太陽能發(fā)電自動跟蹤系統(tǒng)技術(shù)方案書(編輯修改稿)
2024-08-13 16:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 通過以上介紹可以得到，地球上任何觀測點的天極高度等于當(dāng)?shù)氐木暥?，由相似三角形的關(guān)系可以證明 ， 在觀測點 o? 處的天極方向為 p? 方向，根據(jù)三角形角度關(guān)系顯然天極的高度角等于當(dāng)?shù)氐木暥取? 第 6 頁 PQ 39。QOP 39。天 頂 ZEE 39。天 赤 道O 39。 圖 天極高度等于當(dāng)?shù)鼐暥仁疽鈭D 赤道坐標(biāo)系 取天赤道作為基本圈，北天極 P 是基本圈的極，天赤道與子午圈的交 點之一Q? (近南點 )作為基本點的天球坐標(biāo)系，稱之為赤道坐標(biāo)系。又因所取基本點的不同而分為第一赤道坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系，前者又稱之為時角坐標(biāo)系。 δ天 球 赤 道 圈Q 39。Q1PP 39。TX1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1111 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1子 午 圈時 圈天 極赤 緯 圈t 圖 赤道坐標(biāo)系 如圖 5 所示，地球自轉(zhuǎn)軸的延伸與天球的交點分別表示為北天極 P 與南天極P? ，地球赤道的延伸與天球相交的大圓圈稱之為天赤道 Q? 。天赤道以北的天 第 7 頁 球是北天球，以南的天球是南天球，天球上平行與赤道的小圓圈叫做赤緯圈，用? 表示；垂直與天赤道且過兩極的大圓圈叫做經(jīng)圈或者時圈，用 t 表示。 在赤道第二坐標(biāo)系中 (在本系統(tǒng)中沒有用上，所以只簡單的敘述下 )，天體的位置可以使用赤經(jīng)（ RA）赤緯 (DEC)兩個變量表達(dá)，其中赤經(jīng)（ RA），用 α表示，赤緯 (DEC)用 δ 表示，地球公轉(zhuǎn)軌道的延伸與天球相交的大圓圈叫做黃道，天赤道與黃道相交的兩點分別叫做春分點與秋分點 。天體的赤經(jīng) α是從春分點開始，沿著赤道圈逆時針方向計量到天體的赤經(jīng)圈與天赤道的交點，以 0～ 24h 表示。若從天赤道向北天極方向量度為正，向南天極方向量度為負(fù)。 時角坐標(biāo)系 在時角坐標(biāo)系中，主要的參量是時角 t 與赤緯δ。 赤緯角δ，以天球赤道為零度，由此向天球北極 P 方向為正值；向天球南天極方向為負(fù)值。時角 t，以觀測點 O 與天球赤道南點 Q? 連線為 零度線。自天球北極看，順時針方向為正值，即午后時間；逆時針方向為負(fù)值，即午前時間。 其中用來表示天體 X 方位的時角 t 的值，是根據(jù)地球每個小時回轉(zhuǎn) o15 計算確定的。所以若已知天體經(jīng)過正南子午線 (時角零度線 )至觀測時刻的位置，所經(jīng)歷的時間乘以 o15 ，即可得到天體在觀測時刻所處位置的時角 t 值。 即 ： kt 15? ； 式中 ， K 為方位時間，所謂方位時間是以真太陽時正午 12 時為零時，依此分別向午前、午后起算的小時數(shù)，逆時針 (午前 )為負(fù)值，順時針 (午后 )為正值，即：12??nk ； 太陽與地球的時間關(guān)系 由于上述的時角坐標(biāo)系涉及到一些時間上的概念，所以有必要對天文上用到的時間做個簡要的敘述，以便增加理解力。同時天文上應(yīng)用的時間很多，在這里就只挑選兩個與本系統(tǒng)有關(guān)的時間概念進(jìn)行簡要的說明。 在天文學(xué)中以太陽周日視運動為依據(jù)而建立 的時間計量系統(tǒng)叫真太陽日，所謂真太陽時是指以太陽為視圓面中心。真太陽連續(xù)兩次通過上中天 (即觀測地的地理經(jīng)度 )的時間間隔，叫做真太陽時。真太陽位于上中天的時刻，叫做真中午， 第 8 頁 所以真太陽時具有地方性，不同的地方真中午的時刻是不同的，一個真太陽日分成 24 小時真太陽時，真太陽是以真太陽是時角 t 進(jìn)行度量的，顯然人們在應(yīng)用真太陽日時候，由于各個地方的真太陽時不同，且地球在軌道上運行的速度不一樣，從而導(dǎo)致真太陽時不一致性。所以給人們生活中帶來了諸多的不便。 為了彌補(bǔ)真太陽時所帶來的不便，天文學(xué)家應(yīng)用了平太陽時的概念，所謂平太陽時，即在黃道平面 (地球公轉(zhuǎn)平面 )引入一個做等速的假想點，其運行速度等于真太陽運行的平均速度，并和真太陽同時出現(xiàn)在春分點與秋分點，這個假想點就是平太陽。以平太陽為參考點來衡量地球自轉(zhuǎn)一周的時間，叫做平太陽日，一個平太陽日分成 24 小時的平太陽時。顯然真太陽時與平太陽時的時間可以通過時差來表示，其中時差可以通過萬年歷進(jìn)行查詢得到。即： pz tt ??? 式中： ? 表示時差， zt 為真太陽時， pt 為平太陽時 太陽位置計算原理 、球面三角形的相關(guān)概念 人們引入了天球的概念后，把宇宙空間的恒星等投影到天球面上 ， 研究它們在 天球 上的位置和運動，而忽略它們在 宇宙 空間的實際分布。因此，必須熟悉球面的一些基本的性質(zhì)。 一、 球面基本性質(zhì) 球面上的基本圓 在立體幾何中，我們知道任何平面與球面相交，其截口總是圓；不通 過球心的平面截球面所得的截口是小圓：而通過球心的平面截出的圓最大，稱為大圓，大圓的半徑正是球半徑。顯然，大圓把球面分成相等的兩部分。 通過球面上不在同一直徑兩端的兩點，可以做無數(shù)個小圓，但只能并且必能做一個大圓；因而在球面三角形中，一般只涉及大圓，只研究大圓的性質(zhì)和關(guān)系?？紤]地面點的地理坐標(biāo)時，地理緯圈，除赤道外，都是小圓：而所有地理經(jīng)圈都是大圓。 球面上的兩點距離 第 9 頁 球面上兩點 A、 B 之間的大圓?。ㄝ^短的那段），的長度叫做球面上兩點 AB之間的距離，可以證明：在球面上連接 A、 B 兩點的所有曲線中 AB 最短。 球面上 圓的極 對于球面上一已知圓，（不論大圓或小圓），垂直與這已知圓所在平面的球直徑的端點，稱之為這個圓的極。顯然極到對應(yīng)圓周上各個點的距離相等，這個距離叫做極距。 球面角 兩個大圓弧相交所成的角，稱之為球面角。兩個大圓弧的交點叫做球面角的頂點，大圓弧稱之為球面角的邊，球面角是以過頂點的圓弧的二切線所夾的角度來度量的。 二、 球面三角形的定義 球面上兩兩相交的三個大圓弧所圍成的幾何圖形稱之為球面三角形，這三個大圓弧成為球面三角形的邊，用 a 、 b、 c 表示。各個大圓弧所成的球面角稱之為球面三角形的角。用 A、 B、 C 表示。以上統(tǒng)稱為球面三角形的六要素。 ABCabc 圖 球面三角形示意圖 球面三角形是天文中經(jīng)常處理的基本幾何圖形，只有掌握了它們的基本性質(zhì)，才能進(jìn)一步的研究 本課題 中涉及的天文學(xué)知識與計算問題。 三、 球面三角形相關(guān)公式 對于給定的球面三角形，其邊與角滿足一定的函數(shù)關(guān)系，下面給出這些公式 。 ① 正弦定理 如圖 7 所示， 球面三角形各邊與其對應(yīng)角的正弦成正比，即： CcBbAa s ins ins ins ins ins in ?? 第 10 頁 ABcAEOCbFD 圖 正 弦定理示意圖 ② 余弦定理 球面三角形任一邊的余弦等于其他兩邊余弦的乘積加上這兩邊的正弦及其所
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