最简单测量地球方法

A. 地球经纬度的测量方法

方法主要集中在2种：1.天文观测法；2.时间测量法。
天文观测法利用月亮每天升起后在天空中背景群星中的位置，经过一系列复杂的计算，可以得到大致的经度。
而时间测量法则通过携带一块精确的计时器，记录出发地的时间，对比当前太阳指示的时间，也就是当地时间，得到经度。
最后，时间测量法应为精确计时器的发明而得到广泛的应用。而月亮测量法则因为对观测条件要求非常苛刻，并且计算相当复杂，计算时间太长而很少用到。
另外，在计时器的帮助下，还可以利用六分仪，根据星空中某一恒星的位置来确定当前方位。水手通过选定一颗恒星，测量它的高度角，查表可以计算出当前时刻在这样的高度角看到这颗恒星应该在哪个位置，由此可以知道自己当前位于哪个圆上。再选取另一颗恒星，如法炮制，可以画出当前位置的另一个圆，两圆有两个交点，但是因为相距很远，根据航海日志可以知道现在在两个交点中的哪个上。实在不行还可以再选取一颗星，三圆只有一个交点，这个交点就是当前位置。

B. 如何测量地球的大小

根据太阳确定地球的形状接近一个球体，然后沿着地面测量南北（经线）方向单位经度的长度，然后计算出球体的半径，就可以了。

C. 地球的周长有哪些测法

地球大小的测量方法

方法一

据史料记载，古希腊的埃拉托斯梯涅斯最先测算了地球的直径。公元前240年6月21日中午，在位于北回归线上的古埃及城市谐涅，太阳居于正顶上，井蒙受圈照不出影子，用铅垂线实验，则太阳光线与铅垂线重合；但在同一时刻离谐涅城以北约800余公里的亚历山大里亚城，太阳光线却同铅垂线成七度十二分的角，因而照出影子来。为什么会产生这种现象呢？埃拉托斯梯涅斯认真地思考了这一问题。当时，人们普遍认为地球是方形的。埃拉托斯梯涅斯想如果地球当真是方形的，那又怎样来解释上面那种现象怩？一定是因地球弯曲而产生的。他发现这七度十二分恰好是一个圆周的五十分之一，事实上，这七度十二分就是谐涅同亚历山大里亚之间的纬度之差。经过反复的推敲，发现只要把两地的距离乘以50，就能求出地球的大小.，埃拉托斯梯涅斯终于求得了资料，即地球周长为46240公里。我们知道，现在所测得的地球赤道周长为40076.5938公里，按此计算，埃拉托斯梯沓斯的数据比现在的数据约大15％，但是从当时的条件来说，得出这个资料也是难能可贵的。

方法二

English Version : Measure the Earth's Radius with a Stopwatch

Chinese Version :

1.日出时，面向东方站立

2.当你在东方水平面上看到第一道曙光时，按下马表开始计时。

3.赶快平躺在地面，此时你将看不到太阳。

4.当你再度看到太阳时，按下马表停止计时。

5.测得时间间隔为t秒。

二、计算过程

1.因为地球自转一周360度需86400秒，

利用数学比例：t/86400＝地球转动角度/360

可求出地球在t秒内所转动的角度。

2.假设地球半径R，你的身高h

应用三角函数，可得到cos(地球转动角度)＝R/(R＋H)

因为“地球转动角度”和“你的身高h”已知，故可求出“地球半径R”。

方法三

用立竿见影法，在两个不同纬度的地方，各树立一枝长竿，凭着量度影子距离得到角度A和B.

图片来源：http://www.hkastroforum.net/bbs/index.php

地球半径 r = C/d = (A-B)/d
月亮大小：

图片来源：http://www.hkastroforum.net/bbs/index.php

观察月食时地影的弧度而得知地影的大小, 即AE.

AE/RE = AM/RM

RM = (RE)(AM)/AE

p．s．月球与地球的距离(月地距离)＝RM/AM

太阳的大小：

设 太阳的半径＝rS；

太阳与地球之间的平均距离＝d；

太阳的角直径＝ρ；

rS＝dsinρ＝6．96╳108m

又有其它方法测量太阳视差——金星凌日！

在地球在两个已知经纬度的地方P1及P2，同时观察金星凌日，

P1看到的金星沿弦S1S‘1穿过日轮

P2看到的金星沿弦S2S‘2穿过日轮

记录两地金星凌日的开始与结束时间，即是两地凌日所需要的时间，

可定出弦S1S‘1及弦S2S‘2，以及同一时刻金星的影子在日面上的位置V1及V2，并求出θ＝P1VP2＝V1VV2；

即是金星的视差，之后再计算太阳同我们私视差，即金星的视差乘大几倍，太阳的大小难道会计不到吗？

《简明天文学教程》, 余明着, 科学出版社, page135

恒星大小：

当月亮运行到地球和太阳之间，同时3者又恰好在一条视线上，从地球上看去，月亮遮住了太阳，于是发生了日食。

同样的道理，当月亮遮住的天体是遥远的星时，这种天象就叫月掩星。

《简明天文学教程》, 余明着, 科学出版社, page136

如果以角度来测量，月亮是个直径约半度的天体, 在天上自西向东运动，平均以每天13度的速率在星空 穿行，用27天多的时间周天1圈。一个这么大的圆盘，掩遮背景上星星是经常有的现象。

如果月亮是个有大气圈的天体，当月掩星之前, 将要被掩的星星的亮度会逐渐减弱，接着再消失在月亮 东边缘；过一会儿，被掩的星隐约从西边边缘探出头来,

一点点变亮，当月亮向东远去厚，星星才复原。

然而， 早在几百年前，天文学家用望远镜观测月掩星时就已发 现被掩的星是瞬息即逝地立即消失，而后又干净利落地 复现。从那时起人们已知道，月亮上没有大气。这是月掩星现象对人类认识宇宙的一个贡献。

设 v＝月球相对恒星背景移动的速度；

τ＝恒星边缘刚被月球掩食至完全消失的时间间隔；

r＝恒星的线直径

r＝τvsinθ；

D. 如何测量地球半径

公元前三世纪时希腊天文学家厄拉多塞内斯（eratosthenes，公元前276—194）首次测出了地球的半径。
他发现夏至这一天，当太阳直射到赛伊城（今埃及阿斯旺城）的水井s时，在亚历山大城的一点a的天顶与太阳的夹角为7.2°（天顶就是铅垂线向上无限延长与天空“天球”相交的一点）。他认为这两地在同一条子午线上，从而这两地间的弧所对的圆心角soa就是7.2°。又知商队旅行时测得a、s间的距离约为5000古希腊里，他按照弧长与圆心角的关系，算出了地球的半径约为4000古希腊里。一般认为1古希腊里约为158.5米，那么他测得地球的半径约为6340公里。
其原理为：
设圆周长为c，半径为r，两地间的的弧长为l，对应的圆心角为n°。
因为360°的圆心角所对的弧长就是圆周长c=2πr，所以1°的圆心角所对弧长是，即。于是半径为的r的圆中，n°的圆心角所对的弧长l为：
当l=5000古希腊里，n=7.2时，
古希腊里）
化为公里数为：（公里）。
厄拉多塞内斯这种测地球的方法常称为弧度测量法。用这种方法测量时，只要测出两地间的弧长和圆心角，就可求出地球的半径了。
近代测量地球的半径，还用弧度测量的方法，只是在求相距很远的两地间的距离时，采用了布设三角网的方法。比如求m、n两地的距离时，可以像图2那样布设三角点，用经纬仪测量出△amb，△abc，△bcd，△cde，△edn的各个内角的度数，再量出m点附近的那条基线ma的长，最后即可算出mn的长度了。
通过这些三角形，怎样算出mn的长度呢？这里要用到三角形的一个很重要的定理——正弦定理。
即：在一个三角形中，各边和它所对角的正弦的比相等。就是说，在△abc中，有。
在图2中，由于各三角形的内角已测出，am的长也量出，由正弦定理即可分别算出：
∴mn=mb+bd+dn。
如果m、n两地在同一条子午线上，用天文方法测出各地的纬度后，即可算出子午线1°的长度。法国的皮卡尔（pi－card．j．1620—1682）于1669—1671年率领他的测量队首次测出了巴黎和亚眠之间的子午线的长，求得子午线1°的长约为111.28公里，这样他推算出地球的半径约为6376公里。
或者用向心力与速度关系的公式测出.

E. 地球的大小是如何测量出来的

是根据同一高度的物体，在相同的时间内，在地球的不同地方，影子的长度不同计算出来的。

据史料记载，最早测算地球大小的人是古希腊学者埃拉托色尼。埃拉托色尼受亚里士多德《天论》思想影响很深，深信大地为一球体。他依着自己博学的数理知识构想，在人类历史上第一个测出了地球的大小。

他的测地方法是这样的：

1、在地面上，他首先选择了两个南北基本上在一条经线上的城市——埃及的亚历山大港（居北）和阿斯旺城（居南）。

2、然后在夏至（6月21日）这天的正午时分，对两地水井的太阳照射情况同时加以观测，发现在阿斯旺，阳光可以直射到井底，而在亚历山大港，阳光只能照到井壁，光线与井壁的直立方向有一个7.2°的夹角。这个夹角的产生不是别的，正是因为亚历山大港和阿斯旺城两地间的地面呈曲面（地球球面的一部分）所致。

3、埃拉托色尼根据商队在通过两城时在路上所用的时间，算出了两地的距离，其值为5000斯台地亚（古埃及的一种长度单位）。既然亚历山大港和阿斯旺大体位于同一经线，它们这间又存在着7.2°的差角（相当于整个圆周角360°的1/50），根据几何定理，埃拉托色尼求出了地球的圆周长：

4、据考证，大约10斯台地亚相当于1英里或1.609公里。250000斯台地亚则约相当于40225公里，这个数值，和目前测量的经线圈长度(40008.6公里)，已经是较接近了。埃拉托色尼当时是把地球作为正球体（半径都相等）来考虑的，故有了经线圈的长度，就可以求出地球的半径，以及地球的体积大小。

公元723年，我国唐代天文学家一行（张遂），曾指导测量队，在河南省黄河南北的平原地带也进行了一次大规模的测地工作，测得纬度一度的距离为唐制351里50步。此距离与现代理论算出的仅差20.7公里。堪称为是世界上最早的地球纬度一度弧长的测量。

随着科学技术的发展，人类的测地方法日臻完善。在现代，除用大地测量方法外，科学家们还可通过测量人造卫星轨道，将更精确地测定地球的大小。

从1980年起，国际上所采用的地球大小参考数值（如赤道半径值为6378137米，地球扁率为1/298.257），就是通过大地测量、人造卫星测量等互相配合，而取得的地球大小精确值。

地球的体积，也并非是恒定的。随着时间的演进，它会发生“膨胀”。据科学家推算，地球从诞生至今，半径已增长了1/3。地球变大的原因是多方面的，其中原因之一，是与地内物质上涌，促使地球上部物质增多有关。因此，地球体积的测定，也绝不是一劳永逸的。

地球的体积测算出来以后，我们可以根据万有引力定律计算出地球的总质量，同样可以算出地球平均密度等等相关数据。

(5)最简单测量地球方法扩展阅读

地球（Earth）是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。现有40~46亿岁，有一个天然卫星——月球，二者组成一个天体系统——地月系统。46亿年以前起源于原始太阳星云。

地球赤道半径6378.137千米，极半径6356.752千米，平均半径约6371千米，赤道周长大约为40076千米，呈两极稍扁赤道略鼓的不规则的椭圆球体。地球表面积5.1亿平方公里，其中71%为海洋，29%为陆地，在太空上看地球呈蓝色。

地球内部有核、幔、壳结构，地球外部有水圈、大气圈以及磁场。地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一的天体，是包括人类在内上百万种生物的家园。