(關於時間)乙個太陽日開始,根據什麼計算定位?根據什麼校準??

2025-03-07 07:40:25 字數 2178 閱讀 1107

1樓:天頂星

太陽時顧名思義擾液,按照太陽的位置來計時。

因地球的公轉,太陽每天會兩次經過子午線,在地平線以上的一次稱作上中天,而地平線以下的一次成為下中天,如下圖所示:

或許這個概念在樓主聽起來有些晦澀,不過這樣解釋應該容易很多,在北半球正午太陽位於正南方就是上中天;在晚上位於正南或者正北方就是下中天(自然看不見)。

隨後人為定義上中天為正午12時,下中天為新的一天的開始,也就是0時。

這也就是天文學上的真太陽時。

但是,如果使用真太陽時是非常不方便的,因為地球軌道的偏心率還有黃赤交角的存在(影響太陽在赤道上投影的速度),真太陽時並不是乙個定製而且誤差不可忽略,最多時誤差可以達到半小時,或許對於日常生活影響不大,但是對於航天、軍事等等需要嚴密計時的領域,這種誤差是絕對無法接弊鄭受的。

下面一張圖是每天同一時間拍攝太陽的**隨後進行疊加,可以看到太陽的展現出乙個類似於8字的軌跡:

如果樓主比較敏感,應該已經意識到,我們用的時間並不是真太陽時。

否則太陽的軌跡應該是一條直線。

是的,我們用的時間稱作平太陽時。

指的是按照平太陽的位置來決定,自然也就是上中天12時,下中天0時。這裡有比較解釋一下平太陽,指的是乙個人為想像的,和太陽同時過春分點秋分點,並且在天赤道上(真太陽在黃道上運動)勻速運動(實際情況因為地球軌道的偏心率運動速度並不均勻)的乙個「太陽」。這樣做是為了讓每天太陽在赤道上運動的距離相等,換句話說也就是讓每天的時間變得一致。

平太陽時解決了真太陽時的問題,因此在生活中得到了廣泛的應用。

照理來說,問題到這裡,就應該解決了樓主的問題了。

不過我在最後多說幾句,平太陽時雖然已經非常精確,大多數情況下誤差可以忽略不計。但是因為潮汐作用,地球的自轉逐漸減速,所以平租李頌太陽時也會有極其微小的誤差,不足以滿足某些對世間有極高要求的計時工具的要求。

因此現代計時的標準已經交給微觀,國際標準規定cs(銫)元素最外層電子繞原子核運轉若干圈(很大的乙個數,網上能查到)為一秒,所以現在時間的標準度量已經脫離了天文學。

那日常生活中的即使怎麼辦呢?採用的是閏秒,如果樓主對新聞感興趣的話,也該也聽過相關的報道,每過幾年會讓是時鐘多撥一秒,這點誤差對常人來說自然是無所謂了。因此把我們平常用的時間近似理解為平太陽時是大致合理的。

2樓:網友

太陽日是太陽直射地球表面的同一條經線的週期。它的時間間隔是24小時,從太陽日的定義看,鬧慧是從一天的正塵遲午時刻到液兄答第二天的正午時刻,定位和校準可以用一根長杆測日影,當然用儀器會更準確。而一天是從零點開始則是人為定義了。

已知當時的準確日期和時間,以及當時太陽的方向,能否計算出相對準確的東南西北方向?

3樓:天頂星

樓主的想法是可行的。一般來說,實際生活中更多遇到,在特定地點,特定時間,觀測太陽的方位。相反,現在知道太陽的方位,觀測地點,自然也可以倒推出觀測時間。

不妨順著樓主的問題,來解釋這個問題吧:

問題一: 首先我想請您檢查下上面我說的1,2,3條是否正確,能否用此來判斷方向?

三個命題基本正確,但是第一和第三條有些瑕疵。「夏至當天公升起角度為東偏北23度26分」,實際太陽昇起的方位會比這個角度更偏北一些,因為地理緯度的增加偏北的角度。第三個命題也少有疏漏,夏至日太陽的軌跡比半圓稍多一些,相反的冬至日比半圓稍微少一些。

雖然有些瑕疵,但是無妨大雅,基本的概念沒有出現問題。

問題二: 能否根據太陽運動的軌跡, 已知當時的準確日期和時間,以及當時太陽的方向,來計算出相對準確的東南西北方向?

答案也是可以的,不過相當麻煩。一是數學公式相當複雜,一堆正反三角函式,是怎麼都免不了的。且不說推導(球面三角和天球座標系的功底,球面三角我並無瞭解),即便給出公式代入,也需要相當長的計算時間。

個人估計,沒有半小時是沒有辦法搞定的。第二,計算結果和實際情況還會有一定出入,因為真太陽時和平太陽時的差距,誤差可能達到半小時左右。

如果是具體的實際應用,比較使用的辦法是把手錶的時針指向太陽,時針和12時的角平分線的方向接近正南的方向。這種方法不考慮上面說的第二中誤差,而且將時角和方位角直接等同,會有比較大的誤差,最大可能達到20-30°。

總而言之,樓主的設想,理論上可行。天文軟體(例如stellarium)可以對太陽的方位進行非常精確的模擬(可以精確到秒的精度,一秒是3600分之一度)。自然,軟體能夠模擬,說明有非常精確的公式。

但是如果從頭推導,如果是探索性學習,那是乙個很好的話題。如果想實際應用,那就得不嘗試了。

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