太阳位置计算

假如给出当前位置的经度、纬度和准确的天文时间，用什么方式计算出太阳当前的位置呢？例如算出类似于方位角和高度角的数据？

实际中使用希腊字符表示经纬度，不过为了输入方便，我改用XYZ表示.X是地方纬度，Y是太阳赤纬，t是时角，z=90度-h

高度h，方位角A，则

sinh=sinXsinY+cosXcosYcost

sinA=cosYsint/cosh

cosA=(sinXsinh-sinY)/(cosXcosh)

具体的可以在网上搜示意图

或这本书《天文学新概论》苏宜编著华中理工大学出版社 2000年8月第一版 P52的章节

第24章太阳位置计算

[许剑伟于家里 2008-3-30下午]

一、低精度计算:

当计算精度要求为0.01度,计算太阳位置时可假设地球运动是一个纯椭圆，也就说忽略月球及行星摄动,计算表达如下。

设JD是儒略日数,可以用第7章表述的方法计算。T为J2000起算的儒略世纪数:

T = (JD-2451545.0)/36525

计算时要保留足够的小数位数,5位小数是不够的(除非所需的太阳黄经的精度要求不高),注意,T表达为儒略世纪数,所以T误差0.00001相当于0.37日。

接下来,

太阳几何平黄经：Lo = 280°.46645 + 36000°.76983*T + 0°.0003032*T^2 （Date平分点起算）

太阳平近点角: M = 357°.52910 + 35999°.05030*T - 0°.0001559*T^2 -0°.00000048*T^3

地球轨道离心率： e = 0.016708617 - 0.000042037*T - 0.0000001236*T^2

太阳中间方程：C = +(1°.914600 - 0°.004817*T -0°.000014*T*T) * sin(M)+(0°.019993 - 0°.000101*T) * sin(2M)+ 0°.000290*sin(3M)

那么，太阳的真黄经是：Θ = Lo + C

真近点角是： v = M + C

日地距离的单位是"天文单位",距离表达为：R = 1.000001018 (1-e^2) / (1+e*cos(v)) ……24.5式

式中的分子部分的值变化十分缓慢。它的值是:

0.9997190 1800年

0.9997204 1900年

0.9997218 2000年

0.9997232 2100年

太阳黄经Θ可由上述的方法算出,它是Date黄道分点坐标中的真几何黄经,需通过计算地心坐标星体位置也可算出。

要取得Date黄道坐标中太阳的视黄经λ，还应对Θ进行章动修正及光行差修正。如果精度要求不高,可用下式修正:

Ω = 125°.04 - 1934°.136*T

λ = Θ - 0°.00569 -0°.00478*sin(Ω)

某此时候,我们需要把太阳黄经转到J2000坐标中,在1900-2100年范围内可利用下式进行: Θ2000 = Θ - 0°.01397*(year-2000)

如果还想取得更高的转换精度(优于0.01度),那么你可以使用第25章的方法进行坐标旋转。

Date黄道坐标中的太阳黄纬不超过1".2，如果对精度要求不是很高，可以置0。因此，太阳的地心赤经α及赤纬δ可以用下式(24.6式,24.7式)计算，式中ε是黄赤交角(由21章的21.2式计算)。

tanα = cosεsinΘ / cosΘ ……24.6式

sinδ = sinεsinΘ ……24.7式

如果要想得到太阳的视赤经及赤纬,以上二式中的Θ应换为λ，ε应加上修正量：

+0.00256*cos(Ω)

[译者注]:实际上就是对Θ补上黄经章动及光行差,ε补上交角章动后再转到赤道坐标中。也可在赤道坐标中补章动及光行差,但公式不同。

公式24.6当然可以转为：tan(α) = cos(ε)*tan(Θ)，接下来,我们要注意α与Θ应在同一象限。然而,如果你使用计算机语中有ATN2函数(C语言是atan2)，那最好保持24.6式不变，这样就可直接利用ATN2函数算出α,即：α = ATN2( cos(ε)*sin(Θ),cos(Θ) )

例24.a——计算1992-10-13,0点,即力学时TD=JDE 2448908.5时刻的太阳位置。我们算得:

T = -0.072183436

Lo= -2318°.19281 = 201°.80719

M = -2241°.00604 = 278°.99396

e = 0.016711651

C = -1°.89732

Θ= 199°.90987 = 199°54' 36"

R = 0.99766

Ω= 264°.65

λ= 199°.90897 = 199°54' 32"

εo= 23°26'24".83 = 23°.44023 (由21章的21.2式算得)

ε= 23°.43999

α视= -161°.61918 = +198°.38082 = 13h.225388 = 13h 13m 31s.4

δ视= -7°.78507 = -7°47' 06"

使用VSOP87行星理论计算出的的正确值是：(请与上面的结果做一下比较)

Θ= 199°54' 26".18

λ= 199°54' 21".56

β= +0".72

R = 0.99760853

α视= 13h 13m 30s.749

δ视= -7°47' 01".74

基于单片机EM78247的光伏发电系统太阳自动跟踪器

摘要：由于太阳位置随时间而变化，使光伏发电系统的太阳能电池阵列受光照强度不稳定，从而降低了光伏电池的效率,因此，设计太阳自动跟踪器是提高光伏发电系统工作效率的有效措施。本文采用单片机EM78247为控制核心，设计了一个双轴太阳自动跟踪器，配合两台交流伺服电机实现光伏电池阵列与阳光照射之间的同步跟踪。该控制器在硬件和软件各方面采取了多项抗干扰措施，使其具有较好的跟踪效果和较强的抗干扰能力，且运行可靠稳定，具有较高的

实际应用价值。

关键词：光伏发电系统；EM78247；太阳自动跟踪器

当今社会人们的环保意识越来越强，光伏发电系统的应用普遍受到各国政府重视。因为它