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我正在计算当前太阳高度当前为 ~0.0 的位置的经度。这是通过迭代一系列纬度来完成的，计算日出时间(0.0, latitude)，然后通过将时间差（小数小时）乘以 15（太阳在地球表面“移动”的度数）来计算经度。

从计算出的坐标元组计算日出时间时，最低纬度与最高纬度有几分钟的时间差。如何解释这种差异？

在：

points=walk_the_earth()

出去：

[-66.53673944994807, -65.0] 2012-08-21 12:07:04.748893
[-67.13184367865324, -64.5] 2012-08-21 12:07:05.666852
[-67.70314011722803, -64.0] 2012-08-21 12:07:06.541521
...
[-119.24775995314121, 64.0] 2012-08-21 12:08:45.536679
[-119.93103107437491, 64.5] 2012-08-21 12:08:47.770382
[-120.64480075612664, 65.0] 2012-08-21 12:08:50.152224

（时间以 UTC 为单位）。代码在〜秒下运行。

造成这种差异的原因是什么？

代码

import math
import xephem

def longitude_from_latitude(lat):
    """
    Calculate the longitude at which Sun altitude is ~0.0.

    Args:
        lat: A float indicating the latitude to calculate longitude
            for.

    Returns:
        float
    """
    now = xephem.julianday.now()
    meridian = xephem.Observer(now.midnight.dublin, 0.0, lat)
    sun = xephem.Sun.fromobserver(meridian)
    transit = sun.transit(-1)
    # Calculate time difference between sun position and local time.
    delta_t = ((now - transit['rs_risetm']) * 24.0) * 15.0
    return delta_t


def walk_the_earth(resolution=0.5, minlat=-65.0, maxlat=65.0):
    """
    Calculate the coordinate at which Sun altitude is ~0.0 for
    a given range of latitudes.

    Args:
        resolution: A float indicating the number of points to
            return for the specified range of latitudes. 1.0 means
            that 1 longitude will be calculated for each real
            latitude, 0.5 means 2, etc.
        minlat: A float indicating the lowest latitude to start
            calculating.
        maxlat: A float indicating the highest latitude to 
            calculate up to.

    Returns:   
        list of longitude, latitude, xephem.Sun tuples.
    """
    now = xephem.julianday.now()
    lat = minlat
    points = []
    while True:
        if lat > maxlat:
            break
        lng = longitude_from_latitude(lat)
        # Create an Observer for longitude and latitude
        obs = xephem.Observer(now.dublin, lng, lat)
        sun = xephem.Sun.fromobserver(obs)
        points.append([lng, lat, sun])
        # sun.transit() calculates the rising, transit and setting times
        # of the sun at Observers location. The -1 argument specifies
        # that we consider sunrise to occur when the upper limb touches
        # the horizon (0 indicates center, 1 indicates lower limb).
        print points[-1], sun.transit(-1)['rs_risetm'].datetime()
        lat += resolution
    return points
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3 回答 3

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我在NOAA 的太阳能计算器上检查了您列表中极端 N 和 S 点的日出时间。输入纬度/经度和今天的日期给出的日出时间与您发布的表格中的相同，但条件是计算器仅将日出时间提供到最接近的分钟。

不过，如果您的问题是我的代码有什么问题？答案很可能是，什么都没有。

但是，如果您的问题真的是关于日出时间位置和日期的变化，我有什么不明白的？那么你的问题对于SO来说是严重的题外话。

于 2012-08-21T14:12:45.203 回答
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我认为更直接的方法对您有用，可以避免每小时 15 度的校正。毕竟，你有一个星历，所以你可以利用它。

  1. 选择纬度和时间
  2. 选择两个经度，a 和 b，使得太阳在地平线之上（高度 > 0，例如 a），而在地平线下方（高度 < 0，b）
  3. 进行二分搜索：在 a 和 b 之间选择一个经度 c，然后计算那里的太阳高度。
  4. 如果该高度足够接近零，请停止：c 是答案
  5. 如果海拔小于0，设置b=c；否则设置 a=c。
  6. 前往 3

为您想要的每个纬度执行此操作。

要检查事情是否正常，请在春分点进行计算，并且您计算的经度应该几乎完全相等（确保您了解原因）。在任何一个至日再做一次，经度应该变化很大，当你到达北纬 67 度或南纬 67 度时，算法将失败（你明白为什么吗？）。

于 2012-08-21T19:42:49.493 回答
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太阳在天空中的位置是不均匀的。12 月的当地明显正午可能比当地平均正午早几分钟，而 6 月的当地明显正午可能会“晚”几分钟。这种“摆动”是通过时间等式预测的，如果我理解正确的话，它会在远离赤道的地方产生更明显的影响。

于 2014-10-20T18:42:50.990 回答