[发明专利]一种基于地球形体特征和大气参数的太阳位置的校正方法

摘要

本发明提供的一种基于地球形体特征和大气参数的太阳位置校正方法，通过太阳位置算法获取基准太阳位置，在基准太阳位置的基础上对地心视差和蒙气差进行逆向校正，使用校正后的数据对进行校正；地心视差逆向校正的方法为当阳光照射到遮挡物上产生阴影时，计算遮挡物低端到地心的距离，根据这个距离、太阳高度角实现对地心视差校正，对蒙气差逆向校正时，对计算蒙气差时的每一层产生的光的折射过程进行再次进行细化，计算太阳光进入每一层的蒙气差，将此蒙气差带入到正向校正中得出的总的蒙气差的积分公式中，得出经过逆向校正的蒙气差公式。本发明基于地球形体及大气参数的校正能有效减小SPA原始计算误差，提高太阳位置的计算精度。

主权项

一种基于地球形体特征和大气参数的太阳位置校正方法，其特征在于：通过太阳位置算法获取基准太阳位置，在基准太阳位置的基础上对地心视差和蒙气差进行逆向校正，使用校正后的数据对太阳位置进行校正；其中，地心视差逆向校正的方法为：当阳光照射到高度为H的遮挡物上产生阴影时，从地心和遮挡物顶端两个地方观测到的太阳的高度角分别为h和h’，计算出h和h’之间的参数方程，再结合大地测量理论，计算遮挡物低端到地心的距离，将这个距离、现有太阳位置算法计算出的太阳高度角带入到上述的h和h’之间的参数方程中，实现对地心视差h″的校正，地心视差h″的校正公式为：h′′=arctan(tan(arcsin(cosψcosδcost+sinψsinδ))-OMOScos(arcsin(cosψcosδcost+sinψsinδ)));]]>OM为遮挡物MM′上高度为H的顶点M与地心之距离，OS为某一时刻t日地距离，即为某一时刻太阳质心至地球质心距离，Ψ为当地经度，δ为太阳光线垂直照射的地点与地球赤道所夹的圆心角；蒙气差逆向校正的方法为：使用太阳实际位置对应的高度角计算蒙气差；具体来说，对蒙气差进行正向校正时，将蒙气差正向校正中对大气层分割成密度均匀的许多层后，对每一层中的光线线路进行分段线性处理，得到每一层的蒙气差，进而得到总的蒙气差的积分公式，而对蒙气差逆向校正时，则对每一层产生的光的折射过程进行再次进行细化，即根据折射原理，计算太阳光进入每一层的蒙气差，将此蒙气差带入到正向校正中得出的总的蒙气差的积分公式中，得出经过逆向校正的蒙气差公式：V为计算出的太阳天顶角，即V＝90°‑h，L为地面折射率，s为观测到的太阳在天空中的位置，μi为第i大气层的折射率。