太阳高度角方位角计算公式

太阳方位角与太阳高度角的关系

太阳方位角与太阳高度角的关系嘿，伙计们！今天我们来聊聊太阳方位角与太阳高度角的关系，这个话题可是关系到咱们的生活呢！你们知道吗，太阳的位置可是会对我们的心情和身体健康产生影响的哦！所以，了解它们之间的关系，对我们来说是非常重要的。

咱们来聊聊太阳方位角。

太阳方位角是指太阳在天空中的位置，用角度来表示。

比如说，当太阳在东方升起时，它的方位角就是0度；当它在西方落下时，方位角就是180度。

哎呀，这可是个挺复杂的问题啊！不过别担心，咱们可以用一个简单的方法来计算太阳的方位角——那就是看太阳在哪个方向，就用那个方向的角度减去180度。

这样一来，问题就简单多了！接下来，咱们再来聊聊太阳高度角。

太阳高度角是指太阳在地面上的高度，也用角度来表示。

比如说，当太阳在我们头顶正上方时，它的高度角就是90度；当它在地平线以下时，高度角就是0度。

嘿嘿，这个可比太阳方位角容易多了！只要知道太阳在哪个方向，就可以直接用那个方向的角度减去90度来计算高度角了。

那么，太阳方位角和太阳高度角之间有什么关系呢？其实，它们之间的关系就像是一对好朋友一样——总是相互影响、相互促进的。

咱们先说说太阳方位角对太阳高度角的影响吧。

当太阳方位角发生变化时，它会影响到地球的自转轴与公转轨道的倾角。

这个倾角又会影响到地球表面接收到的阳光量，从而影响到太阳高度角。

比如说，当地球自转轴与公转轨道的倾角变大时，地球表面接收到的阳光量就会增加，这时太阳的高度角就会变大；反之，当地球自转轴与公转轨道的倾角变小时，地球表面接收到的阳光量就会减少，这时太阳的高度角就会变小。

接下来，咱们再说说太阳高度角对太阳方位角的影响。

当太阳高度角发生变化时，它会影响到地球表面的阴影长度。

这个阴影长度又会影响到地球表面接收到的阳光量，从而影响到太阳方位角。

比如说，当地球某一地区的阴影长度增加时，那里接收到的阳光量就会减少，这时太阳的方位角就会向相反的方向偏移；反之，当地球某一地区的阴影长度减少时，那里接收到的阳光量就会增加，这时太阳的方位角就会向相同方向偏移。

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）。

太阳角度

最近为了更精确地计算楼房的采光情况特意推导了一下太阳高度角和方位角的计算式，现在将得到的几个相关公式贴出来，希望对需要的人有所帮助。

（1）太阳直射点纬度的公式：太阳直射点的纬度为β（北纬β取正值，南纬β取负值），黄道面与赤道面的二面角为α（α即地理和天文中的“黄赤交角”，α的大小为23.5°），太阳在黄道上的点相对春分点的角度为ω（ω以下简称“黄道角”，一年中某天的ω角度可利用这天与春分日3月21日的天数差 n 表示，对平年近似算式为ω = 360°* n / 365 ，对闰年近似算式为ω= 360°* n / 366 ）。

直射点纬度δ，黄赤交角α，黄道角ω三者之间的关系为： sin(β) = sin (α) *sin(ω) ，利用该公式即可计算出太阳直射点的纬度。

（2）地球上某地任意时刻太阳高度角和方位角的计算：建立地心坐标系：Z 轴方向取从地心指向地轴北极的方向，X轴取赤道面与太阳直射经度线平面的交线方向，Y轴取赤道上位于 X轴东侧90°角的方向。

建立本地坐标系：z 轴取垂直地面指向正天顶的方向，x轴取正南方向，y轴取正东方向。

假设某地在地球上的纬度为θ（北纬θ取正值，南纬θ取负值），该地某时刻对应的时间角为φ（φ为当地经度与太阳直射经度之间的差值，φ每小时转过的角度为15°，φ的大小可以利用该时刻与当地正午时刻的时间差 t 表示，公式为：φ = 15°* t ，t 的单位为小时，上午 t 取负值，下午 t取正值），则地心坐标系与本地坐标系之间的转化关系为：x = X* sin(θ)*cos(φ) +Y*sin(θ)*sin(φ) - Z*cos(θ) ，y = - X*sin(φ) + Y*cos(φ) ，z = X*cos(θ)*cos(φ) + Y* cos(θ)*sin(φ) + Z*sin(θ) 。

设当天的太阳的直射点纬度为δ，则太阳直射点的位置矢量在地心坐标系中的表达式 S = cos(δ) * i + sin(δ) * k ，则由两个坐标系的转化关系可得到太阳直射点位置矢量在本地坐标系中的表达式为 S =[ cos(δ)*sin(θ)*cos(φ) - sin(δ)*cos(θ) ] * i +[ - cos(δ)*sin(φ) ] * j + [ cos(δ)*cos(θ)*cos(φ) +sin(δ)*sin(θ) ] * k 。

遮光板遮光角度计算公式

遮光板遮光角度计算公式遮光板是一种常见的遮阳装置，它可以有效地阻挡阳光的直射，为室内空间提供舒适的光线环境。

在设计遮光板时，需要考虑到太阳的高度角和方位角，以便确定遮光板的遮光角度。

在本文中，我们将介绍遮光板遮光角度的计算公式，以及如何根据太阳的位置确定遮光板的安装角度。

遮光板遮光角度的计算公式如下：α = arctan((H h) / L)。

其中，α表示遮光板的遮光角度，H表示太阳的高度角，h表示遮光板的高度，L表示遮光板到太阳的水平距离。

在实际应用中，我们需要根据太阳的位置确定遮光板的安装角度。

太阳的高度角和方位角会随着时间和地点的变化而变化，因此我们需要根据具体情况来确定遮光板的安装角度。

首先，我们需要确定太阳的高度角和方位角。

太阳的高度角是指太阳在天空中的高度，它会随着时间的变化而变化。

太阳的方位角是指太阳在地平线上的方向，它也会随着时间和地点的变化而变化。

一般来说，太阳的高度角可以通过以下公式来计算：H = 90°δ + φ + 15° (t 12)。

其中，H表示太阳的高度角，δ表示太阳的赤纬，φ表示观测点的纬度，t表示当地时间。

太阳的赤纬可以通过天文数据来获取，观测点的纬度可以通过地图来获取，当地时间可以通过时钟来获取。

太阳的方位角可以通过以下公式来计算：A = arctan(sin(ω) / (cos(φ) tan(δ) sin(φ) cos(ω)))。

其中，A表示太阳的方位角，ω表示太阳的时角。

太阳的时角可以通过以下公式来计算：ω = 15° (t 12)。

一旦确定了太阳的高度角和方位角，我们就可以根据遮光板遮光角度的计算公式来确定遮光板的安装角度。

首先，我们需要测量遮光板的高度和到太阳的水平距离，然后代入公式即可得到遮光板的遮光角度。

在实际应用中，我们还需要考虑到遮光板的材质和形状，以及周围环境的情况。

遮光板的材质和形状会影响到遮光效果，周围环境的情况会影响到遮光板的安装位置和角度。

太阳方位角的简介与计算公式

太阳方位角的简介与计算公式太阳方位角的简介与计算公式太阳方位角如何计算是很多学生想要知道的问题。

下面是店铺为你精心推荐的太阳方位角的简介与计算公式，希望对您有所帮助。

太阳方位角的简介太阳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，方位角为负90°，在正东北方时，方位为负135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。

太阳方位角是一个地学名词，有其严谨的定义。

概述中所作的定义完全是非地学人士所撰。

所谓方位角是以目标物的正北方向(与同一地理分区/分带内所在中央子午线的北方向相同)为起算方向，即0度。

其取值范围在0-360度，计算旋转方式为：以目标物为轴心，以目标物的北方向为起始点，按顺时针方向旋转一周，方位角逐步增大至360°。

因此太阳方位角一般是以目标物的北方向为起始方向，以太阳光的入射方向为终止方向，按顺时针方向所测量的角度。

太阳方位角的计算公式太阳高度角hs：sinhs=sinφ·sinδ+cosψ·cosδ·cosΩ式中 hs-太阳高度角φ-地理纬度δ-赤纬Ω-时角2,求太阳方位角AsCOSAs= sinhs·sinψ-sinδ/(coshs·cosψ)As-太阳方位角。

太阳高度角太阳高度，或高度角，也就是太阳高度角是从观测者所在地和太阳中心的'联线与地平面所夹的角度。

天顶角是是高度角的余角，也就是(90° – gS )。

当太阳的高度角为90°，即太阳位于天顶，因此太阳的天顶角为0。

【太阳方位角的简介与计算公式】。

太阳跟踪系统方位角和高度角的计算

太阳跟踪系统⽅位⾓和⾼度⾓的计算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。

太阳高度角计算公式

太阳高度角的计算---用于建筑设计计算日照时间(2010-01-07 11:47:39)转载▼标签：杂谈一、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。

太阳位置求算公式与计算举例

太阳位置求算公式与计算举例默认分类2022-11-14 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，为了解决土地采用率与满意采光通风最低要求的冲突，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as打算，依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B δ=-23o27,,春分日和秋分日δ=0°,夏至日5二23。

27'；φ为测点纬度,如北京φ=39°48'∖西安φ=34°18;上海φ=31o10∖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∖3为太阳时角，以当地正午为0。

，上午为负，每小时一15。

，下午为正，每小时+15。

，ω在赤道面上每小时变化为=15°, 3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3=0°将5=—23°27'、φ=30∖ 3=0。

代入(1)式得Sinh !E^=sin(-23027,)sin300+cos(-23027,)cos300cos00=-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=15o得Sinh 下午 1 0'J =sin(-23o27,)si∩3O o+cos(-23o27,)cos3O o cos15°=-0.19895+0.79456×0.9659=-0.19895+0.7675=0.5685h下午1时二34°39'则北纬30。

太阳高度角计算公式

太阳高度角的计算---用于建筑设计计算日照时间(2010-01-07 11:47:39)转载▼标签：杂谈一、太阳高度角hs求算公式Sinhs=sin S sin $ +cos S cos© cos® ...... ( 1)式中3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S = —23° 27',春分日和秋分日S =0°，夏至日S =23 ° 27';0为测点纬度，如北京0 =39° 48'、西安$ =34° 18'、上海$ =31 ° 10'、杭州$ =30° 19'、临海0 =28° 51'、福州0 =26° 05'、台北0 =25° 20'、广州0 =23° 08';3为太阳时角，以当地正午为0°,上午为负，每小时一15°，下午为正，每小时+15°,3在赤道面上每小时变化为=15 ° , 3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3 =0°将S =—23 ° 27'、0 =30 °、3 =0 ° 代入(1 )式得Sinh 正午=sin(-23 ° 27 ' )sin30 ° +cos(-23 ° 27' )cos30° cos0°=—0.3979 X 0.5+0.9175 X 0.8660 X 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3 =15°得Sinh 下午1 时=sin(-23 ° 27' )sin30 ° +cos(-23 ° 27' )cos30° cos15°=—0.19895+0.79456 X 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°,即卩3 =30得Sinh 下午2 时=sin(-23 ° 27' )sin30° +cos(-23° 27' )cos30° cos30°=—0.19895+0.79456 X 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。

正午太阳高度的计算

ห้องสมุดไป่ตู้
4：太阳能热水器倾角的调节。
• 如图10所示：倾角α与正午太阳高度角是互余的，因此一年中正午太阳高度角变小时，倾角调大；变大时，倾角调小。（注意：据倾角α 与正午太阳高度角是互余的，且正午太阳高度角差=纬度差，可推出倾角α就等于该地与太阳直射点的纬度差）。
5：窗户雨棚长短的设计（南北窗户）
正午太阳高度角的计算：计算公式：高度差=纬度差
（即太阳直射点与所求点的正午太阳高度角之差等于太阳直射点与所求点的纬度差）。
注意：纬度差为：同半球大减小，异半球两相加（指南北半球）。
例1：已知太阳直射16ºN，求70°N、 54°S的正午太阳高度角。
• 解：设所求地正午太阳高度角为H，则 90°－H＝纬度差
2：正午太阳高度角的大小与阳光照进屋内面积的大小。
• 一年中南北半球的向南或向北窗户，在冬至日时，正午太阳高度角达到全年最小，该日正午阳光照进屋内的面积则达全年最大；在夏至日时，正午太阳高度角达到全年最大，该日正午阳光照进屋内的面积则达全年最小。
3：建筑物间的间距
• 一年中南北方向修建楼房（纬度为θ的地方，纬度较低的楼高H米）时，要使纬度较高的楼的底层房屋一年中都能被阳光照射，只需使南北二楼距离大于纬度较低的楼的最长影，即二楼间距应大于 L最长影=H×cot ［90°－（θ＋2⒊5°）］。
假设某地有一杆高为H米，该地的纬度为θ，物体的影子长L，则最长（短）影为［图中的杆长可测知，设α角为冬（夏）至的正午太阳高度角。］
解：L=H×cotα ［α角据：正午太阳高度角差=纬度差，可得出90°－α=θ±23．5°；即α=90°－（θ±23.5°），式中冬至日取＋，夏至日取－。］ L最长影=H×cot［90°－（θ＋23.5°）］ L最短影＝H×cot ［90°－（θ－23.5°）］

太阳高度角与方位角)

对于陆地卫星系统而言，如美国的Landsat TM/ETM+，该卫星的过境(中国)时间大概是早上到中午之间，因此其太阳方位角一般在90°和180°之间。
对于地球上任何位置，当太阳处于春分点或秋分点，即太阳赤纬是0°的时候，初升的太阳方位角是90°整，正午太阳方位角是180°，落日的时候太阳方位角是270°。
6
3、太阳高度角的变化规律
（1）纬度变化规律:由太阳直射点所在经纬度向南北两侧递减。可推知与太阳直射点的纬度相差一度，正午太阳高度角就减小一度。(进一步可得出:已知某一正午太阳高度角，一般有两条纬线等于此度数)。例如:太阳直射20°N，这天全球正午太阳高度角就从20°N向南北两侧逐渐递减，19°N的正午太阳高度角就等于89°。即19°N的正午太阳高度=90°-(太阳直射点-该地纬度)=90°-(20°19°)=89° （2）季节变化规律:太阳直射点移来时渐增，移去时渐减(太阳直射点相对某地所在纬线而言)。例如:对于31°N的地区，在12月22日(冬至日)至6月22日(夏至日)这段时间，正午太阳高度角渐增，6月22日(夏至日)至12月22日(冬至日)这段时间，正午太阳高度角渐减。
7
4、太阳方位角概述
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经线的夹角，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。方位角以目标物正北方向为零，顺时针方向逐渐变大，其取值范围是0--360°。因此太阳方位角一般是以目标物的北方向为起始方向，以太阳光的入射方向为终止方向，按顺时针方向所测量的角度 .
8
5、太阳方位角基本信息
正常来说，对于中国区域，早上太阳光从东边射来，中午太阳光从南边射来，傍晚太阳光从西边边射来。早上的太阳方位角在90°左右(但一年当中，有一定的角度范围变化)，正中午的太阳方位角在180°(正南方)，傍晚的太阳方位角在270°左右(但一年当中，有一定的角度范围变化)。例如北京处在北纬约40°,一年中,早上的太阳方位角变化量约为90°±31°。

常用太阳角度

太阳位置地球上某一点所看到的太阳方向，称为太阳位置。

太阳位置常用两个角度来表示，即太阳高度角b和太阳方位角A。

高度角太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，太阳高度角简称太阳高度(其实是角度)。

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。

太阳高度角随着时角和赤纬角的变化而变化。

太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），时角以t表示，有太阳高度角的计算公式：sin h=sin φ sin δ+cos 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0，正午时太阳高度角最大，时角为0，正午太阳高度角计算公式：h=90°-|φ-δ|求当地纬度与太阳直射纬度之差。

在晨昏线上的各地太阳高度为0 °，表示正经历昼夜更替；在昼半球上的各地太阳高度大于0°，表示白昼；在夜半球上的各地太阳高度小于0°，表示黑夜。

方位角太阳方位角为太阳方向的水平投影偏离南向的角度。

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.时角一个天体的时角表示该天体是否通过了当地的子午圈（中天）。

其数值则表示了该天体与当地子午圈的角距离，并借用时间的单位，以小时来计量（1HA = 15度）。

例如，一个天体的时角是2.5HA，就表示他已经在2.5个小时之前通过当地的子午圈，并且在当地子午圈的西方37.5度的距离上。

负数则表示在多少小时之后将通过当地的子午圈。

当然，当时角为0时的意思就是这个天体就在当地的子午圈上。

规定正午时角为0,上午时角为负值,下午时角为正值.地球自转一周360度,对应的时间为24小时,即每小时相应的时角为15度,每4分钟的时角为1度.同样是9点,冬天和夏天的太阳高度不同,影子的位置就不同,因此方位角不同,但是时角是一样的.赤纬角赤纬角，是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角，与太阳直射点纬度相等。

卫片像元太阳高度角和方位角的计算原理与方法

卫片像元太阳高度角和方位角的计算原理与方法## 太阳高度角和方位角的计算原理及方法1. 计算原理太阳高度角（Solar Altitude Angle），是指太阳在地球表面的任何地点的本初子午圆与地平面的交点的夹角。

它可以用度量表示，单位是度，通常用符号α表示，它的取值范围是0°～90°，当α=0°时表示此时太阳位于地平线正下方（此时太阳在地平面的任意方向的夹角都是180°），而当α=90°时表示此时太阳处在天空的正上方（此时太阳在地平面的任意方向的夹角都是0几何），太阳高度角是非常重要的天文量，它表示太阳在天空相对位置或高度。

太阳方位角（Solar Azimuth Angle），是指以南北为中轴线，太阳高度角α所在的本初子午圆与地平面的交点的顺逆时针转过太阳测得的角度。

它可以用度量表示，单位是度，通常用符号β表示，它的取值范围是0°～360°，当β=0°或360°时，表示太阳所在的子午圆以东为起点，顺时针旋转一圈360°，而当β=90°时，表示太阳所在的子午圆以南为起点，顺时针转过90°，以逆时针方向延伸为360°，以此类推。

太阳方位角表示太阳在天空的水平位置方向。

2. 计算步骤（1）确定时间及地理位置求解太阳在卫片像元的高度角和方位角需要知道时间和地理位置，时间可以任意指定，可采用当地时间或UTC时间，UTC时间是指国际历法时间，UTC与北京时间有8小时的时差，时区通常以公里数（Km）为指定单位，称为时差（Time Offset）；而地理位置可以指定具体的球坐标（经纬度）。

（2）计算与太阳有关的天文参数太阳高度角和方位角的计算需要太阳的准昼点时间（Solar Noon Time）、太阳视黄经（Solar Apparent Longitude）及太阳的偏心角（Solar Eccentricity）等参数。

太阳高度角

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。

太阳高度角hs求算公式

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=0.6113 h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=0.5839 h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=0.5037 h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
节气春分清明谷雨立夏小满芒种
月、日
δ
节气
3.2 0°00′ 21
夏至

关于太阳（卫星）天顶角，太阳高度角，太阳方位角

关于太阳（卫星）天顶⾓，太阳⾼度⾓，太阳⽅位⾓⽆论在摄影测量还是在定量遥感领域经常会和这三个⾓度打交道，尤其是在辐射传输理论中很多公式的推导和结果中⽼是出现θ，h，δ等形式的三⾓函数。

在参考百科知识和⼏篇博⽂的基础上，稍微具体地整理下三者的区别、联系和计算⽅法。

1.天顶⾓(Zenith Angle)天顶⾓指光线⼊射⽅向和天顶⽅向的夹⾓，有个英⽂解释地挺好的：The zenith angle is the angle between the zenith line(pointing straight up) and the direction to the sun (Satellite)。

L p为天空p点的亮度; L z为天顶亮度; ε为天顶与p点间的⾓度；Z0为太阳的天顶⾓；δ为太阳与天空p点间的⾓度(以弧度计)2.太阳⾼度⾓（Solar Elevation Angle）太阳⾼度⾓指太阳光的⼊射⽅向和地平⾯之间的夹⾓，简称太阳⾼度（物理含义为⾓度）。

其是决定地球表⾯获得太阳热能数量的最重要因素。

其中太阳⾼度⾓和太阳天顶⾓互为余⾓。

3.太阳⽅位⾓（Solar Azimuth Angle）⽅位⾓是以⽬标物的正北⽅向（与同⼀地理分区/分带内所在中央⼦午线的北⽅向相同）为起算⽅向，即0度。

其取值范围在0-所谓⽅位⾓太阳⽅位360度，计算旋转⽅式为：以⽬标物为轴⼼，以⽬标物的北⽅向为起始点，按顺时针⽅向旋转⼀周，⽅位⾓逐步增⼤⾄360°。

因此太阳⽅位⾓⼀般是以⽬标物的北⽅向为起始⽅向，以太阳光的⼊射⽅向为终⽌⽅向，按顺时针⽅向所测量的⾓度。

⽽正常来说，对于中国区域，早上太阳光从东边射来，中午太阳光从南边射来，傍晚太阳光从西边边射来，早上的太阳⽅位⾓在90°左右（但⼀年当中，有⼀定的⾓度范围变化)，正中午的太阳⽅位⾓在180°（正南⽅)，傍晚的太阳⽅位⾓在270°左右(但⼀年当中，有⼀定的⾓度范围变化)。

一天中太阳入射角变化及其计算方法

一天中太阳入射角变化及其计算方法在一天中，太阳的入射角度会随着时间的变化而发生变化。

太阳入射角是指太阳光线与垂直地球表面的交角，这个角度影响着太阳光线直射地表面的强弱。

太阳入射角的变化与地球的自转和公转运动有关。

太阳入射角的计算方法可以基于地球的自转周期以及地球的倾斜角度。

地球自转周期大约是24小时，地球的倾斜角度为23.5度。

在正午时分，也就是太阳高度角最大的时候，太阳入射角为90度减去地球所在纬度的绝对值。

这是因为太阳从地平线上升到最高点时，经过了纬度的数值角度。

在这个时刻，太阳的光线垂直射向地球表面，入射角为90度。

在正午之前和之后的时刻，太阳入射角会小于90度。

太阳入射角的计算方法可以使用三角函数来实现。

太阳入射角可以通过以下公式计算：sin(α) = sin(β) * sin(φ) + cos(β) * cos(φ) * cos(γ)其中，α为太阳入射角，β为太阳高度角，φ为地球所在纬度，γ为太阳与地球直线的方位角。

太阳高度角可以通过以下公式计算：sin(β) = sin(δ) * sin(φ) + cos(δ) * cos(φ) * cos(H)其中，δ为太阳赤纬，φ为地球所在纬度，H为太阳时角。

太阳赤纬可以通过以下公式计算：sin(δ) = sin(ε) * sin(λ)其中，ε为地球的倾斜角度，λ为太阳的赤经。

太阳时角可以通过以下公式计算：cos(H) = (sin(H)) / (cos(φ) * cos(δ)) - tan(φ) * tan(δ)其中，H为太阳时角，φ为地球所在纬度，δ为太阳赤纬。

利用上述公式可以计算出一天中太阳入射角的变化。

在黎明时刻和黄昏时刻，太阳入射角最小，接近于0度。

这是因为太阳在地平线上方倾斜，光线没有直射地表面。

随着时间的推移，太阳的高度角逐渐增大，太阳入射角逐渐增大，直到正午时刻达到最大值。

正午之后，太阳的高度角逐渐减小，太阳入射角也逐渐减小，直到黄昏时刻接近于0度。

太阳高度角方位角计算公式

太阳高度角方位角计算公式
cos(θ) = sin(δ)sin(φ) + cos(δ)cos(φ)cos(H)
其中，θ是太阳高度角，δ是太阳赤纬，φ是地点的纬度，H是太阳时角。

太阳赤纬是太阳相对于地球赤道的角度，在夏至时为+23.5°，在冬至时为-23.5°，在春分和秋分时为0°。

太阳时角是太阳相对于地方子午线（经度0°）的角度，表示地方子午线到太阳在天空中的角度差。

太阳时角的计算公式如下：
H=15*(t-12)+λ
其中，t是当地的标准时间（以小时为单位），λ是当地的经度（以度为单位）。

方位角的计算公式如下：
sin(A) = - (cos(δ)sin(H)) / cos(θ)
其中，A是太阳的方位角。

以上就是太阳高度角和方位角的计算公式，这些公式可以通过已知的时间、纬度和经度来计算太阳在天空中的位置角度。

这对于日常生活中的定位、导航和天文观测等领域都有很大的应用价值。

不同地点和时间的太阳高度角和方位角会有所不同，因此这些公式可以用于确定太阳在不同地点和时间的位置。