太阳位置的计算

太阳位置的计算：参考2007年中国天文年历（基本历表采用DE405）

一、时间计算

1.求出儒略日JD

在计算时，采用J2000.0（2000年1月1.5日TDB ，即2000年1月1日12h ，即儒略日2451545.0JD TDB =）作为起算点，也就是基准历元。

下面的方法对正数年和负数年都有效，负的儒略日数除外。

设Y 为给定年份，M 为月份，D 为该月日期（可以带小数）。

若2M >，Y 和M 不变.

若 1M = 或2，以1Y -代Y ，以12M +代M 。

换句话说，如果日期在1月或2月，则被看作是在前一年的13月或14月。

对格里高利历，有 (

)100Y A INT =，2()4

A B A INT =-+ 对儒略历，取0B =。

要求的儒略日JD 为：

(365.25(4716))(30.6001(1))1524.5JD INT Y INT M D B =?++?+++- 2.从J2000.0 起算的儒略世纪数T

2451545.0

36525JD T -=

二、太阳平均轨道根数

1.太阳赤道偏心率

20.01670862-0.00004204-0.000000124s e T T =??

2.太阳平近点角

'''''''2''303573144.76129596581.04-0.562-0.012 s M T T T =?+???

''''2''30357.5291129596581.04-0.562-0.012 s M T T T =?+???

3.平黄赤交角0ε

'''''''2''30232621.44846.8150.000590.001813T T T ε=?-?-?+?

''''2''3023.439291146.8150.000590.001813T T T ε=?-?-?+?

4.月亮升交点的平黄经n Ω

''2''3125.044555016962890''.54317.47220.007702n T T T Ω=?-?+?+?

5.对于当天平春分点的太阳几何平黄经0s

'''''''202802759.21129602771.36 1.093s

L T T =?+?+?

''''20280.4664472129602771.36 1.093s

L T T =?+?+?

6.轨道半长轴

1.00000102a =

三、其他所需的天体轨道根数

1.日月平角距D

''''2''3297.850195471602961601.2090 6.37060.006593D T T T =?+?-?+?

2.金星的平近点角v M

250.4160941.602130343640.0013835v M d T =?+?+??

3.火星的平近点角m M

219.3730410.524020682190.0001759m M d T =?+?+??

其中，d 是相应的儒略日。

2451545.0d JD =-

四、太阳轨道根数的改正

1.太阳平近点角的摄动改正s M ?

''''6.4sin(251.420.2) 1.9sin(207.5150.3)s M T T ?=??+?+??+?

2.黄赤交角章动改正ε?

''9.2052331cos n ε?=?Ω

3.太阳黄经章动改正φ?

''17.2sin n φ?=-?Ω

4.中心差v

3243451113103(2)sin ()sin 2sin 3sin 444241296s s

s s s s s s s s e v e M e e M e M e M =-+-++ 5.太阳平黄经的主要摄动项

（1）长周期项

''''6.4sin(251.420.2) 1.9sin(207.5150.3)l L T T ?=??+?+??+?

（2）月亮摄动项

''6.6sin n L D ?=

（3）大行星主要摄动项

''''''5.5cos(148.322) 4.8cos(299.1) 2.0cos(343.922)

v s v s m s p L M M M M M M ?=?+-+?+-+?-+6.太阳黄经光行差的改正

''20.4955g s

L r ?= 其中太阳向径2

11.000001017781cos s s

s e r e f -=+ 太阳真近点角s f M v =+

五、太阳轨道参数

1.太阳平近点角

0s s s M M M =+?

2.黄赤交角

0εεε=+?

3.太阳视黄经

s l n p g L v L L L L λφ=+?++?+?+?+?

六、太阳赤道视坐标

由于太阳的黄纬很小，几乎为零，因此可以采用球面直角三角形公式直接将太阳视黄经转换为视赤经和视赤纬。

1.太阳赤经 arctan(cos tan )s RA ελ=

2.太阳赤纬 arcsin(sin sin )s Dec ελ=

其中：当cos 0s λ<时，太阳向径2

11.000001017781cos s s

s e r e f -=-+ 参考文献：

[1]张英，现代化的天文定位——计算机代替天文定位中的查表，中国水运，第07卷第01 期

[2]戴冉，基于新历元的高精度太阳坐标模型，大连海事大学学报，第22卷第2期

[3]中国科学院紫金山天文台，2007年中国天文年历，北京：科学出版社，2007.1

[4] Ibrahim Reda *, Afshin Andreas，2004，Solar position algorithm for solar radiation applications，Solar Energy 76 (2004) 577–589

日出方位角的判断及计算资料讲解

精品文档日出方位角的判断及计算纵观近年来各地的高考题和模拟试题，涉及日出方位角考查的题目不在少数，而这个知识点可以说是高中阶段自然地理的最难点之一，学生很难理解和掌握。下面本文就这个问题进行具体的阐述。日出方位角，即日出时，太阳所在方位与正东方向的夹角。根据太阳视运动图(图1)，可知：太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，全球太阳正东升正西落。然而，不同纬度的日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)到底多大？日出方位角与太阳直射点的纬度到底是什么关系？本文试图运用中学地理知识，定量研究一下日出方位角问题。图2表示太阳直射北回归线的日照情况。0号光线为直射北回归线的光线，光线①②③④⑤分别表示赤道、纬线圈A 、北极圈P 、纬线圈B 和南极圈Q 日出时刻光照情况。过P 、Q 图1 二分、二至日北半球(左)与赤道地区(右)太阳视运动示意图 S ③ c ′ c ′ c ′ e ′ Q 图2 ① ② ②′ ④ ⑤ A B N 赤道 P 1 2 3 a b c d o c ′ d ′

一、赤道地区日出方位角的大小 1、赤道夏至时的日出方位角的计算如图2，∵太阳直射北回归线∴∠1=23°26′ 辅助线ab与赤道共面，且在晨昏圈与赤道的交点a上与赤道相切。直线ab与光线①的夹角为∠2 又∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，∴∠2=∠1=23°26′ ∠2=23°26′的地理意义：夏至时，赤道地区日出方位为东偏北23°26′。 2、推论：赤道地区日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)的度数与太阳直射点的纬度度数相等。赤道地区，冬至时太阳直射23°26′S，日出方位角为23°26′，日出方位为东偏南23°26′。春秋分时太阳直射赤道，日出方位角为00，日出方位为正东。二、其它纬度日出方位角的大小变化规律 1、夏至日其它纬度日出方位角的计算如图2，辅助线cd、ef分别与纬线圈A、纬线圈B共面，且在地方时为6：00的经线与纬线圈A和纬线圈B的交点c、e处与纬线圈相切。直线cd与光线②′的夹角为∠3。 ∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，纬线圈彼此平行。 ∴∠3=∠2=23°26′。 ∠3=23°26′的地理意义：夏至时，纬线圈A上，地方时6：00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。同理，夏至时，纬线圈B上，地方时6：00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。这并不是纬线圈A、B日出时刻的太阳方位。光线②与纬线圈A的切线c′d′的夹角,才是纬线圈A日出时的方位角。这个角明显大于23°26′。在北极圈P上，光线③从正北方向照射，那里的日出方位偏离正东90°。 2、推论：赤道以外的其它地区，日出方位角的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。刚好发生极昼现象的地区偏离正东方90°，太阳从正北(或正南)方升起。三、一道典型错题的纠正题：下图为某地某日的太阳视运动示意图(图3)。已知∠A=20°,∠B=65°,则此地的地理纬度是 ( )。参考答案为：45°N。试题提供的参考解析：由∠A=20°可知，太阳直射 20°N，又由∠B=65°可知此日该地正午太阳高度为 65°。由H午=90°- 纬度差，推出该地与直射点的纬度差为250，所以该地纬度可能是50S或450N。再根据正午太阳位于正南方天空，排除50S。其实，除了赤道地区日出方位偏离正东方的度数与太阳直射点的纬度度数相等外，其N 图3 精品文档

卫星星历计算和轨道参数计算编程实习

专业：地图学与地理信息工程（印刷）班级：制本49—2 学号：3272009010 姓名：张连杰时间：2012/9/21 一、概述在C++6.0中建立基于单文档的MFC工程，利用简洁的界面方便地由卫星轨道根数计算卫星的实时位置和速度，并可以根据卫星的星历反求出卫星轨道根数。二、目的通过卫星编程实习，进一步加深理解和掌握卫星轨道参数的计算和卫星星历的计算方法，提高编程能力和实践能力。三、功能 1、由卫星位置与速度求取卫星轨道参数； 2、由卫星轨道参数计算卫星星历。四、编程环境及工具 Windows7环境，VC++6.0语言工具五、计划与步骤 1.深入理解课本上的星历计算方法和轨道根数的求取方法，为编程实习打下算法基础； 2.学习vc++对话框的设计和编程，解决实习过程中的技术难题； 3.综合分析程序的实现过程，一步步编写代码实现。六、程序异常处理 1.在进行角度转换时候出现的问题导致结果错误。计算三角函数时候先要把角度转换成弧度进行计算，最后输出结果的时候需要再把弧度转换回角度输出。 2.在计算omiga值得时候的错误。对计算出的omiga值要进行象限的判断，如果不符合条件要加或减一个周期pi（因为是反正弦函数）。七、原创声明本课程设计报告及相应的软件程序的全部内容均为本人独立完成。其间，只有程序中的中间参量计算值曾与同学共同讨论。特此声明。八、程序中的关键步骤和代码 1、建立基于单文档的名字为TrackParameter的MFC工程。 2、在资源视图里面增加一个对话框改属性ID为IDD_DIALOG1，在新的对话框IDD_DIALOG1上面添加控件按钮,并建立新的类CsatelliteDlg. 3、在菜单栏里面添加菜单实习一，并添加命令响应函数OnMenuitem32771()，在该函数中编写代码 CsatelliteDlg dlg; dlg.DoModal();

太阳周日视运动轨迹的绘制及计算

太阳周日视运动轨迹的绘制及计算洛阳市第十九中学（471000）王安周本刊在2015年第17期发表《日出日落时间和方位的计算及太阳周日视运动轨迹示意图的制作方法》 [1]，经过仔细阅读发现一些值得商榷的地方，比如日出太阳方位计算公式、赤道上日出方位、太阳周日视运动轨迹的绘制等。以地面观测者为中心，太阳“东升西落”，24小时绕地轴并随天球旋转一周，其在天球上运行的轨迹称为太阳周日视运动(简称太阳周日圈)。借助天球坐标体系，对其构成要素、特点和绘制方法进行量化分析，实现了对其运动轨迹路径图准确绘制。一、太阳周日视运动轨迹探究地球仪地轴水平横放，固定粉笔垂直放于地球仪表面，拨动地球仪自转一周，记录留下痕迹；多次重复上述操作且更换粉笔颜色，观察留下的笔迹。表明地球仅自转，不同季节太阳直射点运动轨迹均为平行于纬线圈的一系列圆圈，范围介于南北回归线之间（图1）。图1 仅自转太阳直射点运动轨迹图2太阳周日视运动在天球上的投影地心天球是以地球球心为中心，以无限大为半径，内表面分布着各种各样天体的假想球体。为了研究方便，引入天球坐标体系，地球的地轴无限延伸与天球交点，分别为北天极和南天极，地球的赤道平面无限伸延与天球交线，就是天赤道[2]。若以地面观察者为中心，观测者和太阳连线无限延长与天球的交点，若把一太阳日内这些交点用平滑曲线连接起来，就是太阳周日视运动的轨迹，其实质上就是一天中太阳直射点移动轨迹在天球上投影（图2）。二、太阳周日视运动构成要素为了准确描绘太阳视运动的轨迹，假设观察点所在纬度为?，太阳直射点所在纬度为δ，天球半径为 R ，在图2基础上绘制图3a 、3b 、3c 。图3a 表示北纬?的地平圈上二分二至日太阳视运动轨迹分布图，图 3b 为图3a 的侧视结构图，可以揭示不同季节太阳视运动在天球中的位置，图3c 为太阳视运动轨迹在地平圈上的立体图，更加清晰表示不同季节太阳在天球中的位置。根据图3中信息，对太阳周日视运动的构成要素及其特点进行详细分析。（1）平行：由图3a 可知，在天球坐标系中，不同季节的太阳周日视运动圈都平行于天赤道，因此，相对于同一地平圈而言，太阳周日视运动轨道面都相互平行[3]；南回归线赤道北回归线粉笔图3 北纬?的地平圈上二分二至日太阳视运动轨迹分布图、结构图和立体图 E P O H C D G A 夏至冬至二分W C 冬至夏至天赤道二分北天极南天极

日出方位角的判断及计算

日出方位角的判断及计算纵观近年来各地的高考题和模拟试题，涉及日出方位角考查的题目不在少数，而这个知识点可以说是高中阶段自然地理的最难点之一，学生很难理解和掌握。下面本文就这个问题进行具体的阐述。日出方位角，即日出时，太阳所在方位与正东方向的夹角。根据太阳视运动图(图1)，可知：太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，全球太阳正东升正西落。然而，不同纬度的日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)到底多大？日出方位角与太阳直射点的纬度到底是什么关系？本文试图运用中学地理知识，定量研究一下日出方位角问题。图2表示太阳直射北回归线的日照情况。0号光线为直射北回归线的光线，光线①②③④⑤分别表示赤道、纬线圈A 、北极圈P 、纬线圈B 和南极圈Q 日出时刻光照情况。过P 、Q 的粗黑线椭圆为晨昏圈。图1 二分、二至日北半球(左)与赤道地区(右)太阳视运动示意图 ③ c ′ c ′ ① ② ②′ ④ ⑤ A B N 赤道 P 1 2 3 a b c d o c ′ d ′

一、赤道地区日出方位角的大小 1、赤道夏至时的日出方位角的计算如图2，∵太阳直射北回归线∴∠1=23°26′ 辅助线ab与赤道共面，且在晨昏圈与赤道的交点a上与赤道相切。直线ab与光线①的夹角为∠2 又∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，∴∠2=∠1=23°26′ ∠2=23°26′的地理意义：夏至时，赤道地区日出方位为东偏北23°26′。 2、推论：赤道地区日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)的度数与太阳直射点的纬度度数相等。赤道地区，冬至时太阳直射23°26′S，日出方位角为23°26′，日出方位为东偏南23°26′。春秋分时太阳直射赤道，日出方位角为00，日出方位为正东。二、其它纬度日出方位角的大小变化规律 1、夏至日其它纬度日出方位角的计算如图2，辅助线cd、ef分别与纬线圈A、纬线圈B共面，且在地方时为6：00的经线与纬线圈A和纬线圈B的交点c、e处与纬线圈相切。直线cd与光线②′的夹角为∠3。 ∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，纬线圈彼此平行。 ∴∠3=∠2=23°26′。 ∠3=23°26′的地理意义：夏至时，纬线圈A上，地方时6：00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。同理，夏至时，纬线圈B上，地方时6：00太阳光线与当地纬线夹角为23°26′。这并不是纬线圈A、B日出时刻的太阳方位。光线②与纬线圈A的切线c′d′的夹角,才是纬线圈A日出时的方位角。这个角明显大于23°26′。在北极圈P上，光线③从正北方向照射，那里的日出方位偏离正东90°。 2、推论：赤道以外的其它地区，日出方位角的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。刚好发生极昼现象的地区偏离正东方90°，太阳从正北(或正南)方升起。三、一道典型错题的纠正题：下图为某地某日的太阳视运动示意图(图3)。已知∠A=20°,∠B=65°,则此地的地理纬度是( )。参考答案为：45°N。试题提供的参考解析：由∠A=20°可知，太阳直射20°N，又由∠B=65°可知此日该地正午太阳高度为65°。由H午 =90°- 纬度差，推出该地与直射点的纬度差为250，所以该地纬度可能是50S或 450N。再根据正午太阳位于正南方天空，排除50S。其实，除了赤道地区日出方位偏离正东方的度数与太阳直射点的纬度度数相等外，其它地区，日出方位偏离正东方的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。该题中直射点的纬度应低于200N，该地纬度应低于450N。N S E A B W 图3

一种计算太阳的位置

一种太阳位置计算摘要一种新的太阳位置的准定算法。在考虑高浓度热力系统情况下，准确的太阳位置跟踪是非常重要的。在许多文献中发现简单的太阳位置的算法精确度在0.01度,而复杂的天文算法精度能0.0003度，但需要大量的计算。在本文中提出的算法是一个精密度在两者之间的情况(最大误差0.0027度),可以应用在所有的太阳能工程应用方面的计算当中,在太阳能工程计算中比较方便的快速算法。 1.引言这项太阳的位置算法的精度高(在2003-2023年这一段时间内，最大的误差0.0027度)和不复杂的算法。这种准确度应该够所有生活中太阳能工程的需要。在文献中找到的许多快速计算太阳位置的算法,用于工程应用。才发现他们需要的计算量较小,但他们最大的不足是通常误差大0.01度。Spencer公式(Spencer,1971年)达到最大误差超过0.25度；Pitman和Vant-Hull算(Pitman和Vant-Hull，1978年)减小误差到0.02度；Walraven算法（Walraven，1978年）,Walraven随后的修正,改进(Walraven,1979年,Archer,1980年;Wilkinson,1981年，1983年；Muir,1983年),误差在0.013度。Michalsky算法(Michalsky,1988年),用于比较准确的工作，最大误差0.011度；最后一个算法，SPA算法(Blanco-Muriel et al,2001年)最大误差0.008度。所有这些算法正确的计算时间为有限周期时间。例:1950-2050用Michalsky算法, 1995-2015用SPA算法。也有一些高精度天文算法,如Meeus(1988年)提出的数值计算方法, Reda和Andreas (2004年)有一种适合太阳能应用算法,众所周知的SPA(太阳的位置算法)。在很长一段时见(2000b.C.- 6000a.C)该算法最大误差小于0.0003度,但需要大量的计算。这样的精度会有一些应用,如校准pyranometers，用Reda和Andreas。在本文提出一种新的算法，在2003-2022年，误差在简单算法和精确算法之间，计算只是稍微复杂一些的快速算法。第二章,输入和输出算法数据,输入需要的一些精确数据。第三章，对该算法的步骤的描述。第四章,误差的算法和该算法与其他两种算法(Michalsky和PSA)的比较。太阳向量最大误差 0.0027度,标准的误差为0.001。这种准确度足够所有的工程应用,但是比SPA算法插上许多。2．输入和输出的数据, 该算法要求下列输入的数据: 一天的部分UT:UT(宇宙时,或者格林威治时间)时是格林威治午夜12点为标准的；分、秒都必须是转换成以分数表示的时。日期(天D,月M,几年Y)。 ?为UT与TT之差。TT（地球时）是来源于星历表，不是依靠地球的旋转。?是 ?=UT-TT 因为地球转动是不规则的减速,?增大,但不是规则的,?只能来确定测量和推断。这个算法,?必须用精确的算法。经度θ和纬度? (弧度)。压力P(atm)和温度T(C)。该算法是计算太阳的全局坐标(正确的上升α和偏角δ),当地坐标(时角h、天顶z与方位角Γ)考虑到atmospherical折射纠正。输入数据的一些精确度要求的可能被证明是有用的。地球方位的误差（θ和?）和UT(从地球旋转角取得)不影响太阳总体的位置(α和δ),但误差会影响到当地的位置:因此,这些数据应从高精度计算方法中获得(θ和?误差小于0.001度,UT的时间小于0.2s,推荐)。因为0.001纬度符合

太阳能电池最佳方位角与倾斜角完整版

太阳能电池最佳方位角与倾斜角 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

太阳能电池组件的方位角与倾斜角选定（1）由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为30～40％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。 1.方位角太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。方位角＝（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116） 10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时，日射量与时间推移的关系曲线。在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。 2.倾斜角倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。但是，和方位角一样，在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角（斜率大于50％-60％）等方面的限制条件。对于积雪滑落的倾斜角，即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况，因此，特别是在并网发电的系统中，并不一定优先考虑积雪的滑落，此外，还要进一步考虑其它因素。对于正南（方位角为0°度），倾斜角从水平（倾斜角为0°度）开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时，其日射量不断增加直到最大值，然后再增加

太阳能方位角的计算方法

太阳能方位角的计算方法由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为60～70％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。 1.方位角太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设臵场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设臵时土地的方位角、在屋顶上设臵时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布臵规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。方位角＝（一天

中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116）。在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。 2.倾斜角倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。但是，和方位角一样，在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角（斜率大于50％-60％）等方面的限制条件。对于积雪滑落的倾斜角，即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况，因此，特别是在并网发电的系统中，并不一定优先考虑积雪的滑落，此外，还要进一步考虑其它因素。对于正南（方位角为0°度），倾斜角从水平（倾斜角为0°度）开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时，其日射量不断增加直到最大值，然后再增加倾斜角其日射量不断减少。特别是在倾斜角大于50°～60°以后，日射量急剧下降，直至到最后的垂直放臵时，发电量下降到最小。方阵从垂直放臵到10°～20°的倾斜放臵都有实际的例子。对于方位角不为0°度的情况，斜面日射量的值普遍偏低，最大日射量的值是在与水平面接近的倾斜角度附近。以上所述为方位角、倾斜角与发电量之间的关系，对于具体设计某一个方阵的方位角和倾斜角还应综合地进一步同实际情况结合起来考虑。 3.阴影对发电量的影响一般情况下，我们在计算发电量时，是在方阵面完全没有阴影的前提下得到的。因此，如果太阳电池不能被日光直接照到时，那么只有

第24章太阳位置计算

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。要取得Date黄道坐标中太阳的视黄经λ，还应对Θ进行章动修正及光行差修正。如果精度要求不高,可用下式修正: Ω = 125°.04 - 1934°.136*T λ = Θ - 0°.00569 -0°.00478*sin(Ω) 某此时候,我们需要把太阳黄经转到J2000坐标中,在1900-2100年范围内可利用下式进行: Θ2000 = Θ- 0°.01397*(year-2000) 如果还想取得更高的转换精度(优于0.01度),那么你可以使用第25章的方法进行坐标旋转。Date黄道坐标中的太阳黄纬不超过1".2，如果对精度要求不是很高，可以置0。因此，太阳的地心赤经α及赤纬δ可以用下式(24.6式,24.7式)计算，式中ε是黄赤交角(由21章的21.2式计算)。 tanα= cosεsinΘ/ cosΘ……24.6式 sinδ= sinεsinΘ……24.7式如果要想得到太阳的视赤经及赤纬,以上二式中的Θ应换为λ，ε应加上修正量： +0.00256*cos(Ω) [译者注]:实际上就是对Θ补上黄经章动及光行差,ε补上交角章动后再转到赤道坐标中。也

太阳位置计算

卫星导航定位算法与程序设计实验报告

2013 级测绘工程专业卫星导航定位算法与程序设计实验报告实验名称：卫星导航基本程序设计班级：学号：姓名：实验时间： 2016年6月28日~2016年6月30 中国矿业大学

目录实验一时空基准转换 (2) 一、实验目的 (2) 二、实验内容 (2) 三、实验过程 (2) 四、实验感想 (6) 实验二RINEX文件读写 (6) 一、实验目的 (6) 二、实验内容 (7) 三、实验过程 (7) 实验三卫星轨道计算 (12) 一、实验目的 (12) 二、实验内容 (12) 三、实验过程 (12) 四、实验感想 (15)

实验一时空基准转换一、实验目的 1、加深对时空系统及其之间转换关系的理解 2、掌握常用时空基准之间的转换模型与软件实现 3、每人独立完成实验规定的内容二、实验内容本实验内容包括：内容一：编程实现GPS起点1980年1月6日0时对应的儒略日内容二：编程实现2011年11月27日对应的GPS周数与一周内的秒数内容三：在WGS84椭球的条件下，编程实现当中央子午线为117度时，计算高斯坐标x = 3548910.811290287, y = 179854.6172135982 对应的经纬度坐标？内容四：WGS84椭球下，表面x=-2408000; y=4698000;z= 3566000处的地平坐标系坐标为: e=704.8615;n=114.8683;u=751.9771的点对应的直角坐标为多少？三、实验过程 1.针对第一、二部分内容： 1.1解决思路：先建立” TimeStruct.h”的头文件，将格里高利历、GPS时间结构、儒略日时间结构共结构体的方式放在里面；在建立“TimeTr”的头文件，建立类“CTimeT r”，创建变量“GPS Time”、“Time”、”JulDay”，并且申明函数“TIME2JUL”、“TIME2GTIME”等，用这些函数分别实现所需要的转换。 1.2具体的实现函数： “TIME2JUL”函数： double CTimeTr::TIME2JUL()//TIME Time,JULIANDAY &JulDay { double m,y; double D; //h =Time.byHour+Time.byMinute/60.0+Time.dSecond/3600.00; if(Time.byMonth<=2) {

太阳位置的计算

太阳位置的计算：参考2007年中国天文年历（基本历表采用DE405）一、时间计算 1.求出儒略日JD 在计算时，采用J2000.0（2000年1月1.5日TDB ，即2000年1月1日12h ，即儒略日2451545.0JD TDB =）作为起算点，也就是基准历元。下面的方法对正数年和负数年都有效，负的儒略日数除外。设Y 为给定年份，M 为月份，D 为该月日期（可以带小数）。若2M >，Y 和M 不变. 若 1M = 或2，以1Y -代Y ，以12M +代M 。换句话说，如果日期在1月或2月，则被看作是在前一年的13月或14月。对格里高利历，有 ( )100Y A INT =，2()4 A B A INT =-+ 对儒略历，取0B =。要求的儒略日JD 为： (365.25(4716))(30.6001(1))1524.5JD INT Y INT M D B =?++?+++- 2.从J2000.0 起算的儒略世纪数T 2451545.0 36525JD T -= 二、太阳平均轨道根数 1.太阳赤道偏心率 20.01670862-0.00004204-0.000000124s e T T =?? 2.太阳平近点角 '''''''2''303573144.76129596581.04-0.562-0.012 s M T T T =?+??? ''''2''30357.5291129596581.04-0.562-0.012 s M T T T =?+??? 3.平黄赤交角0ε '''''''2''30232621.44846.8150.000590.001813T T T ε=?-?-?+? ''''2''3023.439291146.8150.000590.001813T T T ε=?-?-?+? 4.月亮升交点的平黄经n Ω

太阳高度角方位角计算公式

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。 ()() ()() 00002cos 6882.0cos 0924.72sin 9059.9sin 9857.10028.0θθθθ--+-=Q E （8）公式（8）中，0θ用公式（3）进行计算。

利用太阳准确定方位的简易方法

利用太阳准确定方位的简易方法（不用指南针最准确的定方位简易方法或室内空间怎么准确定方位）中南大学建筑与艺术学院吴俊霆一、背景住进新房子几年了，一直以来我没能准确的测得我家房子的正南正北方。在钢筋混凝土的大都市，尤其是在室内空间里用指南针工具来测定方位是很不准确的，基本上在室内不同的位置测得的指南向都不一致，因为墙面、地面和顶面的钢筋结构产生的磁场完全干扰了你指南针的磁场。你还能相信指南针吗？通过百度很多种不依赖指南针测方位的方法，不外乎就是陀螺经纬仪、GPS定位、用手表时针对太阳啦等等，总觉得不太理想或不好实现。通过理解和领悟我终于发现一种最易实现的方法，现分享给大家，说不定对你有帮助。现在介绍一种最简单易行的方法来准确测定正北方。理论来源还是网上流行的利用手表指针“时数折半对太阳，12指的是北方”的方法，说的是一年四季都适用，当然我觉得这是不准确的的说法，也是一种粗略的说法。其原理是：地球24小时自转360度，一小时转15度，而手表的时针总比太阳转得快一倍，依此原理，可用手表和太阳测定方位。具体方法：以当时的时间（24小时制）除以2，以得到的时间时针刻度对准太阳方向。这时12点刻度所指的方向就是北方。严格地讲，只有“春分（3月21日）”一整天、“秋分（9月23日）”一整天和“每天当地正午12点”的时候，以上的说方法才可以准确测定正北方。因为春分和秋分这两天太阳直射赤道，地球各地的昼夜平分，太阳早晨才从正东方升起，晚上从正在西方落下。春分以后，太阳直射点移向北半球，白昼渐长，黑夜变短，太阳升起和降落的方向也随之向北偏移。这种情况直到夏至日（6月22日）达到极端，而且愈是往北，方向偏离也愈大。夏至以后，又开始了相反的变化，到秋分日，日出日落才又恢复到正东和正西的方向上来。秋分以后，太阳直射点移向赤道以南，北半球的昼夜长短发生了与春分后相反的变化，日出日落的方向也随之发生南偏移，直到冬至日（12月22日）达到极端的情况。此后日出日落的方向便又开始逐渐恢复到正东和正西的过程，直到又一个春分日的到来。可见，随着太阳运动的情况不断变化，其照射方向或投影方向每天都在不断地变化着。而简单地利用手表指针“时数折半对太阳，12指的是北方”的方法来判断方向，确定的只是大概的方向，并不是确切的方向。

关于日出日落方位的计算与分析

关于太阳视运动日出日落方位探究四川省成都市武侯高级中学赵廷权摘要：太阳在天空中的运动是我们日常生活中最容易观测到的自然现象之一，探究它的运动规律可以培养我们的空间想象力和逻辑思维能力。非极昼地区太阳视运动应抓住三个特殊位置：日出、日落和正午太阳所处位置，通过这三个位置即可绘出一天中太阳视运动路线。高中地理的难点在地球运动，而太阳视运动又是地球运动的难点之一，涉及的内容为解日出日落方位、日影朝向、太阳高度变化等问题提供解题依据。本文将在有关天球系统等地理原理基础之上，运用较为简单的数学方法，计算日出日落方位并进行具体分析。关键词：太阳视运动天球日出日落方位日出日落方位的问题，一直广受关注，引起一系列热烈讨论。本文将从认识天球系统开始，运用较为简单的数学方法，对日出日落方位进行具体分析。一、天球系统天球是人类为方便观察天体在天空中的视位置而假想的一个球体。天球的球心是观测者或地心，天球的半径是任意的。地平圈是通过地心，且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。它把天球分为可见和不可见两部分。地平圈的两极是天顶和天底。天赤道是地球赤道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。天赤道南北两半球。它的两极叫天北极（P）和天南极（P’），如图1。根据以上关系，还可以得到这样的关系：天顶赤纬=当地纬度=仰极高度。[1]如图2。图1 图2 在地球上的观测者看来，整个天球像是在围绕着我们旋转。这种视运动是地球自转的反映。人们感觉不到地球的自转而是感觉到地外的天空，包括全部日月星辰，概无例外地以相反的方向（向西）和相同的周期（1日）运动。这种视运动被叫做天球周日运动。在北半球看来，天球的周日绕转中心是天北极。紧靠天北极有一颗较明亮的恒星，被称为北极星。天体周日运动行经的路线叫周日圈。天体的周日圈，就是它所在的那条赤纬圈，与天赤道平行。[2]太阳的周日视运动就是这样的情况。并且，由于黄赤交角的存在，以一年为周期，太阳行经路线圈在23°26′N—23°26′S间作回归运动，如图3。同时，根据图2还可以得出，纬度不同，则当地地平圈与天赤道的交角则不同，那么同一天，不同纬度地

日出方位角的定量计算

日出方位角的定量问题根据太阳视运动图(图1)，可知：太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，全球太阳正东升正西落。然而，不同纬度的日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)到底多大？日出方位角与太阳直射点的纬度到底是什么关系？本文试图运用中学地理知识，定量研究一下日出方位角问题。图2表示太阳直射北回归线的日照情况。0号光线为直射北回归线的光线，光线①②③④⑤分别表示赤道、纬线圈A 、北极圈P 、纬线圈B 和南极圈Q 日出时刻光照情况。过P 、Q 的粗黑线椭圆为晨昏圈。图1 二分、二至日北半球(左)与赤道地区(右)太阳视运动示意图 S ③ c ′ c ′ c ′ e ′ Q 图2 ① ② ②′ ④ ⑤ A B N 赤道 P 1 2 3 a b c d o c ′ d ′

一、赤道地区日出方位角的大小 1、赤道夏至时的日出方位角的计算如图2，∵太阳直射北回归线∴∠1=23°26′ 辅助线ab与赤道共面，且在晨昏圈与赤道的交点a上与赤道相切。直线ab与光线①的夹角为∠2 又∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，∴∠2=∠1=23°26′ ∠2=23°26′的地理意义：夏至时，赤道地区日出方位为东偏北23°26′。 2、推论：赤道地区日出方位角(日出方位偏离正东方的角度)的度数与太阳直射点的纬度度数相等。赤道地区，冬至时太阳直射23°26′S，日出方位角为23°26′，日出方位为东偏南23°26′。春秋分时太阳直射赤道，日出方位角为00，日出方位为正东。二、其它纬度日出方位角的大小变化规律 1、夏至日其它纬度日出方位角的计算如图2，辅助线cd、ef分别与纬线圈A、纬线圈B共面，且在地方时为6：00的经线与纬线圈A和纬线圈B的交点c、d处与纬线圈相切。直线cd与光线②′的夹角为∠3。 ∵所有太阳光线均为彼此平行的射线，纬线圈彼此平行。 ∴∠3=∠2=23°26′。 ∠3=23°26′的地理意义：夏至时，纬线圈A上，地方时6：00太阳光线与当地经线夹角为23°26′。同理，夏至时，纬线圈B上，地方时6：00太阳光线与当地经线夹角为23°26′。这并不是纬线圈A、B日出时刻的太阳方位。光线②与纬线圈A的切线c′d′的夹角,才是纬线圈A日出时的方位角。这个角明显大于23°26′。在北极圈P上，光线③从正北方向照射，那里的日出方位偏离正东90°。 2、推论：赤道以外的其它地区，日出方位角的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。刚好发生极昼现象的地区偏离正东方90°，太阳从正北(或正南)方升起。三、一道典型错题的纠正题：下图为某地某日的太阳视运动示意图(图3)。已知∠A=20°,∠B=65°,则此地的地理纬度是( )。参考答案为：45°N。试题提供的参考解析：由∠A=20°可知，太阳直射20°N，又由∠B=65°可知此日该地正午太阳高度为65°。由H午 =90°- 纬度差，推出该地与直射点的纬度差为250，所以该地纬度可能是50S或 450N。再根据正午太阳位于正南方天空，排除50S。其实，除了赤道地区日出方位偏离正东方的度数与太阳直射点的纬度度数相等外，其它地区，日出方位偏离正东方的度数大于太阳直射点的纬度度数。纬度越高偏离角度越大。该题中直射点的纬度应低于200N，该地纬度应低于450N。N S E A B W 图3

太阳位置计算

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+cosXcosYcost sinA=cosYsint/cosh cosA=(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

太阳方位角的计算

求太阳升起的方位角广东省佛山市顺德区一中刘华新太阳从何方升起，这似乎是一个再简单不过的问题，一般人会不假思索地回答是从东方升起。从总体上来说，这也是对的，但是这种情况只能是说从全年的平均情况看是这样的。对于我们有了一定的地理知识，特别是有了地球运动、地平圈、方位角、天球概念有关知识的人来说就不能简单地这么认为了。实际上在不同的季节、不同的纬度，太阳升起的方位角是不同的，不一定是从正东方升起。在夏季时，较高纬度地区太阳可以从东偏北50°到60°甚至更高角度升起，在西偏北同样的角度落下；冬季时可以从东偏南50°或者更多升起，在西偏南50°或以上落下。这时候我们还能说太阳是从东方升起吗？显然不能这么说。所以我们在夏天时可以说：“一轮红日从东北方升起，在西北方落下”。那么怎样来准确计算太阳升起的方位角呢？这里我们来推导一个计算公式，把地理概念和数学中的立体几何知识结合起来就不难解决这个问题了。例：当太阳直射北纬20度时，求北纬30度地区太阳升起的方位角。具体解决这个问题我想可以通过下面的8个步骤来解决和说明（1）我们可绘如下的图图一设观测者在北纬30度线上的某一点A点上，则D圈为A点所在的地平圈（注意地平圈一定与观测点A点到地心O的连线是垂直的，另外由图中可看出地平圈与赤道平面的夹角即二面角为60度）。地平圈和赤道（这里理解为天赤道）的交点E为正东方（东点）、交点W为正西方（西点）。另外，N为正北、S为正南、O为地心。

（2）还是见上面的图（图一），设地平圈与北纬20°的交点为B。由于太阳直射在北纬20°线上，随着地球的自转，总有一刻太阳会直射到B点，光线同时指向地心O，太阳和地平圈在同一平面上，这时候A点的人太阳刚好可看到太阳升起。（为什么这样说呢？这里我们要引入天球的概念，地平圈和赤道都无限延伸与天球面相交，在天球尺度上，地球可以认为是一个点，位于天球的中心。图中的观测点A可以认为就在地平圈的中心点，也就是图中地心O点。本文中的图一、二、六都是天球尺度。）显然太阳不是从正东点E升起的，而是偏北升起的。偏北多少呢？我们只要求出地平圈上BE弧段所对应的弧度（即∠BOE，设为α）就行了，这是解题的关键，接下来就是一个纯数学的问题了。（3）如何求BE弧段所对应的弧度呢？我们又可画如下的图（图二）图二图三画过B点的经线L与赤道交于F点，再象切西瓜一样取出锥体O---BEF，又可画右面的图（图三）。（4）现在专门研究锥体O---BEF（也可见图四）求出∠BOE（即角α）。不难理解平面BFO与平面EFO垂直（这是因为经线圈平面与赤道平面是垂直的）。由于观测者在A点所处的纬度为30度，