太阳位置求算公式与计算举例
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太阳高度角方位角计算公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One12 太阳高度角用公式(1)计算。
)cos cos cos sin arcsin(sin t s s h ωωωωθ+= (1)式中θh 为太阳高度角(°);ωs 为太阳赤纬(°),ω为观测地点的地理纬度(°);t 为观测时刻太阳时角(°)。
公式(1)的赤纬W S 可用公式(2)计算。
()()()()()()o W S θθθθθθ3cos 0201.02cos 3656.0cos 7580.03sin 1712.02sin 1149.0sin 2567.233723.000000++--++= (2)公式(2)中,0θ(°)用公式(3)计算。
()242.365/36000N N N -∆+⨯︒=θ (3)公式(3)中,N (d )为按天数顺序排列的积日。
1月1日为0,2日为1;其余类推。
N ∆(d )为积日修正值,用公式(4)计算。
()()24/60/15/60/F S M D N +++±=∆ (4)公式(4)中,D 为观测点经度的度值,M 为分值,东经取负号,西经取正号。
S 为观测时刻的小时值,F 为分钟值。
公式(3)中的0N (d )用公式(5)进行计算。
()()()198525.019852422.06764.790-⨯--⨯+=Y INT Y N (5)公式(5)中,Y 为年份。
公式(1)中的时角t 可用公式(6)进行计算。
()︒⨯-+++=151260/60/Q C E L F S t (6)公式(6)中, C L (h )为以时间表示的经度修正值,每15度对应的时间为1小时,可用公式(3)计算。
15/)12060/(-+=M D L C (7)式中D 为观测点经度的度值,M 为分值,如果地方子午圈在标准子午圈的东边,则C L 为正,反之为负;Q E (min )为真太阳时与地方平均太阳时之差,用公式(8)进行计算。
太阳直射点纬度计算公式计算太阳直射点纬度是一件十分复杂的事情,它需要考虑很多的变量,特别是地理位置和季节的影响。
幸运的是,科学家已经找到了用于计算太阳直射点纬度的准确公式。
太阳直射点纬度是指一个特定地理位置在一定时间内,太阳中心对地面的太阳辐射所形成的某个经度纬度上的一个点。
从天文学的角度来看,它的定义是:“物理上的一点,当太阳、观测者和地球三者的磁场线呈直角状时,视频地球上的任何物理特征,都五见得到太阳的较强辐射”。
计算太阳直射点纬度的公式是:加纬度= 23.45° * cos(2π*(d+10)/365)其中,d代表今年的第几天,加纬度是储存南北半球这个日期太阳直射点纬度的变量。
其原理在于:在不同季节,一年中太阳直射点纬度相对有一定的变化,但总体上仍然是遵循椭圆轨迹路径的。
其计算过程也就是根据当前的季节,来计算太阳直射点纬度的变化情况,然后将其加上或减去一定的数值,最终得出结果。
举例:如果当前是2020年5月10日,也就是第130天,那么我们就可以用这个公式计算出太阳直射点纬度:加纬度= 23.45° * cos(2π*(130+10)/365)= -20.37°该计算结果表明,2020年5月10日时,太阳直射点纬度是-20.37°,即为南北半球的纬度。
当然,只有以南北半球分别算出的结果,才能得出当前季节当天的太阳中心太阳辐射地球的所在的经度纬度。
因此,若要准确的计算出太阳直射点纬度,还要考虑因地球的倾斜度和自转速度变化引起的不同地理位置对太阳直射点纬度的影响。
总结起来,太阳直射点纬度的计算是一项非常复杂的任务,它需要考虑包括季节性变化、地球倾斜度和自转速度变化等多种因素,才能准确的计算出当前地理位置的太阳直射点纬度。
而以上提到的计算太阳直射点纬度的公式正是一种常用的计算方法,它简单易行,。
第24章太阳位置计算[许剑伟于家里2008-3-30下午]一、低精度计算:当计算精度要求为0.01度,计算太阳位置时可假设地球运动是一个纯椭圆,也就说忽略月球及行星摄动,计算表达如下。
设JD是儒略日数,可以用第7章表述的方法计算。
T为J2000起算的儒略世纪数:T = (JD-2451545.0)/36525计算时要保留足够的小数位数,5位小数是不够的(除非所需的太阳黄经的精度要求不高),注意,T表达为儒略世纪数,所以T误差0.00001相当于0.37日。
接下来,太阳几何平黄经:Lo = 280°.46645 + 36000°.76983*T + 0°.0003032*T^2 (Date平分点起算)太阳平近点角: M = 357°.52910 + 35999°.05030*T - 0°.0001559*T^2 -0°.00000048*T^3 地球轨道离心率:e = 0.016708617 - 0.000042037*T - 0.0000001236*T^2太阳中间方程:C = +(1°.914600 - 0°.004817*T -0°.000014*T*T) * sin(M)+(0°.019993 - 0°.000101*T) * sin(2M)+ 0°.000290*sin(3M)那么,太阳的真黄经是:Θ= Lo + C真近点角是:v = M + C日地距离的单位是"天文单位",距离表达为:R = 1.000001018 (1-e^2) / (1+e*cos(v)) ……24.5式式中的分子部分的值变化十分缓慢。
它的值是:0.9997190 1800年0.9997204 1900年0.9997218 2000年0.9997232 2100年太阳黄经Θ可由上述的方法算出,它是Date黄道分点坐标中的真几何黄经,需通过计算地心坐标星体位置也可算出。
太阳位于正西时地方时的计算
下图表示纬度为α处所见的天球图,太阳的赤纬为β,P 为天北极,Z 为天顶,W 、Q 位于天赤道,N 、W 、S 分别表示北、西、南三个方向,当日太阳经天路径的半昼弧用过A 点的虚线弧段表示。
当太阳中心位于正西时,即A 点位置,由太阳所在的时圈、酉圈和子午圈所组成的球面三角形APZ 中,虚弧所对的角t,等于太阳位于正西时的时角,只需求出t 的大小,就可求出太阳位于正西方时的地方时。
βαβαcos sin sin sin arcsin 22
t -=
上式的解取第一象限的t ,各角度取正值。
太阳位于正西方时的地方时D 为
β
αβαcos sin sin sin arcsin 1511222 D -+= 当β=0°时,sint=1,t=90°,D=18时,表明二分日18时太阳位于正西方。
当α=32°N, β=22.13°N (6月1日,从万年历中查找),t=49.52°,地方时为15点18分5秒,此刻太阳位于正西方。
依题意B 选项最合题意。
但有些教师和学生混淆了太阳时角和太阳的方位角,把方位角当时角,如最常见的把太阳位于正西方时太阳的方位角90认作为太阳的时角t ,于是得出地方时18时太阳位于正西方,6时太阳位于正东方的错误结论,于是选了A 项。
βαβαcos sin sin sin arcsin 1511222 D -+=。
第24章太阳位置计算[许剑伟于家里 2008-3-30下午]一、低精度计算:当计算精度要求为0.01度,计算太阳位置时可假设地球运动是一个纯椭圆,也就说忽略月球及行星摄动,计算表达如下。
设JD是儒略日数,可以用第7章表述的方法计算。
T为J2000起算的儒略世纪数:T = (JD-2451545.0)/36525计算时要保留足够的小数位数,5位小数是不够的(除非所需的太阳黄经的精度要求不高),注意,T表达为儒略世纪数,所以T误差0.00001相当于0.37日。
接下来,太阳几何平黄经:Lo = 280°.46645 + 36000°.76983*T + 0°.0003032*T^2 (Date平分点起算)太阳平近点角: M = 357°.52910 + 35999°.05030*T - 0°.0001559*T^2 -0°.00000048*T^3地球轨道离心率: e = 0.0 - 0.000042037*T - 0.0000001236*T^2太阳中间方程:C = +(1°.914600 - 0°.004817*T -0°.000014*T*T) * sin(M)+(0°.019993 - 0°.000101*T) * sin(2M)+ 0°.000290*sin(3M)那么,太阳的真黄经是:Θ = Lo + C真近点角是: v = M + C日地距离的单位是"天文单位",距离表达为:R = 1.000001018 (1-e^2) / (1+e*cos(v)) ……24.5式式中的分子部分的值变化十分缓慢。
它的值是:0.9997190 1800年0.9997204 1900年0.9997218 2000年0.9997232 2100年太阳黄经Θ可由上述的方法算出,它是Date黄道分点坐标中的真几何黄经,需通过计算地心坐标星体位置也可算出。
1 如何计算太阳的方位角?在太阳能利用工作中,太阳辐射计算十分重要。
为了帮助读者掌握太阳辐射计算方法,我们请长期从事太阳辐射研究工作的中国气象科学研究院王炳忠研究员编写了《太阳辐射计算讲座》,供大家学习、参考。
1日地距离地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的,太阳位于椭圆两焦点中的一个。
发自太阳到达地球表面的辐射能量与日地间距离的平方成反比,因此,一个准确的日地距离值R就变得十分重要了。
日地平均距离R0,又称天文单位,1天文单位=1.496×108km或者,更准确地讲等于149597890±500km。
日地距离的最小值(或称近日点)为0.983天文单位,其日期大约在1月3日;而其最大值(或称远日点)为1.017天文单位,日期大约在7月4日。
地球处于日地平均距离的日期为4月4日和10月5日。
由于日地距离对于任何一年的任何一天都是精确已知的,所以这个距离可用一个数学表达式表述。
为了避免日地距离用具体长度计量单位表示过于冗长,一般均以其与日地平均距离比值的平方表示,即ER=(r/r 0)2,也有的表达式用的是其倒数,即r0/r,这并无实质区别,只是在使用时,需要注意,不可混淆。
我们得到的数学表达式为ER=1.000423+0.032359sinθ+0.000086sin2θ-0.008349cosθ+0.000115cos2θ(1)式中θ称日角,即θ=2πt/365.2422(2)这里t又由两部分组成,即t=N-N0(3)式中N为积日,所谓积日,就是日期在年内的顺序号,例如,1月1日其积日为1,平年12月31日的积日为365,闰年则为366,等等。
N0=79.6764+0.2422×(年份-1985)-INT〔(年份-1985)/4〕(4)2太阳赤纬角地球绕太阳公转的轨道平面称黄道面,而地球的自转轴称极轴。
极轴与黄道面不是垂直相交,而是呈66.5°角,并且这个角度在公转中始终维持不变。
计算日出日落的方位角度公式要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度,可以用下面的公式:方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1]公式中,M表示的是某天太阳直射的纬度,N表示的是某地的纬度,^2表示平方。
例如,北京在北纬40度,则N=40,夏至这一天太阳在北纬23.5度(太阳直射北纬23.5度),即M=23.5,把N和M的值代入上式,可求得方位角=31度意思是,夏至这一天,在北京的人看来,太阳是从东偏北31度的方位升起的,是在西偏北31度的方位落下的。
说明:1本公式是在理想条件下推导出来的,即假设地球是个标准球体。
而实际上地球两极略扁,而且各地也有高山、洼地等,所以计算结果可能与实测结果有一点误差。
2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线(好象在地球外面套一根弹簧),所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。
例如,在春分到夏至这段时间,日出方位角要略小于日落方位角。
昼夜长短的计算公式:Cost=-tgδ*tgφ太阳视位置太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置,用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角,其值在0°到90°之间变化,日出日落时为零,太阳在正天顶上为90°(本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正,蒙气差值取自天文年历)。
太阳方位角即太阳所在的方位,指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角,可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
方位角以正南方向为零,由南向东向北为负,由南向西向北为正,如太阳在正东方,方位角为-90°,在正东北方时,方位为-135°,在正西方时方位角为90°,在正北方时为±180°。
实际上太阳并不总是东升西落,只有在春秋分两天,太阳是从正东方升,正西方落。
在北半球,从春分到秋分的夏半年中,太阳从东偏北的方向升(方位角为-90°到-180°之间),在西偏北的方向落(方位角为90°到180°之间);而从秋分到下一年春分的冬半年中,太阳从东偏南的方向升(方位角为-90°到0°之间),在西偏南的方向落(方位角为0°到90°之间)。
任意时刻太阳高度角公式(一)任意时刻太阳高度角公式介绍在天文学和地理学中,太阳高度角是指太阳光线与地平线之间的夹角。
它是衡量太阳在天空中位置的重要参数,对于定位、导航和气候变化等领域有着重要的应用。
任意时刻太阳高度角的计算可以利用以下公式来实现。
公式1.太阳高度角(θ)的计算公式可以表示为:θ =arcsin(sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(H))其中,δ是太阳的赤纬、φ是观测点的纬度、H是太阳当前的时角。
2.太阳赤纬(δ)的计算公式可以表示为:δ =arcsin(sin(ε) * sin(λ)) 其中,ε是地球的倾角(约为°)、λ是太阳当前的黄经。
3.太阳的时角(H)的计算公式可以表示为: H = 15 *(t - 12) 其中,t是当地的标准时刻,以小时为单位。
示例解释1.假设观测点位于北纬30°,太阳的黄经为60°,当前标准时刻为14:30。
–首先计算太阳赤纬:δ = arcsin(sin(°) * sin(60°)) ≈ °–然后计算太阳时角: H = 15 * ( - 12) = °–最后计算太阳高度角:θ = arcsin(sin(°) * sin(30°) + cos(°) * cos(30°) * cos(°)) ≈ °2.在另一个例子中,观测点位于赤道,太阳的黄经为120°,当前标准时刻为10:00。
–首先计算太阳赤纬:δ = arcsin(sin(°) * sin(120°)) ≈ °–然后计算太阳时角: H = 15 * (10 - 12) = -30°–最后计算太阳高度角:θ = arcsin(sin(°) * sin(0°) + cos(°) * cos(0°) * cos(-30°)) ≈ -°这些公式可以用于计算任意时刻的太阳高度角,并可用于导航、气象、人工光照等方面的应用。
太阳位置求算公式与计算举例2009-11-14 21:04:44 阅读393 评论2 字号:大中小订阅太阳位置求算公式与计算举例杨齐聪在新农村建设和城市高楼群落的规划设计中,为了解决土地利用率与满足采光通风最低要求的矛盾,常会遇到各幢楼房各部位的采光时间和日墙方位角的计算。
太阳位置可由太阳高度角hs和方位角αs决定,根据球面三角基本公式可得:一、太阳高度角hs求算公式Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω (1)式中δ为太阳赤纬,表示太阳光线与地球赤道面的夹角,一年四季每天都在变动着,冬至日δ=-23°27′,春分日和秋分日δ=0°,夏至日δ=23°27′;φ为测点纬度,如北京φ=39°48′、西安φ=34°18′、上海φ=31°10′、杭州φ=30°19′、临海φ=28°51′、福州φ=26°05′、台北φ=25°20′、广州φ=23°08′;ω为太阳时角,以当地正午为0°,上午为负,每小时-15°,下午为正,每小时+15°,ω在赤道面上每小时变化为=15°,ω所表示的是真太阳时,与时钟不同。
现举例计算于下:1.求北纬30°地方冬至日正午时刻和下午1时、2时(均指地方时)的太阳高度角。
①正午时刻太阳时角为0°,即ω=0°将δ=-23°27′、φ=30°、ω=0°代入(1)式得Sinh正午=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos0°=-0.3979×0.5+0.9175×0.8660×1=-0.19895+0.79456=0.5956h正午=36°33′(查正弦数学用表所得,下同)则北纬30°地方冬至日正午时刻的太阳高度角为36°33′;②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°,即ω=15°得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos15°=-0.19895+0.79456×0.9659=-0.19895+0.7675=0.5685h下午1时=34°39′则北纬30°地方冬至日上午11时和下午1时(均指地方时,下同)的太阳高度角为34°39′;③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°,即ω=30°得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos30°=-0.19895+0.79456×0.8660=-0.19895+0.6881=0.4892h下午2时=29°17′则北纬30°地方冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为29°17′;2.求浙江临海市冬至日正午和下午1时、2时(均指地方时)的太阳高度角。
太阳定位的算法分析1.引言: 太阳高度角是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。
对于地球上的某个地点,太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间夹角,专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。
2.太阳高度角的计算公式: 太阳高度角随着地方时(又称时角)和太阳的赤纬的变化而变化。
我们用下列字母来表示各个影响太阳高度角的量:h 表示太阳高度角;δ表示太阳赤纬;φ表示观测地地理纬度;t 表示时角。
2.1什么叫太阳赤纬?太阳赤纬又称赤纬角,是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。
赤纬角以年为周期,在 +23 °26′与 -23 °26′的范围内移动,成为季节的标志。
我国每年:3月21或22日—6月21或22日赤纬逐日增大,到最大值+23 °26′称为夏至,6月21或22日—9月21或22日赤纬逐日减小,等于零时为秋分,9月21或22日—至12月21或22日赤纬继续减,至最小值-23 °26′为冬至,12月21或22日—3月21或22日赤纬逐日增加,又到零度时为春分。
太阳直射点在纬度北纬23 °26′到南纬23 °26′直接变化。
()[]17398563.0cos 39795.0sin -⨯=N δ,式中N 为日数,自1月1日开始计算。
3.太阳高度角的计算公式:sin h =sin φ sin δ+cos φ cos δ cos t1.1 变量解释:h 表示太阳高度角δ表示太阳赤纬φ表示观测地地理纬度t表示地方时(时角)1.2 名词解释1.2.1 太阳高度角:对于地球上的某个地点,太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间夹角,专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。
1.2.2 太阳赤纬太阳赤纬又称赤纬角,是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。
其计算方法为:(注:北纬为正,南纬为负)一年内任何一天的赤纬角δ可用下式计算:sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)]。
太阳方位角的计算太阳方位角是用来描述太阳在地平面上的位置的一个参数。
它是从南方开始计算的,逆时针方向为正,顺时针方向为负。
太阳方位角的计算涉及到太阳的赤纬、赤经、地理纬度以及时间等多个因素。
太阳的赤纬是指太阳在黄道上的纬度,它是太阳在赤道上的投影与地球赤道面之间的夹角。
太阳的赤经是指太阳在黄道上的经度,它是太阳从春分点起算的角度。
地理纬度是指地球上某一点与赤道之间的夹角,它可以用来确定观测点的位置。
太阳方位角的计算涉及到太阳的赤纬、赤经、地理纬度以及时间等因素。
首先,需要确定观测点的地理纬度。
然后,根据观测点的地理纬度和时间,可以计算出太阳的赤纬和赤经。
接下来,可以利用太阳的赤纬、赤经和观测点的地理纬度,通过一些数学公式来计算太阳的方位角。
具体来说,太阳的方位角可以通过以下公式来计算:cos(A) = sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(H)其中,A表示太阳方位角,δ表示太阳赤纬,φ表示观测点的地理纬度,H表示太阳的时角。
太阳的时角可以通过以下公式来计算:H = LST - α其中,LST表示当地的平太阳时,α表示太阳的赤经。
太阳的赤经可以通过以下公式来计算:α = θ + λ其中,θ表示当地的平太阳时角,λ表示观测点的经度。
根据以上公式,我们可以通过一系列计算来得到太阳方位角的数值。
需要注意的是,太阳方位角的数值是相对于南方的,逆时针方向为正,顺时针方向为负。
同时,太阳方位角的数值是在一天中不断变化的,因此需要根据具体的时间来计算。
太阳方位角的计算对于很多领域都是非常重要的。
在航海、航空、地理测量等领域,太阳方位角可以用来确定观测点的位置和方向。
在太阳能利用领域,太阳方位角可以用来确定太阳能板的朝向,从而最大程度地接收太阳辐射能。
此外,太阳方位角的计算还可以用于天文学研究,帮助确定天体的位置和运动。
太阳方位角的计算涉及到太阳的赤纬、赤经、地理纬度以及时间等多个因素。
3太阳定位软件计算原理输入内容GMT (格林尼治时间)GMT纬度:(推算船位的纬度)ϕc1,经度:(推算船位的经度)λc1眼高:(测着眼高,距离海平面的高度) e时角t T赤纬δT时角超差∆赤纬超差∆观测高度h s⊙i+s第一步,计算原始数据分秒改正∆t1= 14︒59'.0 * GMT中的分钟/60超差改正∆t2= GMT中的分钟*时角超差∆/60超差改正∆δ= GMT中的分钟*赤纬超差∆/60太阳格林时角=时角t T +分秒改正+超差改正∆t1太阳地方时角=太阳格林时角±λc1(东加西减)第二步,计算高度方位Dec= δT+ ∆δ计算高度sinh c =sin ϕC1..sinDec+cos ϕC1.cosDec.cosLHA计算方位c c1c1c c tanh tan cosh cos Dec sin cosA ϕϕ-= A c =第三步计算真高度h s ⊙i+sd 眼高差 查表后内插得出Tcor 太阳星体高度综合改正查表内插得出+ Acor 太阳高度补充改正查表内插得出h t不清楚的话,请找航海学的课本扫描下,因船上条件有限,只能这样了。
太阳星体高度综合改正第四步计算截距值h t-h cDhGMT (格林尼治时间 ) 2006年 GMT 6月22日 02时21分18秒 纬度:(推算船位的纬度) ϕc1,32︒16'.0N , 经度:(推算船位的经度) λc1122︒15'.0E 眼高:(测着眼高,距离海平面的高度) e15.6m时角t T 209︒31'.9赤纬 δT 23︒26'.4N 时角超差∆ ∆+0'.9赤纬超差∆ ∆+0'.0观测高度h s ⊙ 67︒50'.8i+s =-0'.7。
第一步,计算原始数据分秒改正∆t 1= 14︒59'.0 * GMT 中的分钟/60= ∆t 1 5︒19'.1时角超差改正∆t 2 = GMT 中的分钟*时角超差∆/60= ∆t 2 0'.3赤纬超差改正∆t 2= GMT 中的分钟*赤纬超差∆/60=∆δ + 0'.0太阳格林时角=时角t T +分秒改正∆t 1+时角超差改正∆t 2t T 209︒31'.9∆t 1 5︒19'.1∆t 2 0'.3GHA 214︒51'.3太阳地方时角=太阳格林时角±λc1(东加西减)GHA 214︒51'.3λc1 122︒15'.0ELHA 337︒06'.3 = 22︒53'.7E第二步,计算高度方位Dec= δT + ∆δδT 23︒26'.4N∆δ + 0'.0Dec 23︒26'.4N计算高度sinh c =sin ϕC1..sinDec+cos ϕC1.cosDec.cosLHA=0.9270421279h c =67 ︒ 58'.7计算方位01809362.0tanh tan cosh cos Dec sin cosA c c1c1c c -=-=ϕϕ=-0.306328962A c =107 ︒ .8NE计算真高度h s⊙i+sd 查表得出Tcor 查表得出+ Acor 查表得出h th s⊙ 67︒50'.8 i+s - 0'.7d - 7'.0 Tcor + 15'.6 Acor - 0'.2h t 67︒58'.5计算截距值h t 67︒58'.5h c 67︒58'.7Dh - 0'.2太阳中天高度求纬度2006年6月22日,ZT 1020,推算船位:ϕc132︒16'.0N,λc1122︒15'.0E,CA090︒,V15kn,e=15.6m,查航海天文历,太阳中天时刻12 h 02 m,i+s=-0'.7。
假如给出当前位置的经度、纬度和准确的天文时间,用什么方式计算出太阳当前的位置呢?例如算出类似于方位角和高度角的数据?实际中使用希腊字符表示经纬度,不过为了输入方便,我改用XYZ表示.X是地方纬度,Y是太阳赤纬,t是时角,z=90度-h高度h,方位角A,则sinh=sinXsinY+cosXcosYcostsinA=cosYsint/coshcosA=(sinXsinh-sinY)/(cosXcosh)具体的可以在网上搜示意图或这本书《天文学新概论》苏宜编著华中理工大学出版社 2000年8月第一版 P52的章节第24章太阳位置计算[许剑伟于家里 2008-3-30下午]一、低精度计算:当计算精度要求为0.01度,计算太阳位置时可假设地球运动是一个纯椭圆,也就说忽略月球及行星摄动,计算表达如下。
设JD是儒略日数,可以用第7章表述的方法计算。
T为J2000起算的儒略世纪数:T = (JD-2451545.0)/36525计算时要保留足够的小数位数,5位小数是不够的(除非所需的太阳黄经的精度要求不高),注意,T表达为儒略世纪数,所以T误差0.00001相当于0.37日。
接下来,太阳几何平黄经:Lo = 280°.46645 + 36000°.76983*T + 0°.0003032*T^2 (Date平分点起算)太阳平近点角: M = 357°.52910 + 35999°.05030*T - 0°.0001559*T^2 -0°.00000048*T^3地球轨道离心率: e = 0.016708617 - 0.000042037*T - 0.0000001236*T^2太阳中间方程:C = +(1°.914600 - 0°.004817*T -0°.000014*T*T) * sin(M)+(0°.019993 - 0°.000101*T) * sin(2M)+ 0°.000290*sin(3M)那么,太阳的真黄经是:Θ = Lo + C真近点角是: v = M + C日地距离的单位是"天文单位",距离表达为:R = 1.000001018 (1-e^2) / (1+e*cos(v)) ……24.5式式中的分子部分的值变化十分缓慢。
当地平太阳计算规则当地平太阳计算规则是指一种计算当地太阳高度和方位角的方法,它是太阳高度角和太阳方位角的计算基础。
太阳高度角是太阳光线与地平面的夹角,太阳方位角是太阳光线在地平面上的投影与正南方向的夹角。
这些参数对于天文学、气象学、地理学等领域的研究具有重要意义。
下面是一些常用的当地平太阳计算规则的参考内容:1. 太阳高度角的计算:太阳高度角的计算可以使用简化公式或数学模型来进行。
其中一个常用的简化公式是:h = 90° - φ - δ其中,h表示太阳高度角,φ表示当地的纬度,δ表示太阳的赤纬。
这个公式是根据太阳垂直入射光线于地面法线成90°的原理推导得出的。
2. 太阳方位角的计算:太阳方位角的计算可以采用不同的方法,其中常用的方法之一是太阳时角法。
太阳时角是太阳光线通过正午点(太阳最高点)的时间差,可以通过以下公式计算:ω = 15° × (t-12)其中,ω表示太阳时角,t表示当地的时间。
然后,太阳方位角可以通过以下公式计算:α = arctan(sinω / (sinφ*cosω - tanδ*cosφ))其中,α表示太阳方位角,φ表示当地的纬度,δ表示太阳的赤纬。
3. 太阳的赤纬的计算:太阳的赤纬表示太阳在黄道面上的纬度,它的计算可以使用以下公式:δ = arcsin(sinε*sinλ)其中,δ表示太阳的赤纬,ε表示黄赤交角,λ表示太阳的黄经。
黄赤交角是地球自转轴和黄道面法线之间的夹角,可以通过天文参数表中的数据来获取。
4. 应用额外补偿:在实际应用中,需要考虑一些修正因素来更准确地计算当地平太阳。
例如,考虑大气折射、地球轴倾角、时差等修正因素可以提高计算结果的精度。
5. 使用编程软件进行计算:在实际应用中,人们通常会借助计算机编程软件来进行当地平太阳的计算。
例如,使用Python等编程语言编写计算程序,通过输入当地经纬度和时间等参数,可以得到相应的太阳高度角和方位角。
当地正午太阳高度角计算公式好嘞,以下是为您生成的文章:咱们平常生活中啊,太阳高高挂在天上,可你有没有想过,在咱们所处的这个地方,正午的时候太阳到底在头顶上方多高的位置呢?这就得提到“当地正午太阳高度角计算公式”啦。
要说这个公式,那咱们先得搞清楚几个概念。
啥是太阳高度角?简单来说,就是太阳光线和地平面的夹角。
而正午太阳高度角呢,就是中午 12 点时的这个夹角。
那当地正午太阳高度角咋算呢?公式是:H = 90° - |φ - δ| 。
这里面的 H 就是正午太阳高度角,φ 是当地的地理纬度,δ 是太阳直射点的纬度。
举个例子啊,比如咱们在夏至这一天,假设咱们在北纬 30 度的地方。
夏至的时候太阳直射北回归线,也就是北纬23°26′。
那咱们来算算这一天当地的正午太阳高度角。
先算|φ - δ| ,也就是 |30° - 23°26′| ,这一算,大概是6°34′。
然后再用 90°减去这个数,90° - 6°34′ ,得出的结果就是这一天当地的正午太阳高度角啦。
我记得有一次,我带着一群小朋友在操场上做这个计算的小实验。
那天天儿特别好,阳光灿烂的。
我先给小朋友们讲了讲这个公式的原理,看着他们一脸懵的样子,我心里直乐。
然后我们就开始实际操作啦。
我拿着一个大的量角器,让小朋友们分成小组,一个小朋友负责记录,一个小朋友拿着一根长长的杆子立在地上,还有几个小朋友负责看准时间和测量影子的长度。
到了中午 12 点,大家忙得不亦乐乎。
有个小朋友着急地喊:“老师,影子太短啦,不好量!”我笑着告诉他:“别着急,慢慢来,咱们就是要通过这个实验感受一下太阳高度角的变化。
”最后,我们根据测量的数据,再结合公式,算出了大概的正午太阳高度角。
虽然和准确值有点小偏差,但小朋友们都特别兴奋,觉得自己好像发现了什么大秘密。
其实啊,这个当地正午太阳高度角的计算公式在咱们生活里用处还挺大的。
计算太阳⾼度⾓和太阳⽅位⾓确定太阳在天空中的位置地球绕太阳公转,由于地轴的倾斜,地轴与公转轨道平⾯始终保持着⼤概66°34′的夹⾓,这样,才引起太阳直射点在南北纬23°26′之间往返移动,并决定了太阳可能直射的范围:春分、秋分⽇,太阳直射⾚道,即直射点的纬度为0°。
冬⾄⽇,太阳直射南回归线,即直射点的纬度为23°26′S,夏⾄⽇,太阳直射北回归线,即直射点的纬度为23°26′N。
春分⽇左右,太阳位于黄经0°(春分点)时。
春分,每年公历⼤约为3⽉20⽇左右公历6⽉21⽇左右⽇左右。
夏⾄这天,太阳运⾏⾄黄经90夏⾄是⼆⼗四节⽓之⼀,在每年公历夏⾄度(夏⾄点,⽬前处在双⼦座),太阳直射地⾯的位置到达⼀年的最北端,⼏乎直射北回归线,此时,北半球各地的⽩昼时间达到全年最长。
公历9⽉22~24⽇。
太阳在这⼀天到达黄经180度,直射地球⾚道,因秋分秋分,每年的公历此全球⼤部分地区这⼀天的24⼩时昼夜均分,各12⼩时。
秋分过后,太阳直射点开始由⾚道进⼊南半球,北半球开始昼短夜长,⼀天中⽩昼短于⿊夜;北极附近也即将迎来⼀年中连续6个⽉的漫漫长夜与连续6个⽉不灭的星空。
公历12⽉21~23⽇。
冬⾄,时间在每年的公历冬⾄同时,由于地球⾃转,各个时刻太阳的轨迹是不同的。
⼀般来说,同⼀纬度地区在相同的⽇期,正午的太阳⾼度⾓相对于其它时刻来说是最⼤的。
所以影响太阳⾼度⾓的因素有3个,⼀是纬度,⼆是⽇期、三是时刻。
如在冬⾄、夏⾄⽇,太阳直射北回归线,北回归线地区相同时刻的⾼度⾓要⾼于该地区相同时刻不同⽇期的⾼度⾓。
⾃然,在相同⽇期,相同纬度地区中午时刻的⾼度⾓最⾼。
太阳在天空中的位置可以由太阳⾼度⾓和太阳⽅位⾓来确定。
太阳⾼度⾓⼜称太阳⾼度、太阳俯仰⾓,是指太阳光线与地表⽔平⾯得之间的夹⾓。
太阳⽅位⾓即太阳所在的⽅位,是指太阳光线在地平⾯上的投影与当地⼦午线的夹⾓,可以近似看作是树⽴在地⾯上的直线在阳光下的阴影与正南⽅向的夹⾓。
太阳方位角计算公式详解大家有没有想过一个问题,已知观测者的位置(地理坐标(b,l)),天体的位置也已知(赤道坐标(α,δ)),怎么求在某一给定时间(utc (y-m-d,h:m:s))天体的方位角和高度角(A,h)?其实这个问题就是坐标系的变换,就是如何把以观测者为中心的天体的赤道坐标系(α,δ)转到地平坐标系(A,h),直接想象怎么转换的话是有点困难的,我们可以借助一个中间的坐标系,时角坐标系(t,δ),来实现二者的转换。
1.赤道坐标系转到时角坐标系时角坐标系和赤道坐标系的第二个坐标参数赤纬是相同的,不同的是第一个参数时角t和赤经α,不过时角t和和赤经α可以通过恒星时 tγ来联系起来,即 tγ=α+t ,即任一天体的赤经加上其时角就等于恒星时,从而 t=tγ−α ,恒星时其实就是春分点的时角,所以要实现时角t和赤经α的转换,首先要求恒星时,恒星时和utc之间通过儒略日jd联系起来。
utc时间和儒略日的关系为: jd=1721013.5+367×y−int{74[y+int(m+912)]}+d+h24+int(275×m9)或者:jd=int(365.25×y)+int[30.6001×(m+1)]+d+h24+1720981.5其中y,m,d分别代表年月日,h=h+m/60+s/3600(此处m代表分钟)格林尼治恒星时和儒略日之间的关系为:S=S0+M(1+μ)上面这个公式以时间(小时:分钟:秒)为单位,可以把其中的分钟和秒化为小时,这样就可以使用一个数字表示;下面还要把时间转为对应的角度,小时转为角度只需乘以15。
其中:日世界时时时的恒星时S0:d日世界时0时时的恒星时S0=6h41m50s.54841+8640184s.812866×Tu+0s.0931044×Tu2−6s.2×10−6Tu3=6.697374558h+2400.05134h×Tu+0h.000025862333×Tu2−0.000000001722222h×Tu3 Tu=du/36525 (36525约为100年的天数)du=jd−2451545.0 (2451545.0为UTC2000年1月1日12时的儒略日数)所求日期当天时的儒略日数jd:所求日期当天0时的儒略日数世界时为时M:世界时为M时M=h+m/60.0+s/3600.0:平太阳日和恒星日的比例关系1+μ:平太阳日和恒星日的比例关系(由于地球公转导致平太阳日大于恒星日,一回归年多一天)1+μ≈366.2422365.2422≈1.0027304336格林尼治恒星时转到地方恒星时:(恒星时是顺时针增大,经度是逆时针增大,所以加,这里的单位是角时)tγ=S+l天体的时角为:(赤经加上时角等于恒星时)t=S+l−α。
求太阳位置计算公式太阳位置计算公式。
太阳是我们太阳系中最重要的星体之一,它对地球的生态系统和气候产生了深远的影响。
因此,了解太阳的位置对于很多领域都是至关重要的,比如农业、建筑、航海和天文学等。
在这篇文章中,我们将探讨太阳位置的计算公式,以便更好地理解太阳的运动规律。
首先,我们需要了解一些基本的天文学概念。
地球围绕太阳运转,因此太阳的位置是随着时间和地点的变化而变化的。
太阳的位置可以用两个参数来描述,太阳的高度角和方位角。
太阳的高度角是指太阳在天空中的高度,通常是以地平线为基准的角度。
而太阳的方位角则是指太阳在地平面上的方向,通常是以正北方向为基准的角度。
为了计算太阳的位置,我们需要使用一些基本的天文学公式。
首先,我们需要知道地球的自转轴与公转轨道之间的倾角,这个倾角约为23.5度。
其次,我们需要知道地球的自转周期,也就是一天的长度,约为24小时。
最后,我们需要知道地球围绕太阳公转的周期,也就是一年的长度,约为365.25天。
有了这些基本的参数,我们就可以开始计算太阳的位置了。
首先,我们需要计算太阳的赤纬和赤经。
赤纬是指太阳在赤道平面上的投影角度,而赤经则是指太阳在黄道平面上的投影角度。
这两个角度可以通过以下公式来计算:sin(δ) = sin(ε) sin(θ)。
cos(α) = cos(θ) cos(δ) / cos(φ)。
其中,δ表示太阳的赤纬,ε表示地球的自转轴与公转轨道的倾角,θ表示太阳的赤纬角,α表示太阳的赤经,φ表示观测点的纬度。
通过这两个公式,我们就可以得到太阳的赤纬和赤经了。
接下来,我们可以计算太阳的高度角和方位角了。
太阳的高度角可以通过以下公式来计算:sin(α) = sin(δ) sin(φ) + cos(δ) cos(φ) cos(H)。
其中,H表示太阳时角,可以通过以下公式来计算:H = 15 (t 12) + λ。
其中,t表示当地的时间,λ表示当地的经度。
通过这两个公式,我们就可以得到太阳的高度角了。
太阳位置求算公式与计算举例默认分类2009-11-14 21:04:44 阅读393 评论2 字号:大中小订阅太阳位置求算公式与计算举例杨齐聪在新农村建设和城市高楼群落的规划设计中,为了解决土地利用率与满足采光通风最低要求的矛盾,常会遇到各幢楼房各部位的采光时间和日墙方位角的计算。
太阳位置可由太阳高度角hs和方位角αs决定,根据球面三角基本公式可得:一、太阳高度角hs求算公式Sinhs=sinδsinφ+cosδcosφcosω (1)式中δ为太阳赤纬,表示太阳光线与地球赤道面的夹角,一年四季每天都在变动着,冬至日δ=-23°27′,春分日和秋分日δ=0°,夏至日δ=23°27′;φ为测点纬度,如北京φ=39°48′、西安φ=34°18′、上海φ=31°10′、杭州φ=30°19′、临海φ=28°51′、福州φ=26°05′、台北φ=25°20′、广州φ=23°08′;ω为太阳时角,以当地正午为0°,上午为负,每小时-15°,下午为正,每小时+15°,ω在赤道面上每小时变化为=15°,ω所表示的是真太阳时,与时钟不同。
现举例计算于下:1.求北纬30°地方冬至日正午时刻和下午1时、2时(均指地方时)的太阳高度角。
①正午时刻太阳时角为0°,即ω=0°将δ=-23°27′、φ=30°、ω=0°代入(1)式得Sinh正午=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos0°=-0.3979×0.5+0.9175×0.8660×1=-0.19895+0.79456=0.5956h正午=36°33′(查正弦数学用表所得,下同)则北纬30°地方冬至日正午时刻的太阳高度角为36°33′;②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°,即ω=15°得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos15°=-0.19895+0.79456×0.9659=-0.19895+0.7675=0.5685h下午1时=34°39′则北纬30°地方冬至日上午11时和下午1时(均指地方时,下同)的太阳高度角为34°39′;③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°,即ω=30°得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin30°+cos(-23°27′)cos30°cos30°=-0.19895+0.79456×0.8660=-0.19895+0.6881=0.4892h下午2时=29°17′则北纬30°地方冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为29°17′;2.求浙江临海市冬至日正午和下午1时、2时(均指地方时)的太阳高度角。
临海城关位在北纬28°51′,即φ=28°51′①正午时刻太阳时角ω=0°将δ=-23°27′、φ=28°51′、ω=0°代入(1)式得Sinh正午=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos0°=-0.3979×0.4826+0.9175×0.8755×1=-0.1920+0.8033=0.6113h正午=37°41′则临海冬至日正午时刻的太阳高度角为37°41′;②下午1时(上午11时与此高度角同),太阳时角为15°,即ω=15°得Sinh下午1时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos15°=-0.1920+0.8033×0.9659=-0.1920+0.7759=0.5839h下午1时=35°44′则临海冬至日上午11时和下午1时的太阳高度角为35°44′;③下午2时(上午10时与此高度角同),太阳时角为30°,即ω=30°得Sinh下午2时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos30°=-0.1920+0.8033×0.8660=-0.1920+0.6957=0.5037h下午2时=30°15′则临海冬至日上午10时和下午2时的太阳高度角为30°15′。
今列冬至日各纬度各时次的太阳高度角表于下,见表-1表-1 冬至日各纬度各时次的太阳高度角表二、太阳赤纬δ求算公式δ(n)=0.0063218-0.4057476cos(+0.1532310)-0.0058798 cos(+0.2070988)-0.0032334 cos(+0.6201293) (2)式中n为一年中某日的日期序数,所求的太阳赤纬是个平均值,单位是弧度,实际使用时应化为度才是。
日常使用中,太阳赤纬δ一般可查阅太阳赤纬表所得,也可从地球仪上的黄道线上所标的日期所在位置读取纬度数值所得,不需另行计算,今列24节气所在日的太阳赤纬δ值于下,见表-2。
表-2 二十四节气所在日的太阳赤纬δ值三、太阳方位角αs求算公式sinαs= 或cosαs= (3)式中ω为太阳时角,δ为太阳赤纬,h为太阳高度角,φ为地球上某一测点的纬度。
1、求浙江临海冬至日下午3时(指地方时,下同)的太阳高度角h下午3时和方位角α下午3时以及东南朝向垂直外墙(或窗面)的太阳光线入射角i下午3时的值。
解①将临海的纬度φ=28°51′、冬至日δ=-23°27′、下午3时的ω=45°代入(1)式,求太阳高度h下午3时的值。
得Sinh下午3时=sin(-23°27′)sin28°51′+cos(-23°27′)cos28°51′cos45°=-0.3979×0.4826+0.9175×0.8755×0.7071=-0.1920+0.5680=0.3760h下午3时=22°05′则临海冬至日下午3时的太阳高度角为22°05′。
②将h=22°05′,ω=3×15°=45°,δ=-23°27′代入(3)式,求冬至日下午3时的太阳方位角α下午3时的值。
得sinα下午3时= = =0.7002则α下午3时=44°27′或是cosα下午3时== = =0.7137=h下午3时=44°28′则临海冬至日下午3时的太阳方位角为南偏西44°28′③太阳光线入射角i表示太阳光线与墙面法线(或窗面法线)n的夹角,太阳光线入射角i 求算公式为:cosi=sinhscosε+coshssinεcosθ (4)式中hs为太阳高度角,临海冬至日下午3时h下午3时=22°05′ε为墙面与水平面的夹角,当墙面垂直与水平面时,ε=90°θ为日墙方位角,即太阳光与墙面法线两者在水平面上投影间的夹角,即θ=太阳方位角α-墙面方位角β,东南朝向的墙面方位角β为-45°(正南为0°,偏东为负,偏西为正)今将hs=22°05′、ε=90°、θ=α-β=44°27′-(-45°)=89°27′代入(4)式得cosi下午3时=sin22°05′cos90°+cos22°05′sin90°cos89°27′因cos90°=0,sin90°=1,则上式变为cosi下午3时=cos22°05′cos89°27′=0.9266×0.0096=0.0089i下午3时=89°31′则临海冬至日下午3时太阳光对东南朝向的墙面入射角89°31′2、求上海10月1日下午3时的太阳高度角h下午3时和方位角α下午3时以及东南朝向垂直外墙上的太阳光线入射角i下午3时的值。
解①将上海的纬度φ=31°10′,10月1日的太阳赤纬δ=-2°54′、下午3时的太阳时角ω=3×15°=45°代入(1)式,求出此时的太阳高度h下午3时的值。
得Sinh下午3时=sin(-2°54′)sin31°10′+cos(-2°54′)cos31°10′cos45°=-0.0506×0.5175+0.9987×0.8557×0.7071=-0.02619+0.60427=0.5780h下午3时=35°18′则上海10月1日下午3时的太阳高度角为35°18′。
②将h=35°18′,太阳时角ω=3×15°=45°,δ=-2°54′代入(3)式,求太阳方位角α下午3时的值。
得sinα下午3时= = =0.8653α下午3时=59°55′则上海10月1日下午3时的太阳方位角在南偏西59°55′。
③将h=35°18′、ε=90°(墙面垂直于地面)、β=-45°、θ=α-β=59°55′+45°=104°55′代入(4)式,求此时太阳光线对东南朝向墙面的入射角i下午3时。
得cosi下午3时= sinhscosε+coshssinεcosθ=sin35°18′cos90°+cos35°18′sin90°cos104°55′= cos35°18′cos104°55′=0.8161×(-0.2574)=-0.2101i下午3时=180°-77°53′=102°07′则上海10月1日下午3时太阳光对东南朝向的墙面入射角为102°07′。