Um eine Position auf der Erde angeben zu können muss man wissen, wie das Gradnetz der Erde funktioniert. Mit Hilfe des Gradnetzes kann man jeder Position auf der Erde eine geografische Länge (Meridian) und eine geografische Breite (Breitenparallele) zuordnen:
Die geografische Länge
Meridiane sind vom Nord- zum Südpol verlaufende Halbkreise. Der Mittelpunkt dieser Kreise entspricht dem Erdmittelpunkt. Ein Meridian wird festgelegt, indem man den Winkel zwischen Nullmeridian und Meridian gemessen am Erdmittelpunkt auf der Äquatorebene angibt. In der Grafik ist dieser Winkel mit Lambda gekennzeichnet. Der Nullmeridian ist der Meridian, der durch die Sternwarte von Greenwich verläuft. Zusätzlich zu dem Winkel muss noch angegeben werden, ob sich der Meridian östlich oder westlich von Greenwich befindet. Der größtmögliche Wert für einen Meridian wäre also 180°. Dabei fallen 180° Ost und 180° West zu einem Meridian zusammen. In der Regel schreibt man jedoch nicht Ost oder West sondern W für West und E (engl. East) für Ost, um der Verwechslungsgefahr mit einer Null vorzubeugen, hinter die Koordinaten.
Die geografische Breite
Breitenparallelen sind zu Äquator parallel verlaufende Kreise. Der Mittelpunkt einer Breitenparallele befindet sich immer auf der Erdachse, er ist jedoch nicht zwangsläufig auch der Erdmittelpunkt. Das ist nur beim Äquator selbst der Fall. Um eine Breitenparallele festzulegen, gibt man den Winkel zwischen Position und Äquator gemessen am Erdmittelpunkt an. Neben diesem Winkel muss man noch angeben, ob sich die Position auf der Nord- oder Südhalbkugel befindet. Dies geschieht meistens mit den Buchstaben N und S. Die Breitenparallele entspricht dem Winkel Phi in der Skizze.
Grad, Minuten und Sekunden
In der Navigation ist es – anders als in der Mathematik – allgemein üblich, Winkel nicht in Dezimalgraden (also Winkelangaben mit Nachkommastellen) sondern in Graden und Minuten anzugeben. Eine Minute entspricht einem sechzigstel Grad. Die Minuten werden mit einem Hochkomma abgekürzt. Eine Positionsangabe könnte zum Beispiel so aussehen:
Berlin:
52° 31,2′ N
13° 24,6′ E
Weniger üblich ist es dagegen geworden die Nachkommastellen der Minuten auch noch in Sekunden umzurechnen. Eine Sekunde entspricht wiederum einer sechzigstel Minute. Eine Positionsangabe in Grad, Minuten und Sekunden könnte so aussehen:
Berlin:
52° 31′ 12″ N
13° 24′ 36″ E
Um Positionsangaben in Taschenrechnern verwenden zu können, müssen diese in Dezimalgrade umgerechnet werden. Dies geschieht mit folgender Formel:
\(Dezimalgrade = Grade +\frac{Minuten}{60}\)
Diese Formel funktioniert nicht nur bei Positionsangaben sondern selbstverständlich auch bei allen anderen Winkeln, wie zum Beispiel dem Kimmabstand. Die Positionsangabe von Berlin würde dann so aussehen:
Berlin:
52,52° N
13,41° E
Die Seemeile
Unter einer Seemeile (sm) versteht man die Länge einer Breitengradminute. Der Nordpol ist demnach 90*60 = 5400 sm von dem Äquator entfernt. Eine Seemeile entspricht 1,852 Kilometer.