Geografi · Kartor, GIS och geografiska metoder · 3

Gradnät, koordinater och GPS

Hur kan en räddningshelikopter hitta en person mitt ute på havet där det inte finns några vägar eller adresser?

”Vi är ute på havet” räcker inte för att visa var en båt befinner sig. Men med två tal och rätt väderstreck går det att ange en plats på jordytan. De två talen berättar hur långt norrut eller söderut och hur långt österut eller västerut platsen ligger.

Det är samma idé som används när en kartapp visar var du är. Gradnätet ger ett sätt att beskriva positionen. GPS hjälper en mottagare att beräkna den.

NSEtt nät av tänkta linjerBreddgraderParallella med ekvatornLängdgraderFrån pol till polFärgerna följer med i kartorna.
Jordens gradnät är tänkt. De orange och blå linjerna visar ekvatorn respektive nollmeridianen. Schematisk jordglob utan landkonturer.

Jordens gradnät

Gradnätet består av breddgradslinjer och längdgradslinjer. De finns på kartor och jordglober, men är inte utritade i naturen. Med hjälp av nätet kan vi ange en position även i en öken, på havet eller i en skog.

En koordinat är ett värde som hjälper oss att ange ett läge. För en plats på jordytan använder vi här ett koordinatpar: en breddgrad och en längdgrad. Fler decimaler kan ange en plats mer detaljerat, men mätningen blir inte automatiskt mer korrekt bara för att fler siffror visas.

Ekvatorn och breddgraderna

Ekvatorn är linjen mitt emellan Nordpolen och Sydpolen. Den har breddgraden 0° och delar jorden i norra och södra halvklotet. Ett halvklot är en halva av jorden.

Breddgraden visar läget norr eller söder om ekvatorn och mäts i grader. Breddgradslinjerna går parallellt med ekvatorn. Från 0° ökar värdet mot 90° N vid Nordpolen och 90° S vid Sydpolen. En plats på 60° N ligger alltså på norra halvklotet.

Breddgraden påverkar solens höjd och hur solinstrålningen varierar under året. Det är en viktig förklaring till skillnader i klimat. Men två platser på samma breddgrad kan ändå ha olika klimat, till exempel på grund av höjd över havet och närhet till hav.

Nollmeridianen och längdgraderna

Längdgraden visar läget öster eller väster om nollmeridianen. Längdgradslinjerna kallas också meridianer och går från Nordpolen till Sydpolen. Till skillnad från breddgradslinjerna möts de vid polerna.

Nollmeridianen har längdgraden 0° och går genom Greenwich i Storbritannien. Därifrån räknar vi upp till 180° österut eller västerut. Nollmeridianen och meridianen på motsatta sidan av jorden, 180°, avgränsar det östra och västra halvklotet.

N + Wnorr och västerN + Enorr och österS + Wsöder och västerS + Esöder och österNollmeridianen 0°Ekvatorn 0° delar norr från söder
En plats kan ligga både på norra och östra halvklotet. På ekvatorn ligger den varken norr eller söder om ekvatorn. På nollmeridianen ligger den varken öster eller väster om den.

Längdgrader och tid

Jorden roterar ett varv, 360°, på ungefär 24 timmar. Det motsvarar cirka 15° per timme. Därför hänger längdgrader ihop med skillnader i lokal soltid. Världens tidszoner följer däremot inte raka meridianer exakt: länder och regioner bestämmer vilka tider som ska gälla.

Den historiska meridianlinjen markerad i marken vid observatoriet i Greenwich.
I Greenwich finns en markering för den historiska nollmeridianen.Foto: Mike Peel (www.mikepeel.net) · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Ingen beskärning.
Varför visar GPS inte exakt 0° vid markeringen?

Dagens satellitbaserade referensmeridian ligger ungefär 102 meter öster om den historiska markeringen i Greenwich. Det beror på hur moderna och äldre referenssystem har bestämts. På en vanlig världskarta syns inte denna lilla skillnad.

Så skriver du koordinater

I den ordning vi använder här skriver du breddgraden först och längdgraden sedan. Bokstäverna anger riktningen: N för norr, S för söder, E för öster (east) och W för väster (west).

Stockholm ligger ungefär vid 59,3° N; 18,1° E. Semikolonet skiljer koordinaterna åt när vi använder svenskt decimaltecken. I en karttjänst kan samma position skrivas 59.3, 18.1: decimalpunkt inom talen och komma mellan dem.

Med tecken i stället för bokstäver är norr och öster positiva, söder och väster negativa. Rio de Janeiro kan därför skrivas 22,9° S; 43,2° W eller −22.9, −43.2. Använd den form som karttjänsten efterfrågar. I vissa GIS-format anges längdgraden först, så läs alltid fältens namn.

59,3° N; 18,1° ELäs i rätt ordning1. Breddgrad: 59,3° N2. Längdgrad: 18,1° EPunkten är en uppskattad position.Cirkeln kan visa osäkerheten.
En påhittad kartapp visar en ungefärlig position i Stockholm. Illustration, inte en skärmbild från en verklig app.

Grader, minuter och sekunder

Koordinater kan anges som decimalgrader, till exempel 59,3°, eller som grader, minuter och sekunder. En grad delas i 60 bågminuter och en bågminut i 60 bågsekunder. Därför är 59,3° = 59° 18′ 00″, eftersom 0,3 × 60 = 18. Här är minuter och sekunder delar av en vinkel, inte tid.

Kontrollera alltid tre saker: Kommer breddgraden först? Är N/S och E/W rätt? Har du använt rätt decimaltecken? Ett litet skrivfel kan flytta punkten långt bort.

Hur hittar GPS din position?

GPS betyder Global Positioning System. Det är ett amerikanskt satellitnavigeringssystem. Det finns även andra system, som Europas Galileo, och många telefoner använder signaler från flera system.

Satelliterna skickar radiosignaler med information om sin position och tiden då signalen skickades. Mottagaren använder signalernas gångtid för att beräkna avstånd till satelliterna. Genom att kombinera avstånd från flera satelliter kan den beräkna var den befinner sig.

Vanligen behövs signaler från minst fyra satelliter för att samtidigt beräkna läget i tre dimensioner och korrigera felet i mottagarens klocka. Satelliterna fotograferar alltså inte dig för att hitta din telefon. Telefonen tar emot signaler och gör beräkningen.

Illustration av GPS-satelliter i flera banor runt jorden.
GPS-satelliter kretsar runt jorden i olika banor. Bilden är en illustration av systemet, inte en aktuell karta över satelliternas lägen.Bild: NOAA / USA:s regering · Wikimedia Commons · Public domain.

Mobiltelefoner kan också använda information från mobilmaster, trådlösa nätverk och sensorer. Det kan göra det lättare att uppskatta positionen där satellitsignalerna är svaga. Att ta emot GPS-signaler kräver i sig ingen internetanslutning. Kartbilder och trafikinformation kan däremot behöva hämtas via internet om de inte redan är sparade.

Positioner hjälper oss i vardagen

Vid räddningsarbete kan koordinater visa var hjälp behövs. Flygplan och fartyg använder satellitnavigation tillsammans med andra system. I friluftslivet kan en mottagare hjälpa någon att följa en led eller återvända till en plats.

Inom jordbruket används noggrann positionering för att styra maskiner och anpassa arbetet på fälten. Transportföretag kan följa leveranser. Forskare kan undersöka exempelvis djurs rörelser eller hur mark förändras. Vilken noggrannhet som krävs beror på uppgiften; en vanlig mobil är inte samma sak som specialutrustning för precisionsmätning.

Begränsningar och integritet

Positionen är en uppskattning med en viss osäkerhet. Höga byggnader, berg och tät vegetation kan skymma signaler. Signaler kan också studsa mot ytor och komma fram en omväg. Inomhus fungerar satellitpositionering ofta sämre. En punkt på skärmen ska därför inte behandlas som en garanti för exakt läge.

Att GPS-mottagaren räknar ut positionen betyder inte i sig att den skickas tillbaka till satelliterna. Men appar kan samla in och dela platsdata om de har tillgång till dem. Återkommande positioner kan avslöja var någon bor, går i skolan och brukar vistas.

Kontrollera därför vilka appar som får använda platsen och om de behöver tillgång hela tiden, bara när de används eller inte alls. I vissa fall räcker ungefärlig position. Vid navigering kan exakt position vara mer användbar. Valet handlar om vilken funktion du behöver och vilken information du vill lämna ifrån dig.

Koordinatjakten

Följ breddgradslinjen från kartans vänstra kant och längdgradslinjen från nederkanten. Punkten finns där linjerna möts. Varje rutsteg är 30°. Städerna A–E har avrundade koordinater; F ligger exakt i en korsning.

180°W150°W120°W90°W60°W30°W0°30°E60°E90°E120°E150°E180°E90°S60°S30°S0°30°N60°N90°NABCDEFBreddgrad: N / SLängdgrad: W / E

Kartunderlag: Natural Earth, public domain. Rätvinklig världskarta med förenklade kustlinjer, utan landsgränser. Ytor och former förvrängs, särskilt nära polerna. Den lila punkten hör till koordinatverktyget.

Koordinatjakten utan knappar

Hitta 30° N; 31,2° E bland A–E. Läs av punkt F. Ange halvkloten för 22,9° S; 43,2° W. Matcha Stockholm, Kairo, New York, Sydney och Rio med punkterna A–E. Jämför sedan 59,3° N; 18,1° E med 18,1° N; 59,3° E på kartan.

Visa facit till koordinatjakten

1: B, Kairo. 2: F = 60° N; 90° E. 3: Södra och västra halvklotet. 4: Stockholm A, Kairo B, New York C, Sydney D, Rio de Janeiro E. 5: Punkten flyttar från Stockholm till Arabiska havet, öster om Oman.

Begrepp och flashcards

Försök förklara begreppet innan du visar svaret. Alla förklaringar finns också i begreppslistan.

Alla tio begrepp
Gradnät
Ett tänkt nät av breddgrads- och längdgradslinjer som används för att ange lägen på jorden.
Breddgrad
Ett mått i grader på läget norr eller söder om ekvatorn, från 0° till 90°.
Längdgrad
Ett mått i grader på läget öster eller väster om nollmeridianen, från 0° till 180°.
Ekvatorn
Breddgradslinjen 0° som delar jorden i norra och södra halvklotet.
Nollmeridianen
Längdgradslinjen 0°, med Greenwich som utgångspunkt för indelningen.
Halvklot
En halva av jorden. Vi talar bland annat om norra, södra, östra och västra halvklotet.
Koordinat
Ett värde som används för att ange ett läge. Ett koordinatpar med breddgrad och längdgrad anger här en plats på jordytan.
GPS
Global Positioning System: ett satellitnavigeringssystem som gör det möjligt för mottagare att beräkna position och tid.
Satellit
Ett föremål som kretsar runt en himlakropp. GPS använder konstgjorda satelliter runt jorden.
Position
Det läge där något eller någon befinner sig.

Quiz: gradnät och GPS

Svara på alla sex frågor innan du rättar.

1. Vad är jordens gradnät?
2. Vad visar breddgraden?
3. Vad visar längdgraden?
4. Vilken linje har breddgraden 0°?
5. I vilken ordning skriver vi koordinaterna här?
6. Hur använder GPS satelliter?

Facit med förklaringar
  1. Ett tänkt nät av breddgrads- och längdgradslinjer. Gradnätet används för att ange lägen och finns inte som synliga linjer i naturen.
  2. Hur långt norr eller söder om ekvatorn platsen ligger, mätt i grader. Breddgraden går från 0° vid ekvatorn till 90° vid polerna.
  3. Läget öster eller väster om nollmeridianen, mätt i grader. Längdgrader räknas upp till 180° österut eller västerut.
  4. Ekvatorn. Nollmeridianen har längdgraden 0°, medan ekvatorn har breddgraden 0°.
  5. Breddgrad först, sedan längdgrad. Till exempel 59,3° N; 18,1° E. Kontrollera alltid ordningen i den tjänst du använder.
  6. Mottagaren använder signaler och beräknade avstånd från flera satelliter. Signalernas gångtid används för att beräkna avstånd och därefter position.

Hitta platsen

Undersök de fem koordinatparen. Använd världskartan ovan för en överblick och länken vid varje plats för en mer detaljerad karta. Skriv sedan dina svar. En punkt på ekvatorn ligger varken på norra eller södra sidan.

Dina skrivsvar sparas inte när sidan stängs. Kopiera eller ladda ner dem innan du lämnar sidan.

Plats 1 · 60° N; 15° E

Undersök plats 1 i OpenStreetMap ↗

Plats 2 · 30° N; 30° E

Undersök plats 2 i OpenStreetMap ↗

Plats 3 · 20° S; 135° E

Undersök plats 3 i OpenStreetMap ↗

Plats 4 · 10° S; 60° W

Undersök plats 4 i OpenStreetMap ↗

Plats 5 · 0°; 30° W

Undersök plats 5 i OpenStreetMap ↗

Jämför med geografiskt facit
  1. Sverige, Europa. Norra och östra halvklotet. Undersök exempelvis skog och markanvändning.
  2. Egypten, Afrika. Norra och östra halvklotet. Undersök exempelvis torrt klimat och tillgång till vatten.
  3. Australien, Oceanien. Södra och östra halvklotet. Undersök exempelvis nederbörd och gles befolkning.
  4. Brasilien, Sydamerika. Södra och västra halvklotet. Undersök exempelvis skog, jordbruk och förändrad markanvändning.
  5. Atlanten, på ekvatorn och väster om nollmeridianen. Punkten ligger på gränsen mellan norra och södra halvklotet. Undersök exempelvis havstemperatur eller havsströmmar.

Förslagen till undersökningar är exempel. Fler frågor kan vara relevanta.

Din position – din information?

Vilka fördelar och risker finns med att mobiltelefonen kan registrera var du befinner dig?