Kinh độ – Vĩ độ là gì mà khiến cả thế giới ‘xoay quanh’

Kinh độ, vĩ độ chính là hệ tọa độ địa lý giúp xác định chính xác mọi điểm trên bề mặt hành tinh xanh – từ các thành phố lớn đến những vùng hẻo lánh. Vậy kinh độ, vĩ độ thực chất là gì, chúng hoạt động ra sao, và làm thế nào để ứng dụng chúng trong đời sống và công việc? Hãy cùng khám phá trong bài viết dưới đây.

1. Tìm hiểu về Kinh độ và Vĩ độ: Khái niệm và Phân biệt

Kinh độ và vĩ độ là hai khái niệm nền tảng trong trắc địa, là hai thành phần cơ bản của hệ tọa độ địa lý được sử dụng để xác định chính xác vị trí của bất kỳ điểm nào trên bề mặt Trái Đất. Chúng là những chỉ số quan trọng trong bản đồ và hệ thống định vị toàn cầu (GPS), giúp xác định vị trí trên mặt đất từ những thông số cơ bản.

Để phân biệt rõ ràng hai khái niệm này, chúng ta có thể dựa vào các đặc điểm sau:

• Kinh độ (Longitude – λ):
  • Là tọa độ xác định vị trí Đông – Tây của một điểm trên Trái Đất.
  • Được đo bằng góc từ kinh tuyến gốc (Greenwich) (kinh tuyến 0°) đến kinh tuyến của điểm cần xác định. Kinh tuyến gốc đi qua Đài Thiên văn Hoàng gia Greenwich ở Anh.
  • Phạm vi giá trị: Từ 0° tại kinh tuyến gốc đến 180° về phía đông (E) hoặc phía tây (W). Kinh độ có thể là kinh độ đông hoặc tây. Kinh tuyến đối cực của Greenwich có kinh độ 180°T hay 180°Đ. Kinh độ có thể dao động từ 0° tại kinh tuyến gốc tới +180° về phía đông và −180° về phía tây.
  • Trên bản đồ, các đường kinh tuyến là những đường chạy dọc từ cực Bắc xuống cực Nam. Tất cả các kinh tuyến đều là nửa đường tròn và không song song với nhau, chúng hội tụ tại hai cực bắc và nam.
  • Khoảng cách giữa các đường kinh tuyến trên bản đồ là không đều nhau, thu hẹp về hai cực.
  • Mẹo ghi nhớ: Kinh độ như “cột dọc” trên bản đồ, chia thế giới thành đông – tây.
  • Bằng cách phối hợp kinh độ và vĩ độ, ta có thể xác định được vị trí nằm ngang của bất kỳ điểm nào trên Trái Đất.

• Vĩ độ (Latitude – φ):
  • Là tọa độ xác định vị trí bắc – nam của một điểm trên Trái Đất.
  • Được đo bằng góc từ mặt phẳng xích đạo (đường vĩ tuyến 0°) đến điểm cần xác định. Xích đạo là đường thẳng tưởng tượng chia địa cầu thành Bán cầu bắc và Bán cầu nam.
  • Phạm vi giá trị: Từ 0° tại xích đạo đến 90° Bắc (N) hoặc 90° Nam (S) tại hai cực. Cực bắc là 90° B, cực nam là 90° N.
  • Trên bản đồ, các đường vĩ tuyến là những đường chạy ngang, song song với xích đạo. Chúng là những đường tròn đồng tâm trên bề mặt Trái Đất.
  • Khoảng cách giữa các đường vĩ tuyến trên bản đồ là đều nhau.
  • Mẹo ghi nhớ: Vĩ độ như “vòng ngang” trên bản đồ, chia thế giới thành bắc – nam.

2. Phương pháp Xác định Kinh độ, Vĩ độ

Có nhiều phương pháp để xác định kinh độ và vĩ độ, bao gồm sử dụng các thiết bị chuyên dụng trong trắc địa và các công cụ phổ biến trên điện thoại thông minh

2.1. Sử dụng thiết bị đo đạc chuyên dụng ngành trắc địa:

Thiết bị GNSS hiện đại

• Hỗ trợ đa hệ vệ tinh (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou…)
• Độ chính xác: dưới 1 mét đến vài cm
• Ứng dụng: đo đạc, nông nghiệp chính xác, máy bay không người lái

Máy toàn đạc điện tử (Total Station)

• Dùng để đo khoảng cách, góc, tọa độ điểm dựa vào mốc chuẩn
• Độ chính xác: tới từng milimet
• Ứng dụng: xây dựng, khảo sát công trình, đo địa hình chi tiết

Máy GPS RTK (Real-Time Kinematic)

• Hoạt động qua việc thu tín hiệu từ vệ tinh và so sánh thời gian thực với trạm cơ sở
• Độ chính xác: cao nhất hiện nay – lên tới vài mm
• Ứng dụng: khảo sát bản đồ địa lý chi tiết, trắc đạc mốc địa chính, bay drone lập bản đồ

2.2. Các công cụ đo tọa độ trên điện thoại thông minh

Google Maps – Công cụ phổ biến nhất

• Cách dùng: Mở Google Maps → nhấn giữ vào một điểm trên bản đồ Ưu điểm: Nhanh, tiện, miễn phí
• Hạn chế: Sai số có thể đến vài mét → không phù hợp với đo đạc kỹ thuật.

Xem thêm: Cách tìm kiếm theo vĩ độ và kinh độ trong Google Maps [Công bố chính thức của Google]

Ứng dụng La bàn (Compass) có sẵn trong máy

• Hoạt động bằng cách sử dụng cảm biến từ và định vị GPS.
• Sau khi mở, vĩ độ và kinh độ thường hiển thị phía dưới màn hình.
• Ưu điểm: Không cần cài đặt thêm
• Hạn chế: Phụ thuộc vào chất lượng cảm biến và độ nhạy GPS của điện thoại

Ứng dụng GPS chuyên dụng (app bên thứ ba)

Một số app nổi bật:

• GPS Coordinates
• GPS Status & Toolbox
• GPS Essentials
• What3Words (chia nhỏ thế giới thành lưới tọa độ dễ nhớ bằng từ ngữ)

3. Mối liên hệ giữa Kinh độ, Vĩ độ và Tọa độ không gian – bản đồ – đo đạc

3.1. Tọa độ địa lý và mối liên hệ với trắc địa

Trong ngành trắc địa và bản đồ, không thể đo vẽ hoặc tính toán chính xác trên mặt cong của elipsoid. Vì vậy, cần chuyển đổi sang hệ tọa độ phẳng (2D) hoặc không gian (3D).

3.2. Quá trình chuyển đổi: từ tọa độ địa lý sang tọa độ phẳng/trắc địa

Bước 1: Chuyển từ (Kinh độ, Vĩ độ, Độ cao) → Hệ tọa độ Địa tâm (X, Y, Z – hệ 3D)

Bước 2: Chuyển từ (X, Y, Z) → hệ tọa độ phẳng (E, N) qua phép chiếu

• Phép chiếu thường dùng ở Việt Nam: chiếu Gauss-Krüger, UTM, hoặc hệ VN2000.
• Lúc này, điểm trên mặt cầu được “chiếu” xuống mặt phẳng tạo ra tọa độ X (Northing), Y (Easting) dùng trong bản đồ địa hình 2D.

4. Vai trò của máy GPS RTK trong xác định kinh độ – vĩ độ

Máy GPS RTK (Real-Time Kinematic) là giải pháp định vị tiên tiến, cung cấp tọa độ kinh độ và vĩ độ với độ chính xác lên đến vài milimet.

Máy GPS RTK hoạt động bằng cách thu tín hiệu GNSS từ vệ tinh và kết hợp dữ liệu hiệu chỉnh từ trạm cơ sở, giúp loại bỏ sai số do khí quyển và vật cản. Nhờ đó, các điểm khảo sát được xác định chính xác tuyệt đối, hỗ trợ vẽ bản đồ chi tiết, kiểm tra ranh giới đất, và định vị mốc công trình với độ tin cậy cao.

5. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác

Độ chính xác khi xác định kinh độ – vĩ độ trong trắc địa phụ thuộc vào thiết bị đo, tín hiệu vệ tinh, điều kiện địa hình – môi trường và hệ quy chiếu sử dụng. Hiểu đúng và ứng dụng chính xác tọa độ giúp nâng cao hiệu quả đo đạc, lập bản đồ và các hoạt động thực tế.

Chất lượng thiết bị đo:

• Máy GNSS và GPS RTK hiện đại có thể đạt độ chính xác tới milimet.
• Máy toàn đạc điện tử cũng đạt độ chính xác cao.
• Thiết bị càng chất lượng, càng ổn định thì độ chính xác càng tốt.

Tín hiệu vệ tinh:

• Chịu ảnh hưởng bởi khí quyển, vật cản (nhà cao tầng, rừng, núi).
• Cần ít nhất 4 vệ tinh hoạt động và phân bố đều để đảm bảo định vị chính xác.

Điều kiện môi trường – địa hình:

• Địa hình phức tạp và thời tiết xấu có thể gây nhiễu hoặc mất tín hiệu.
• Môi trường đô thị có thể gây hiệu ứng phản xạ tín hiệu (urban canyon).

Hệ quy chiếu và chuẩn đo lường:

• Hệ quy chiếu (WGS84, VN2000…) ảnh hưởng đến kết quả tọa độ.
• Cần dùng đúng hệ và chuyển đổi chuẩn xác để tránh sai số.

6. Ứng dụng Thực tế của Kinh độ, Vĩ độ

Kinh độ và vĩ độ là hai yếu tố cơ bản của hệ tọa độ địa lý, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Định vị và dẫn đường:

• Được sử dụng trong GPS để xác định vị trí chính xác.
• Hỗ trợ dẫn đường cho xe cộ, máy bay, tàu thuyền.
• Tìm kiếm vị trí, đường đi bằng các ứng dụng như Google Maps, Apple Maps.
• Quan trọng trong hàng không (lập kế hoạch bay, an toàn, hiệu quả) và hàng hải (định vị tàu giữa đại dương).

Lập bản đồ:

• Các tọa độ địa lý là cơ sở để tạo các loại bản đồ (địa hình, hành chính, chuyên dụng).
• Giúp xác định ranh giới quốc gia, vùng lãnh thổ.
• Trong trắc địa, tọa độ giúp lập bản đồ chi tiết.

Nghiên cứu khoa học:

• Khảo sát địa lý và môi trường: Sử dụng để thu thập dữ liệu về các địa điểm nghiên cứu trong sinh thái học, khí tượng học, địa chất học.
• Phân tích dữ liệu không gian: Xác định vị trí chính xác của dữ liệu trong nghiên cứu biến đổi khí hậu, phân bố loài.

Giao thông vận tải:

• Quản lý đội xe: Theo dõi và quản lý lộ trình, tối ưu hóa di chuyển.
• Định tuyến thông minh: Sử dụng tọa độ để cải thiện hiệu suất di chuyển của phương tiện.

Ứng dụng trong đo đạc và trắc địa:

• Lĩnh vực yêu cầu độ chính xác rất cao.
• Máy GPS RTK giúp đo đạc chính xác các tọa độ trên mặt đất.
• Ứng dụng trực tiếp trong xây dựng, khảo sát đất đai (lập bản đồ chi tiết, xác định mốc giới, đo đạc kết cấu), và các hoạt động trắc địa khác.
• Các chuyên gia trắc địa sử dụng thông tin kinh độ và vĩ độ để hỗ trợ công tác đo đạc, vẽ bản đồ, khảo sát.

Ứng dụng khác:

• Chia sẻ vị trí với người khác.
• Mục đích an toàn trong tình huống khẩn cấp.
• Hoạt động ngoài trời (đi phượt, leo núi).
• Quản lý địa điểm trong các dự án lớn (xây dựng, khảo sát, môi trường).

Hiểu rõ về kinh độ, vĩ độ không chỉ giúp bạn định vị chính xác vị trí trên bản đồ, mà còn là nền tảng quan trọng trong các lĩnh vực như bản đồ học, hàng hải, hàng không, và cả các ứng dụng định vị thông minh ngày nay. Nếu bạn đang cần tìm thiết bị đo kinh độ, vĩ độ chính xác và đáng tin cậy, đừng ngần ngại liên hệ Trắc địa Vân Hoàng Phát – đơn vị cung cấp thiết bị và giải pháp đo đạc chuyên nghiệp, uy tín hàng đầu hiện nay.

Nguồn:

• Kinh độ
• Vĩ độ
• Hệ tọa độ địa lý