Diese Frage wurde vor etwas mehr als drei Jahren gestellt. Es wurde eine Antwort gegeben, aber ich habe einen Fehler in der Lösung gefunden.
Der folgende Code ist in R. Ich habe ihn in eine andere Sprache portiert, jedoch den Originalcode direkt in R getestet, um sicherzustellen, dass das Problem nicht mit meiner Portierung zusammenhängt.
sunPosition <- function(year, month, day, hour=12, min=0, sec=0,
lat=46.5, long=6.5) {
twopi <- 2 * pi
deg2rad <- pi / 180
# Get day of the year, e.g. Feb 1 = 32, Mar 1 = 61 on leap years
month.days <- c(0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30)
day <- day + cumsum(month.days)[month]
leapdays <- year %% 4 == 0 & (year %% 400 == 0 | year %% 100 != 0) & day >= 60
day[leapdays] <- day[leapdays] + 1
# Get Julian date - 2400000
hour <- hour + min / 60 + sec / 3600 # hour plus fraction
delta <- year - 1949
leap <- trunc(delta / 4) # former leapyears
jd <- 32916.5 + delta * 365 + leap + day + hour / 24
# The input to the Atronomer's almanach is the difference between
# the Julian date and JD 2451545.0 (noon, 1 January 2000)
time <- jd - 51545.
# Ecliptic coordinates
# Mean longitude
mnlong <- 280.460 + .9856474 * time
mnlong <- mnlong %% 360
mnlong[mnlong < 0] <- mnlong[mnlong < 0] + 360
# Mean anomaly
mnanom <- 357.528 + .9856003 * time
mnanom <- mnanom %% 360
mnanom[mnanom < 0] <- mnanom[mnanom < 0] + 360
mnanom <- mnanom * deg2rad
# Ecliptic longitude and obliquity of ecliptic
eclong <- mnlong + 1.915 * sin(mnanom) + 0.020 * sin(2 * mnanom)
eclong <- eclong %% 360
eclong[eclong < 0] <- eclong[eclong < 0] + 360
oblqec <- 23.429 - 0.0000004 * time
eclong <- eclong * deg2rad
oblqec <- oblqec * deg2rad
# Celestial coordinates
# Right ascension and declination
num <- cos(oblqec) * sin(eclong)
den <- cos(eclong)
ra <- atan(num / den)
ra[den < 0] <- ra[den < 0] + pi
ra[den >= 0 & num < 0] <- ra[den >= 0 & num < 0] + twopi
dec <- asin(sin(oblqec) * sin(eclong))
# Local coordinates
# Greenwich mean sidereal time
gmst <- 6.697375 + .0657098242 * time + hour
gmst <- gmst %% 24
gmst[gmst < 0] <- gmst[gmst < 0] + 24.
# Local mean sidereal time
lmst <- gmst + long / 15.
lmst <- lmst %% 24.
lmst[lmst < 0] <- lmst[lmst < 0] + 24.
lmst <- lmst * 15. * deg2rad
# Hour angle
ha <- lmst - ra
ha[ha < -pi] <- ha[ha < -pi] + twopi
ha[ha > pi] <- ha[ha > pi] - twopi
# Latitude to radians
lat <- lat * deg2rad
# Azimuth and elevation
el <- asin(sin(dec) * sin(lat) + cos(dec) * cos(lat) * cos(ha))
az <- asin(-cos(dec) * sin(ha) / cos(el))
elc <- asin(sin(dec) / sin(lat))
az[el >= elc] <- pi - az[el >= elc]
az[el <= elc & ha > 0] <- az[el <= elc & ha > 0] + twopi
el <- el / deg2rad
az <- az / deg2rad
lat <- lat / deg2rad
return(list(elevation=el, azimuth=az))
}Das Problem, auf das ich stoße, ist, dass der zurückgegebene Azimut falsch erscheint. Wenn ich zum Beispiel die Funktion an der (südlichen) Sommersonnenwende um 12:00 Uhr für die Standorte 0ºE und 41ºS, 3ºS, 3ºN und 41ºN ausführe:
> sunPosition(2012,12,22,12,0,0,-41,0)
$elevation
[1] 72.42113
$azimuth
[1] 180.9211
> sunPosition(2012,12,22,12,0,0,-3,0)
$elevation
[1] 69.57493
$azimuth
[1] -0.79713
Warning message:
In asin(sin(dec)/sin(lat)) : NaNs produced
> sunPosition(2012,12,22,12,0,0,3,0)
$elevation
[1] 63.57538
$azimuth
[1] -0.6250971
Warning message:
In asin(sin(dec)/sin(lat)) : NaNs produced
> sunPosition(2012,12,22,12,0,0,41,0)
$elevation
[1] 25.57642
$azimuth
[1] 180.3084Diese Zahlen scheinen einfach nicht richtig zu sein. Die Höhe, mit der ich zufrieden bin - die ersten beiden sollten ungefähr gleich sein, die dritte eine Berührung tiefer und die vierte viel niedriger. Der erste Azimut sollte jedoch ungefähr genau nach Norden gehen, während die Zahl, die er angibt, genau das Gegenteil ist. Die restlichen drei sollten ungefähr nach Süden zeigen, aber nur der letzte. Die beiden in der Mitte gleich nördlich, wieder 180º raus.
Wie Sie sehen können, gibt es auch einige Fehler, die bei den niedrigen Breiten ausgelöst werden (schließen Sie den Äquator).
Ich glaube, der Fehler liegt in diesem Abschnitt, wobei der Fehler in der dritten Zeile (beginnend mit elc) ausgelöst wird .
# Azimuth and elevation
el <- asin(sin(dec) * sin(lat) + cos(dec) * cos(lat) * cos(ha))
az <- asin(-cos(dec) * sin(ha) / cos(el))
elc <- asin(sin(dec) / sin(lat))
az[el >= elc] <- pi - az[el >= elc]
az[el <= elc & ha > 0] <- az[el <= elc & ha > 0] + twopiIch googelte herum und fand einen ähnlichen Codeabschnitt in C, der in R konvertiert wurde. Die Zeile, die zur Berechnung des Azimuts verwendet wird, wäre ungefähr so
az <- atan(sin(ha) / (cos(ha) * sin(lat) - tan(dec) * cos(lat)))Die Ausgabe hier scheint in die richtige Richtung zu gehen, aber ich kann sie einfach nicht dazu bringen, mir immer die richtige Antwort zu geben, wenn sie wieder in Grad umgewandelt wird.
Eine Korrektur des Codes (vermutlich nur die wenigen Zeilen oben), um den korrekten Azimut zu berechnen, wäre fantastisch.
