太阳方位角计算公式

1 / 26

一、直线定向 1、正、反方位角换算 对直线而言，过始点的坐标纵轴平行线指北端顺时针至直线的夹角是的正方位角，而过端点的坐标纵轴平行线指北端顺时针至直线的夹角则是的反方位角,同一条直线的正、反方位角相差,即同一直线的正反方位角 ＝ (1-13〉 上式右端，若〈，用“＋”号,若，用“－”号。

2、象限角与方位角的换算

一条直线的方向有时也可用象限角表示。所谓象限角是指从坐标纵轴的指北端或指南端起始,至直线的锐角，用表示，取值范围为.为了说明直线所在的象限，在前应加注直线所在象限的名称.四个象限的名称分别为北东。象限角和坐标方位角之间的换算公式列于表1—4。

表1—4 象限角与方位角关系表

象 限 象限角与方位角换算公式

第一象限 〈NE） =

第二象限

第三象限

第四象限

3、坐标方位角的推算

测量工作中一般并不直接测定每条边的方向，而是通过与已知方向进行连测，推算出各边的坐标方位角。

设地面有相邻的、、三点，连成折线〈图1-17），已知边的方位角，又测定了和之间的水平角，求边的方位角，即是相邻边坐标方位角的推算。

水平角又有左、右之分,前进方向左侧的水平角为，前进方向右侧的水平角。 2 / 26

设三点相关位置如图1-17(〉所示,应有

＝＋＋ (1—14〉

设三点相关位置如图1-17(〉所示，应有

＝＋＋－＝＋－ (1-15〉

若按折线前进方向将视为后边,视为前边，综合上二式即得相邻边坐标方位角推算的通式：

＝＋ （1-16〉

显然,如果测定的是和之间的前进方向右侧水平角，因为有＝－，代入上式即得通式

＝－ （1—17〉

上二式右端,若前两项计算结果<，前面用“＋”号，否则前面用“－”号。 二、坐标推算

1、坐标的正算

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）。

太阳方位角计算公式是什么

太阳方位角计算公式是什么

太阳方位角是太阳所在的方位，有很多的高中生不知道太阳方位角的计算方法。下面是店铺为你精心推荐的太阳方位角计算公式的内容，希望对您有所帮助。

太阳方位角计算公式

太阳高度角hs：

sinhs=sinφ·sinδ+cosψ·cosδ·cosΩ

式中 hs-太阳高度角

φ-地理纬度

δ-赤纬

Ω-时角

2,求太阳方位角As

COSAs= sinhs·sinψ-sinδ/(coshs·cosψ)

As-太阳方位角

太阳方位角的测定方法

对于中国区域，早上太阳光从东边射来，中午太阳光从南边射来，傍晚太阳光从西边边射来，早上的太阳方位角在90°左右(但一年当中，有一定的角度范围变化)，正中午的太阳方位角在180°(正南方)，傍晚的太阳方位角在270°左右(但一年当中，有一定的角度范围变化)。例如北京处在北纬约40°，一年中，早上的.太阳方位角变化量约为90°±31°。

对于陆地卫星系统而言，如美国的Landsat TM/ETM+，该卫星的过境(中国)时间大概是早上到中午之间，因此其太阳方位角一般在0°和90°之间。

对于地球上任何位置，当太阳处于春分点或秋分点，即太阳赤纬是0°的时候，初升的太阳方位角是90°整，正午太阳方位角是180°，落日的时候太阳方位角是270°。

对北半球而言，当太阳赤纬大于0°的时候太阳从东偏北方向升起，此时太阳方位角小于90°，中午180°，落日时太阳方位角大于270°。当太阳赤纬小于0°的时候太阳从东偏南方向升起，此时太阳方位角大于90°，中午180°，落日时太阳方位角小于270°。

日地距离计算公式

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

太阳跟踪系统⽅位⾓和⾼度⾓的计算

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。正是由于这⼀原因形成了每⽇中午时刻太阳⾼度的不同，以及随之⽽来的四季的变迁。太阳⾼度的变化可以从图1中形象地看到。图中⽇地中⼼的连线与⾚道⾯间的夹⾓每天（实际上是每⼀瞬间）均处在变化之中，这个⾓度称为太阳⾚纬⾓。它在春分和秋分时刻等于零，⽽在夏⾄和冬⾄时刻有极值，分别为正负23.442°。