Точки пересечения воображаемой оси вращения Земли с земной поверхностью называются полюсами Земли — Северным и Южным. Опираясь на полюсы, проводят параллели и меридианы, создают систему координат, которая позволяет определить положение любой точки на поверхности земного шара. Осями этой системы координат служат начальный меридиан и экватор.
Земной шар можно мысленно рассечь плоскостями, проходящими через земную ось. На поверхности Земли образуются окружности, которые называются меридианами. Меридианов может быть бесконечное количество, но за основные приняты 360. Каждая точка Земли имеет свой меридиан. Для счета меридианов один из них принимается за начальный, или нулевой. Он делит поверхность Земли на два полушария: западное и восточное. Начальный меридиан проходит через старую Гринвичскую обсерваторию (Лондон). Прежде для этой цели служили меридианы острова Иерро (самого западного из Канарских островов), Парижской и Берлинской обсерваторий и др. В России при геодезических и картографических работах в XIX в. счет долгот велся от меридиана Пулковской обсерватории.
При пересечении поверхности земного шара плоскостью, перпендикулярной к земной оси и равноотстоящей от полюсов, на поверхности Земли получится окружность большого круга, называемая экватором. Экватор делит поверхность Земли на два равных полушария: северное и южное. Если пересечь земной шар плоскостями, параллельными экватору, то на поверхности Земли получатся окружности малых кругов, которые называются параллелями. Через каждую точку земной поверхности можно провести параллель.
Начальный меридиан и экватор—две основные линии на земной поверхности, от которых ведется счет географических координат точек Земли.
Географическое положение любой точки на земной поверхности определяется двумя географическими координатами — широтой и долготой.
Часть дуги экватора, заключенная между Гринвичским меридианом и меридианом данной точки, выраженная в градусной мере, называется географической долготой к этой точки. Долготы точек бывают восточные (в. д.) и западные (з. д.), в зависимости от того, где лежат точки — в восточном или западном полушарии. Долготы могут иметь значения от 0° до 180° к востоку и западу от начального меридиана.
Часть дуги меридиана данной точки от экватора до этой точки, выраженная в градусной мере, называется географической широтой ф точки на поверхности Земли. Расстояние по меридиану от экватора до каждого из полюсов составляет четверть окружности, т. е. 90°, поэтому широты могут иметь значения от 0° до 90° по обе стороны от экватора. Все точки земной поверхности, расположенные в северном полушарии, имеют северную широту (с. ш.), а в южном полушарии — южную широту (ю. ш.).
Таким образом, с помощью географических координат (широты и долготы) можно определить положение любой точки на поверхности Земли. На рисунке показаны координаты точки М: ф — широта, Л.— долгота.
Широта точки и ее долгота могут быть выражены и иначе.
Долгота точки есть угол, заключенный между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана данной точки земной поверхности.
Широта точки есть угол между отвесной линией, проходящей через эту точку, и плоскостью экватора.
Меридианы и параллели образуют градусную сеть Земли, которая дает возможность изображать на глобусе земную поверхность со всеми материками, океанами, морями.
Графическое изображение градусной сети на плоскости (карте) называется картографической сеткой. Она служит основой построения картографического изображения, а также позволяет определять по карте координаты географических объектов и направление линий по странам света.
Координаты пунктов земной поверхности научились определять в глубокой древности. В научный обиход географические координаты (широта и долгота) ввел древнегреческий ученый Гиппарх (II в. до н. э.). При этом он использовал заимствованное у вавилонян деление круга на 360° и далее на минуты и секунды.
К замечательным творениям античной культуры относится труд греческого математика, астронома и картографа Клавдия Птолемея (90—168 гг. н. э.) — «Руководство по географии» в восьми книгах. Шесть книг посвящены описанию Земли. По каждой стране описание включает систематическое перечисление населенных пунктов, рек, горных хребтов и т. п., положение которых определяется географическими координатами. Общее число географических объектов с указанием широт и долгот равно 8000.
До середины XVIII в. широты и долготы точек земной поверхности определялись на основе астрономических наблюдений. Начиная с 20-х годов нашего столетия координаты пунктов определяются точными инструментами и при помощи радиосвязи.