天文算法--分点和至点

2024-03-30 15:04
文章标签 算法 天文 分点 至点

本文主要是介绍天文算法--分点和至点,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!

本文给出二分点和二至点的大约时间的算法。参考《天文算法》。适用年份为-1000年~+3000年,精度在代码中给出。后续再补全高精度算法。

package cn.ancony.chinese_calendar;import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;import static java.lang.Math.*;/*** 分点和至点* <p>* 分点和至点时刻是指:太阳的地心视黄经(含光行差和章动)为 90 的整位数时对应的时刻。* <p>* 大约时间的计算方法:(适用范围:-1000年~+3000年)* 1. 使用代码中jde0开头的方法计算对应的平分点或平至点,得到JDEo。* 2. 计算T,W,* T = (JDEo - 2451545.0)/36525* W = 35999°.373T - 2°.47* Δλ= 1 + 0.0334 cos W + 0.0007 cos 2W* 3. 使用T和sTable计算S。* S = Σ(A * cos(B + C * T))* 4. 要计算的分点或至点时刻(儒略历书时,即力学时)表达为:* JDE = JDEo + 0.00001*S/Δλ* <p>* 这种方法,在公元1951——2050的精度如下:* |-------|------------------|------------------|------|* |       |误差小于20秒的年份个数|误差小于40秒的年份个数|最大误差|* |-------|------------------|------------------|------|* | 3月分点|       76         |        97        |  51  |* | 6月分点|       80         |       100        |  39  |* | 9月分点|       78         |        99        |  44  |* |12月分点|       68         |        99        |  41  |* |-------|------------------|------------------|------|*/
public class EquinoxAndSolstice {//计算大致时间的公式的使用范围。单位:年private static final int low = -1000, mid = 1000, up = 3000;/*** 计算某一个年的分点和至点** @param year 年份。范围:-1000 ~ +3000。* @return 返回四个分点/至点。分别为3月分点,6月至点,9月分点,12月至点。单位:JDE*/public static double[] jde(int year) {checkYear(year);return year > mid ?new double[]{jde(jde010(year)), jde(jde011(year)), jde(jde012(year)), jde(jde013(year))} :new double[]{jde(jde000(year)), jde(jde001(year)), jde(jde002(year)), jde(jde003(year))};}//返回春分点public static double springEquinoxJde(int year) {checkYear(year);return year > mid ? jde(jde010(year)) : jde(jde000(year));}//返回夏至点public static double summerSolsticeJde(int year) {checkYear(year);return year > mid ? jde(jde011(year)) : jde(jde001(year));}//返回秋分点public static double autumnalEquinoxJde(int year) {checkYear(year);return year > mid ? jde(jde012(year)) : jde(jde002(year));}//返回冬至点public static double winterSolsticeJde(int year) {checkYear(year);return year > mid ? jde(jde013(year)) : jde(jde003(year));}private static void checkYear(int year) {if (year < low || year > up)throw new RuntimeException(String.format("计算范围是:%s ~ %s", low, up));}/*** 传入JDEo,得到分点或至点时刻(JDE)** @param jde0 JDEo,分或至的时刻* @return JDE(儒略历书时, 即力学时)*/private static double jde(double jde0) {double t = (jde0 - 2451545.0) / 36525, w = 35999.373 * t - 2.47,deltaLambda = 1 + 0.0334 * cos(toRadians(w)) + 0.0007 * cos(toRadians(2 * w));//计算Sdouble s = 0;for (int i = 0; i < sTable.length; i += 3) {double a = sTable[i], b = sTable[i + 1], c = sTable[i + 2];s += a * cos(toRadians(b + c * t));}return jde0 + 0.00001 * s / deltaLambda;}// ==================== -1000~+1000 JDE0的计算 ====================private static double year0(int year) {return (double) year / 1000;}//-1000~+1000 3月平分点时刻JDEoprivate static double jde000(int year) {return c0(year0(year), new byte[]{1, 1, 1, 1, 0},new double[]{1721139.29189, 365242.13740, 0.06134, 0.00111, 0.00071});}//-1000~+1000 6月平至点时刻JDEoprivate static double jde001(int year) {return c0(year0(year), new byte[]{1, 1, 0, 1, 1},new double[]{1721233.25401, 365241.72562, 0.05323, 0.00907, 0.00025});}//-1000~+1000 9月平分点时刻JDEoprivate static double jde002(int year) {return c0(year0(year), new byte[]{1, 1, 0, 0, 1},new double[]{1721325.70455, 365242.49558, 0.11677, 0.00297, 0.00074});}//-1000~+1000 12月平至点时刻JDEoprivate static double jde003(int year) {return c0(year0(year), new byte[]{1, 1, 0, 0, 0},new double[]{1721414.39987, 365242.88257, 0.00769, 0.00933, 0.00006});}// ==================== +1000~+3000 JDEo的计算 ====================private static double year1(int year) {return (double) (year - 2000) / 1000;}//+1000~+3000 3月平分点时刻JDEoprivate static double jde010(int year) {return c0(year1(year), new byte[]{1, 1, 1, 0, 0},new double[]{2451623.80984, 365242.37404, 0.05169, 0.00411, 0.00057});}//+1000~+3000 6月平至点时刻JDEoprivate static double jde011(int year) {return c0(year1(year), new byte[]{1, 1, 1, 1, 0},new double[]{2451716.56767, 365241.62603, 0.00325, 0.00888, 0.00030});}//+1000~+3000 9月平分点时刻JDEoprivate static double jde012(int year) {return c0(year1(year), new byte[]{1, 1, 0, 1, 1},new double[]{2451810.21715, 365242.01767, 0.11575, 0.00337, 0.00078});}//+1000~+3000 12月平至点时刻JDEoprivate static double jde013(int year) {return c0(year1(year), new byte[]{1, 1, 0, 0, 1},new double[]{2451900.05952, 365242.74049, 0.06223, 0.00823, 0.00032});}/*** 计算形如 ratio1 * y^0 + ratio2 * y^1 + ratio3 * y^2 + ... + ratioN * y^(N-1)方程的结果** @param y        y* @param positive 是否为正号。只能取1(正号)和0(负号).* @param ratios   系数* @return 结果*/private static double c0(double y, byte[] positive, double[] ratios) {int len1 = ratios.length, len2 = positive.length;if (len1 != len2) throw new RuntimeException("数组大小必须等长");double[] yes = new double[len1];yes[0] = 1;double ans = ratios[0];for (int i = 1; i < len1; i++) {yes[i] = y * yes[i - 1];double temp = ratios[i] * yes[i];if (positive[i] == 1) ans += temp;else ans -= temp;}return ans;}/*** 3个一组,分别表示A,B,C。共24组。用来计算S。B和C的单位是"度"。(对应天文算法中的表26.C)* S = Σ(A * cos(B + C * T))*/public static final double[] sTable = {485, 324.96, 1934.136, 203, 337.23, 32964.467, 199, 342.08, 20.186, 182, 27.85, 445267.112,156, 73.14, 45036.886, 136, 171.52, 22518.443, 77, 222.54, 65928.934, 74, 296.72, 3034.906,70, 243.58, 9037.513, 58, 119.81, 33718.147, 52, 297.17, 150.678, 50, 21.02, 2281.226,45, 247.54, 29929.562, 44, 325.15, 31555.956, 29, 60.93, 4443.417, 18, 155.12, 67555.328,17, 288.79, 4562.452, 16, 198.04, 62894.029, 14, 199.76, 31436.921, 12, 95.39, 14577.848,12, 287.11, 31931.756, 12, 320.81, 34777.259, 9, 227.73, 1222.114, 8, 15.45, 16859.074};}

以下是测试类:

package cn.ancony.javafx.chinese_calendar;import cn.ancony.chinese_calendar.JulianDay;
import cn.ancony.chinese_calendar.LevelConvert;
import cn.ancony.chinese_calendar.YearMonthDay;
import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.CsvSource;import static cn.ancony.chinese_calendar.EquinoxAndSolstice.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertTrue;public class TestEquinoxAndSolstice {/*** 测试数据为1991-2000年二分二至时刻,VSOP87理论计算,力学时。精度:接近于秒。* 参数含义依次为:年份,3月分点,6月至点,9月分点,12月分点。* 分点和至点均由5个参数组成,前两个表示月份和日期,后三个表示时分秒。*/@ParameterizedTest@CsvSource({"1991,  3,21,  3, 2,54,  6,21, 21,19,46,  9,23, 12,49, 4,  12,22,  8,54,38","1992,  3,20,  8,49, 2,  6,21,  3,15, 8,  9,22, 18,43,46,  12,21, 14,44,14","1993,  3,20, 14,41,38,  6,21,  9, 0,44,  9,23,  0,23,29,  12,21, 20,26,49","1994,  3,20, 20,29, 1,  6,21, 14,48,33,  9,23, 12,14, 1,  12,22,  8,17,50","1995,  3,21,  2,15,27,  6,21, 20,35,24,  9,23, 12,14, 1,  12,22,  8,17,50","1996,  3,20,  8, 4, 7,  6,21,  2,24,46,  9,22, 18, 1, 8,  12,21, 14, 6,56","1997,  3,20, 13,55,42,  6,21,  8,20,59,  9,22, 23,56,49,  12,21, 20, 8, 5","1998,  3,20, 19,55,42,  6,21, 14, 3,38,  9,23,  5,38,15,  12,22,  1,57,31","1999,  3,21,  1,46,53,  6,21, 19,50,11,  9,23, 11,32,34,  12,22,  7,44,52","2000,  3,20,  7,36,19,  6,21,  1,48,46,  9,22, 17,28,40,  12,21, 13,38,30"})public void test1(int year,int mn1, int d1, int h1, int m1, int s1,int mn2, int d2, int h2, int m2, int s2,int mn3, int d3, int h3, int m3, int s3,int mn4, int d4, int h4, int m4, int s4) {double[] jde = jde(year);assertTrue(check(year, mn1, d1, h1, m1, s1, jde[0], 0));assertTrue(check(year, mn2, d2, h2, m2, s2, jde[1], 1));assertTrue(check(year, mn3, d3, h3, m3, s3, jde[2], 2));assertTrue(check(year, mn4, d4, h4, m4, s4, jde[3], 3));}//大致时间的最大误差,单位:秒private static final int[] MAX_ERROR = {51, 39, 44, 41};private static final int checkSupportedMinYear = 1951, checkSupportedMaxYear = 2050;private static boolean check(int year, int month, int date, int hour, int minute, int second,double julianActual, int no) {if (year < checkSupportedMinYear || year > checkSupportedMaxYear)throw new RuntimeException(String.format("仅支持检查%d年~%d年之间的误差。",checkSupportedMinYear, checkSupportedMaxYear));double intervalDays = JulianDay.intervalDays(YearMonthDay.of(year, month, date, hour, minute, second),JulianDay.convert(julianActual));return (int) (intervalDays * LevelConvert.DayHourMinuteSecond.getProduct()) < MAX_ERROR[no];}/*** 一些历元的四个天文季节的时间长度,单位:天* 数据格式:年份,春,夏,秋,冬*/@ParameterizedTest@CsvSource({"-4000, 93.54, 89.18, 89.08, 93.43","-3500, 93.82, 89.53, 88.82, 93.07","-3000, 94.04, 89.92, 88.62, 92.67","-2500, 94.19, 90.33, 88.48, 92.24","-2000, 94.28, 90.76, 88.40, 91.81","-1500, 94.30, 91.20, 88.38, 91.37","-1000, 94.25, 91.63, 88.42, 90.94"," -500, 94.14, 92.05, 88.53, 90.52","    0, 93.96, 92.45, 88.70, 90.14","  500, 93.73, 92.82, 88.92, 89.78"," 1000, 93.44, 93.15, 89.18, 89.47"," 1500, 93.12, 93.42, 89.50, 89.20"," 2000, 92.76, 93.65, 89.84, 88.99"," 2500, 92.37, 93.81, 90.22, 88.84"," 3000, 91.97, 93.92, 90.61, 88.74"," 3500, 91,57, 93.96, 91.01, 88.71"," 4000, 91.17, 93.93, 91.40, 88.73"," 4500, 90.79, 93.84, 91.79, 88.82"," 5000, 90.44, 93.70, 92.15, 88.96"," 5500, 90.11, 93.50, 92.49, 89.14"," 6000, 89.82, 93.25, 92.79, 89.38"," 6500, 89.58, 92.97, 93.04, 89.65"})public void testLength(int year, double spring, double summer, double autumn, double winter) {}
}

这篇关于天文算法--分点和至点的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/861809

相关文章

不懂推荐算法也能设计推荐系统

本文以商业化应用推荐为例,告诉我们不懂推荐算法的产品,也能从产品侧出发, 设计出一款不错的推荐系统。 相信很多新手产品,看到算法二字,多是懵圈的。 什么排序算法、最短路径等都是相对传统的算法(注:传统是指科班出身的产品都会接触过)。但对于推荐算法,多数产品对着网上搜到的资源,都会无从下手。特别当某些推荐算法 和 “AI”扯上关系后,更是加大了理解的难度。 但,不了解推荐算法,就无法做推荐系

康拓展开(hash算法中会用到)

康拓展开是一个全排列到一个自然数的双射(也就是某个全排列与某个自然数一一对应) 公式: X=a[n]*(n-1)!+a[n-1]*(n-2)!+...+a[i]*(i-1)!+...+a[1]*0! 其中,a[i]为整数,并且0<=a[i]<i,1<=i<=n。(a[i]在不同应用中的含义不同); 典型应用: 计算当前排列在所有由小到大全排列中的顺序,也就是说求当前排列是第

csu 1446 Problem J Modified LCS (扩展欧几里得算法的简单应用)

这是一道扩展欧几里得算法的简单应用题,这题是在湖南多校训练赛中队友ac的一道题,在比赛之后请教了队友,然后自己把它a掉 这也是自己独自做扩展欧几里得算法的题目 题意:把题意转变下就变成了:求d1*x - d2*y = f2 - f1的解,很明显用exgcd来解 下面介绍一下exgcd的一些知识点:求ax + by = c的解 一、首先求ax + by = gcd(a,b)的解 这个

综合安防管理平台LntonAIServer视频监控汇聚抖动检测算法优势

LntonAIServer视频质量诊断功能中的抖动检测是一个专门针对视频稳定性进行分析的功能。抖动通常是指视频帧之间的不必要运动,这种运动可能是由于摄像机的移动、传输中的错误或编解码问题导致的。抖动检测对于确保视频内容的平滑性和观看体验至关重要。 优势 1. 提高图像质量 - 清晰度提升:减少抖动,提高图像的清晰度和细节表现力,使得监控画面更加真实可信。 - 细节增强:在低光条件下,抖

【数据结构】——原来排序算法搞懂这些就行,轻松拿捏

前言:快速排序的实现最重要的是找基准值,下面让我们来了解如何实现找基准值 基准值的注释:在快排的过程中,每一次我们要取一个元素作为枢纽值,以这个数字来将序列划分为两部分。 在此我们采用三数取中法,也就是取左端、中间、右端三个数,然后进行排序,将中间数作为枢纽值。 快速排序实现主框架: //快速排序 void QuickSort(int* arr, int left, int rig

poj 3974 and hdu 3068 最长回文串的O(n)解法(Manacher算法)

求一段字符串中的最长回文串。 因为数据量比较大,用原来的O(n^2)会爆。 小白上的O(n^2)解法代码:TLE啦~ #include<stdio.h>#include<string.h>const int Maxn = 1000000;char s[Maxn];int main(){char e[] = {"END"};while(scanf("%s", s) != EO

秋招最新大模型算法面试,熬夜都要肝完它

💥大家在面试大模型LLM这个板块的时候,不知道面试完会不会复盘、总结,做笔记的习惯,这份大模型算法岗面试八股笔记也帮助不少人拿到过offer ✨对于面试大模型算法工程师会有一定的帮助,都附有完整答案,熬夜也要看完,祝大家一臂之力 这份《大模型算法工程师面试题》已经上传CSDN,还有完整版的大模型 AI 学习资料,朋友们如果需要可以微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费

dp算法练习题【8】

不同二叉搜索树 96. 不同的二叉搜索树 给你一个整数 n ,求恰由 n 个节点组成且节点值从 1 到 n 互不相同的 二叉搜索树 有多少种?返回满足题意的二叉搜索树的种数。 示例 1: 输入:n = 3输出:5 示例 2: 输入:n = 1输出:1 class Solution {public int numTrees(int n) {int[] dp = new int

Codeforces Round #240 (Div. 2) E分治算法探究1

Codeforces Round #240 (Div. 2) E  http://codeforces.com/contest/415/problem/E 2^n个数,每次操作将其分成2^q份,对于每一份内部的数进行翻转(逆序),每次操作完后输出操作后新序列的逆序对数。 图一:  划分子问题。 图二: 分而治之,=>  合并 。 图三: 回溯:

最大公因数:欧几里得算法

简述         求两个数字 m和n 的最大公因数,假设r是m%n的余数,只要n不等于0,就一直执行 m=n,n=r 举例 以18和12为例 m n r18 % 12 = 612 % 6 = 06 0所以最大公因数为:6 代码实现 #include<iostream>using namespace std;/