在一块空地上用竹竿怎么测太阳高度角?再利用太阳高度角怎么算当地的经纬度?

在一块空地上用竹竿怎么测太阳高度角?再利用太阳高度角怎么算当地的经纬度?
在一块空地上用竹竿怎么测太阳高度角?
再利用太阳高度角怎么算当地的经纬度?

在一块空地上用竹竿怎么测太阳高度角?再利用太阳高度角怎么算当地的经纬度?
太阳高度角简称太阳高度(其实是角度!)
对于地球上的某个地点,太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角.太阳
高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素.
我们用h来表示这个角度,它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度.
太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化.太阳赤纬以δ表示,观测地地理
纬度用φ表示,地方时(时角)以t表示,有太阳高度角的计算公式：
sin h＝sin φ sin δ＋sin φ cos δ cos t
日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的.日出日落时角度都为零度,正
午时太阳高度角最大.
正午时时角为0,以上公式可以简化为：
sin H＝sin φ sin δ＋sin φ cos δ
其中,H表示正午太阳高度角.
由两角和与差的三角函数公式,可得
sin H＝cos(φ－δ)
因此,
对于北半球而言,H＝90°－(φ－δ)；
对于南半球而方,H＝90°－(δ－φ).
还是举个例子来推导,假设春分日（秋分日也可,太阳直射点在赤道）
某时刻太阳直射(0°,120°e)这一点,120°e经线上各点都是正午
这点离太阳直射点的纬度距离当然是0度啦（因为就是自己嘛）
此时,（0°,120°e）的太阳高度角就是90°（因为直射它嘛）
另外一个观测点,（1°n,120°e）与太阳直射点的纬度差为1度
此时,这一点的太阳高度角为89°（涉及立体几何计算,我就不详细推导了）
聪明的你肯定知道,（1°s,120°e）与太阳直射点的纬度差也是1度
因此,当地的太阳高度角也是89°!right!
同一时刻,下列各观测点,报告的太阳高度角度数如下：
南北纬2度（与太阳直射点相距2纬度）：88°（＝90°－2°）
南北纬3度（与太阳直射点相距3纬度）：87°（＝90°－3°）
南北纬10度（与太阳直射点相距10纬度）：80°（＝90°－10°）
南北纬30度（与太阳直射点相距30纬度）：60°（＝90°－30°）
南北纬80度（与太阳直射点相距80纬度）：10°（＝90°－80°）
南北纬90度（与太阳直射点相距90纬度）：0°（＝90°－90°）
但是,这个“纬度差”的计算可是有讲究的：
设太阳直射点纬度为θ°,观测点纬度δ°
如果θ与δ在同一半球,则“纬度差”为|θ-δ|（θ减δ差的绝对值）
如果θ与δ在异半球,则“纬度差”为θ＋δ
说起来好像很麻烦,其实只要脑袋里有个地球的模型就简单了
比如太阳直射点是北纬10°,观测点是北纬30°,纬度差当然是20°
如果太阳直射点是南纬10°,观测点是北纬30°,纬度差当然是40°
事实上,计算“正午太阳高度角”,根本就不要考虑“正午”这个因素
只要用90°减去观测点与太阳直射点的纬度差,得出的就是正午太阳高度角.
行了,就写这么多吧,即使你前面都没搞明白也没关系,只要你记住一个公式
正午太阳高度角＝90°－该地与太阳直射点纬度差
由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严格已知的,所以它（ED）也可
以用与式（1）相类似的表达式表述,即：
ED=0.3723＋23.2567sinθ＋0.1149sin2θ－0.1712sin3θ－0.758cosθ＋0.3656cos
2θ＋0.0201cos3θ（5）
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〕

如果要算经纬度，还需要下面两个数据：
1，当地此时的时刻（最好是正午）
2，当地的日期

这个问题和我大四的时候领协会的同学测量经纬度是一样的。
首先，这根杆子的影子最短的时候就是当地的正午，纪录下此时的影子长度和方向；
第二，杆子的长度除以影子的长度，再取反正切，就是测量时的太阳高度角，这个就是三角函数，没什么好解释的；
第三，已经春分和秋分时太阳直射赤道，夏至和冬至时直射北回归线和南回归线，利用这四个日期和测量当日的日期做函数拟和，可以用正弦或余弦来拟和，就...

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这个问题和我大四的时候领协会的同学测量经纬度是一样的。
首先，这根杆子的影子最短的时候就是当地的正午，纪录下此时的影子长度和方向；
第二，杆子的长度除以影子的长度，再取反正切，就是测量时的太阳高度角，这个就是三角函数，没什么好解释的；
第三，已经春分和秋分时太阳直射赤道，夏至和冬至时直射北回归线和南回归线，利用这四个日期和测量当日的日期做函数拟和，可以用正弦或余弦来拟和，就可以求出当日太阳直射纬度的近似值。然后和第二步中求得的角度进行加减就可以得出当地纬度值，具体是加还是减，看测量日期而定，画个图就明白了；
第四，测量经度实际上就是在测量时间。已知北京时间为东经120度经线的时间。那么纪录下太阳过正南，也就是竹竿影子最短的时间，看看和北京时间12点整的时间差。每差4分钟，经度差1度，这样经度也出来了。

收起

把竹竿竖直插在地上，测得竹竿长L1，影长L2。
则当地太阳高度角为 arctan (L1/L2)
如果要算经纬度，还需要下面两个数据：
1，当地此时的时刻（最好是正午）
2，当地的日期