In der Geschichte der Geografie haben sich international zwei Grundtypen von Koordinatensystemen zur Beschreibung von Punkten auf der Erdoberfläche durchgesetzt. Es wurde versucht, diese in nebenstehender Abbildung gemeinsam darzustellen (Der Einfachheit halber bezüglich Kugelform):
1. Länge, Breite, Höhe
(in Abb: grau bzw. schwarz)
Ein Punkt wird beschrieben über zwei Winkel (Geografische Länge und Breite) und einen Höhenwert.
Die geografische Länge (Longitude), (auch als Längengrad bezeichnet) ist der Winkel zwischen zwei Ebenen, die senkrecht zur Äquatorebene stehen, wobei die eine der Ebenen durch einen festgelegten Ursprungspunkt verläuft, die andere durch den zu bestimmenden Punkt P (Abb.: grün).
Linien gleicher Longitude werden als Meridiane bezeichnet (Daher rührt in der Abbildung der Begriff "Nullmeridian": Es handelt sich um den Meridian, der durch den festgelegten Ursprungspunkt zur Messung der Längengrade verläuft und daher eine Longitude von 0° hat - in den allermeisten Fällen Greenwich, England.).
Die geografische Breite (Latitude, Breitengrad) beschreibt den Winkel einer gedachten Gerade P---Erdmittelpunkt zur Äquatorebene...
... zumindest bei einer Kugel.
Jetzt muss ich leider ein wenig Verwirrung stiften und anmerken, dass es mehrere voneinander zu unterscheidende Latituden gibt, wenn man von einem Ellipsoid als Erdkörper ausgeht.
In der zweiten Abbildung sind die zwei am häufigsten verwendeten Latituden eingezeichnet. Ich hoffe, es schafft ein wenig Klarheit, sollten die Begriffe "geozentrische" oder "geodätische Latitude" einmal fallen.
Linien (Kreise) gleicher Latitude nennt man übrigens Parallele.
Die Höhe wird selten als die Entfernung P---Erdmittelpunkt definiert, stattdessen wird sie oft als Höhendifferenz bezogen auf das Ellipsoid angegeben. Natürlich deckt sich die tatsäliche Erdoberfläche an den wenigsten Stellen mit dem Ellipsoid, daher kann die Höhe sogar negativ werden.
So wie die Latituden, kann auch die Höhe unterschiedlich gemessen werden. In den häufigsten Fällen wird sie einem gemäß der geodätischen Latitude begegnen.
2. Kartesische XYZ-Koordinaten
(in Abb: rot)
Dieses System wird durch drei senkrecht aufeinander stehende Achsen definiert, es handelt sich also um ein kartesisches Koordinatensystem, dessen Koordinatenursprung im Erdmittelpunkt liegt.
Die X-Achse verläuft durch den oben angesprochenen Nullmeridian, genauer gesagt durch dessen Schnittpunkt mit dem Äquator. Die Y-Achse schneidet ebenfalls den Äquator und steht rechtwinklig auf der X-Achse. Die Z-Achse steht senkrecht auf der Äquatorebene und wächst in Richtung Nordpol.
