视差角计算公式及其推导

视差⾓计算公式及其推导
(图⽚来源:《天⽂算法》)
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何谓「视差⾓」?视差⾓就是天体所在⾚道经线和天体所在地平经线之间的夹⾓,中天之前为负,中天之后为正。就上弦⽉来说,视差⾓就是它「倒下」的度数:
(图⽚来源:《天⽂算法》)
(注:其实这个例⼦不⼤妥当,毕竟黄道经线跟⾚道经线的偏差虽然不算太⼤,但也是有的。不过这个例⼦是真⼼很直观,很能说明问题。)
那么怎么计算这个⾓呢?《天⽂算法》⼀书给出了⼀个公式:
\tan{q} = \frac{\sin{t}}{\tan{\varphi}\cos{\delta}-\cos{t}\sin{\delta}}
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(其中q为天体的视差⾓,t为天体的时⾓, \delta 为天体的⾚纬, \varphi 为当地纬度(北纬为正))
新型碾米机环保型但是书上没有推导过程。在这⾥我们把推导过程补上(以北半球为例):
如图,画出天球、地平⾯、天⾚道、平⾏圈。设天球中⼼为O, 北天极为P, 天顶为Z, 天体为B.细胞芯片
作球⾯三⾓形BPZ, 在该球⾯三⾓形内,所求⾓q即\angle{ZBP} . 由时⾓的定义易知\angle{ZPB} = t .
过B、P作⼤圆弧BP交天⾚道于B'. 易知弧BP = {90}^{\circ}-\delta.
由当地纬度为\varphi易知,弧ZP = {90}^{\circ}-\varphi .
现在,我们已经知道球⾯三⾓形BPZ的两边及其夹⾓,问题是怎么求另⼀个⾓。这就⽐较⿇烦。可以先⽤余弦定理求第三边,然后⽤正弦定理求出所求⾓,不过这样⼀定会算崩。还是把三⾯⾓拿出来⼀步⼀步推吧:自动上料玉米脱粒机
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如下图,过Z作ZZ'垂直于平⾯POB, 垂⾜为Z'. 过Z'作Z'T_1交BP于T_1, 过Z'作Z'T_2交OP于T_2. 连接ZT_1, ZT_2.
跟据球⾯三⾓形内⾓的定义可知\angle{ZT_2Z'} = \angle{P} = t, \angle{ZT_1Z'} = \angle{B} = q .
这样所有的已知量和未知量就都出现在图上了。接下来从OZ=1开始⼀步步求出线段ZZ'和Z'T_1的长度,再作⽐求出\tan{q} ,  就可以得到上⽂的公式了。这个过程已经写在图⾥,就不再赘述了。
当天体升/降时,(⼤圆)弧ZB = {90}^{\circ} , 球⾯三⾓形ZBP三边均已知,直接套⽤余弦定理得:
\cos{ZP} = \cos{BZ}\cos{BP} + \sin{BZ}\sin{BP}\cos{\angle{ZBP}}
\cos{({90}^{\circ}-\varphi)} = \cos{{90}^{\circ}}\cos{({90}^{\circ}-\delta)} + \sin{{90}^{\circ}}\sin{({90}^{\circ}-\delta)}\cos{q} \sin{\varphi} = \cos{\delta}\cos{q}
\cos{q} = \frac{\sin{\varphi}}{\cos{\delta}}
在这种情况下,就不需要知道时⾓t.(换句话说,升/降时的时⾓是可以算出来的。)
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本文发布于:2024-09-22 04:12:07,感谢您对本站的认可!

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