太阳位置求算公式与计算举例
太阳高度角方位角计算公式
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
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
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。
太阳方位正西时地方时的计算
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 -+=。
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 = 0.0 - 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。
太阳方位角计算
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。
日出日落的方位角度计算公式
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(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。
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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′。