为什么大圆是最短的飞行路线?

great circle sphere

为什么您要乘飞机在格陵兰上空飞行?

或者,为什么当你在地图上看到飞行路线时,他们总是在两个城市之间走一条弯曲的路线?

这是因为飞机在三维空间中沿着真正最短的路线飞行。

这条路线叫做 测地学大圆路线 . 它们在航海、航海和航空中很常见。

但是当你看一张二维地图时,测地线可能会让人困惑,因为它们的飞行路径很奇怪。让我们更深入地探讨这个概念。

大圆路线说明

在从纽约到马德里的航线上,如果我问你哪条线比较短,你会说是直线的,对吗?

great circle flight path

但是,**二维地图**中的直线与**三维地球仪**上的直线不同。

这就是为什么飞行路径在起点和终点之间采用弧形路线的原因。

下面是球体上相同的飞行路径。请记住,上面墨卡托地图中的直线遵循40°纬度线。

great circle new york madrid1

这描绘了完全不同的故事,不是吗?它欺骗了人的眼睛。

道理是这样的:

在地图上看起来更长的路线是因为 distortion created with map projections 就像墨卡托投影。在导航中,飞行员经常使用大圆(测地线)作为最短距离的飞行。

大圆与小圆

现在你对大圆有了一个直观的理解。下面是什么是一个大圆的定义:

  • **大圆**是地球上的一个圆,使得穿过球体中心的平面等于地球的周长。

  • Alternatively, a great circle is where the radius is equal to that of the globe when taken at the center of globe representing the shortest distance between two points on the surface of the earth.

基本上,假设你正在切一个橘子。你可以从任何角度切割它们——南北,东西,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,因为它是最大可能圆:

Equator

你也可以在北极和南极切割它。这条纵线也切割出两个相等的部分。任何子午线都是一个大圆。

Longitude

从纽约到马德里,这是飞机如何创建两个相等的段。

大圆产生两条弧,其中较短的一条是最短的路径。这里是最短的路径,以及平面的角度如何创建最短的路径。

great circle new york madrid2

沿着40度纬度线走怎么样?任何一个它不切割两个相等的部分的地方都是一个小圆圈。

当rhumb线轨道的方位角不变时,测地线会一直改变方向。

small circle

阅读更多Rhumb Lines: Setting it Straight with Loxodromes

大地测量学如何工作

飞机在三维空间中沿着真正最短的路线飞行。

这条路线叫做测地线或大圆。

虽然地图投影扭曲了这些让乘客困惑的路线,但大圆路线是两个遥远地点之间最短的路线。

这就是为什么飞行员飞行极地路线节省时间和距离的原因。这就是为什么飞行员经常飞越格陵兰岛。