吗?这是欺骗人眼的。

要点是:

在地图上看起来更长的路线是因为像墨卡托投影这样的地图投影造成的失真。在导航中,飞行员经常使用大圆圈(测地线)作为最短距离飞行。

大圆圈 vs 小圆圈

现在您对大圆有了直观的了解。以下是大圆的定义:

  • 大圆是地球上的一个圆,通过球心的平面等于地球的圆周。
  • 或者,大圆的半径等于地球的半径,代表地球表面两点之间的最短距离。

简单来说,假设您正在切橙子。您可以以任何角度切割它们——南北向、东西向、对角线。只要你切割两个相同的部分,那么切割的圆就是一个大圆。

例如,赤道是一个大圆,因为它是最大可能的圆:

赤道

你也可以在北极和南极切割它。这条纵向线也切割两个相等的部分。任何经线也是一个大圆。

经度

从纽约到马德里,这架飞机如何创建两个相等的航段。

一个大圆产生两条弧,其中较短的一条是最短路径。这是最短路径以及平面如何倾斜以创建最短路径。

大圆圈 纽约 马德里

沿着40°纬线走怎么样?任何没有切割成两个相等部分的地方都是一个小圆圈

当恒向线轨道处于恒定方位角时,测地线一直在改变方向。

阅读更多Rhumb Lines:用 Loxodromes 设置直线

小圆圈

测地线的工作原理

飞机沿着 3 维空间中的最短路线飞行。这条路线称为测地线大圆

虽然地图投影扭曲了这些路线,使乘客感到困惑,但大圆路径是两个遥远位置之间的最短路径。

这就是为什么飞行员飞行极地航线可以节省时间和距离。这就是为什么飞行员经常飞越格陵兰岛的原因。

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