太阳方向角/高度角/赤纬角/太阳时角/真平太阳时差/理论计算方法(matlab)

本文主要是介绍太阳方向角/高度角/赤纬角/太阳时角/真平太阳时差/理论计算方法(matlab)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1. 理论学习

方向角，高度角计算公式

如图，直观地描述了方位角(圆盘上红色夹角)与高度角(黄色线与圆盘的夹角)

赤纬角计算公式

地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角 如图所示，23度那个.

时角计算公式

太阳时角是指从观测点的天球子午圈沿天赤道量至太阳所在时圈的角距离。它用来表示太阳在天空中的位置。

太阳时角的正负表示太阳相对于观测点子午线的位置：

正值表示太阳位于子午线西侧，负值则表示太阳位于子午线东侧。

例如，当地时间为12时，太阳时角为0；当地时间为10时，太阳时角为-30度；当地时间为14时，太阳时角为+30度

真太阳时与平太阳时的时差公式

n0的计算公式为：

2.参考代码(时间支持向量运算)

clc;
clear;%% 设置经纬度和当地日期(下面时间参数支持向量运算)
lat   = 30;       % 北纬(单位：度)
lon   = 120;      % 东经(单位：度)
year  = 2024;     % 年份(单位：年)
month = 6;        % 月份(单位：月)
day   = 1;        % 日期(单位：天)
hour  = 12;       % 小时(单位：24h)
minute= 0;        % 小时(单位：分钟)%% 输出结果规定
% 太阳高度角输出结果(单位：度)
% 地面0 --> 90天空% 太阳方位角输出结果(单位：度)
%        南
%        ^
%       180
% 东<--90 270-->西
%        0
%        v
%        北%% 计算今年的累积天数sumdays (单位：天)
date1_num = datenum(year, 1, 1);       % 第一个日期的datenum
date2_num = datenum(year, month, day); % 第二个日期的datenum
% 计算两个日期之间的差值
sumdays   = date2_num-date1_num;%% 计算太阳赤纬角sun_declinatio(单位：度)
%lat_rad为所在地的维度（弧度制）
lat_rad = deg2rad(lat);
%Bourges太阳赤纬角算法
n0=78.801+(0.2422*(year-1969))-round(0.25*(year-1969));
%b为日角(单位：幅度)
b=2*pi*(double(sumdays)-n0-1)/365.2422;
% sun_declinatio为太阳赤纬角（角度制）
sun_declinatio =0.3723...+23.2567*sin(b)...+0.1149* sin(2.0*b)...-0.1712* sin(3.0*b)...-0.758*  cos(b)...+0.3656* cos(2.0*b)...+0.02010*cos(3.0*b);%转为（弧度制）
sun_declinatio_rad =deg2rad(sun_declinatio);%% 计算太阳太阳时角ts (单位：幅度)
%Ts真太阳时与平太阳时的时差
Ts=0.0028-1.9587.*sin(b)+9.9059.*sin(2.*b)-7.0924.*cos(b)-0.6882.*cos(2.*b);
%Sd为平太阳时，为当地时间(注意这里的当地时间修正)
Sd = hour  + (minute- (120.0 - lon) * 4.0 ) / 60.0;
%st为真太阳时=真太阳时时差+平太阳
st=Sd+Ts/60;
%ts为所在地的太阳时角
ts = (st - 12.0) * pi / 12.0;%% 计算太阳高度角Sun_altitude_ra(单位：度)
Sun_altitude_rad = asin(sin(sun_declinatio_rad) .* sin(lat_rad) + cos(sun_declinatio_rad) .* cos(lat_rad) .* cos(ts));
%转为度
Sun_altitude_angle=rad2deg(Sun_altitude_rad);%% 计算太阳方位角Sun_azimuth_deg(单位：度)
Sun_azimuth_rad = acos((sin(Sun_altitude_rad) .* sin(lat_rad) - sin(sun_declinatio_rad)) ./ (cos(Sun_altitude_rad) .* cos(lat_rad)));
%转为度
Sun_azimuth_deg=rad2deg(Sun_azimuth_rad);
% 此时方位角是以南为零方位角，转换为以北为零方位角
Sun_azimuth_deg=180-Sun_azimuth_deg;
%进行角度范围转换
if ts > 0Sun_azimuth_deg =360-Sun_azimuth_deg;
end%% 输出结果
disp("太阳高度角:");
Sun_altitude_angle'
disp("太阳方位角:");
Sun_azimuth_deg'