一种地基太阳高度角的计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种地基太阳高度角的计算方法和装置，涉及数据处理的技术领域，包括：将地基设备站当前时刻的站址坐标转换为地固坐标系的第一坐标点，以及将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点；基于第一坐标点、第二坐标点和星历计算，确定出目标时刻太阳在地固坐标系的第三坐标点，其中，目标时刻为当前时刻与太阳光传到地面所需时间的差值；基于地基设备站当前时刻的站址坐标，确定出测站坐标系的第一转换矩阵；基于第一坐标点、第三坐标点和转换矩阵，计算出当前时刻的地基太阳高度角，解决了现有的地基太阳高度角的计算方法的适用性较差的技术问题。问题。问题。

A method and device for calculating the solar altitude angle of foundation

【技术实现步骤摘要】
一种地基太阳高度角的计算方法和装置


[0001]本专利技术涉及数据处理的
，尤其是涉及一种地基太阳高度角的计算方法和装置。

技术介绍

[0002]随着科技的飞速发展，在航天测控领域工程中和生活中将越来越广泛的运用到太阳高度角计算功能。例如针对于地基光学设备，将需要使用太阳高度角来进行约束，使得地基设备站在阴影中；对于升旗仪式，也需要准确计算每时每刻的太阳高度角，以此更精确地得出太阳升起时刻。
[0003]由美国Analytical Graphics公司开发的一款航天领域商业分析软件STK中包含有关太阳高度角计算组件。该软件只能运行在windows系统上，无法实现跨平台应用。太阳高度角计算组件与系统间联系紧密无法脱离STK系统单独使用。在STK7.0版本以后该软件对我国实施禁运，太阳高度角计算组件核心无法到达自主可控的程度。
[0004]针对上述问题，还未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种地基太阳高度角的计算方法和装置，以缓解了现有的地基太阳高度角的计算方法的适用性较差的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种地基太阳高度角的计算方法，包括：将地基设备站当前时刻的站址坐标转换为地固坐标系的第一坐标点，以及将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点；基于所述第一坐标点、所述第二坐标点和星历计算，确定出目标时刻太阳在地固坐标系的第三坐标点，其中，所述目标时刻为所述当前时刻与太阳光传到地面所需时间的差值；基于所述地基设备站当前时刻的站址坐标，确定出所述测站坐标系的第一转换矩阵；基于所述第一坐标点、所述第三坐标点和所述转换矩阵，计算出所述当前时刻的地基太阳高度角。
[0007]进一步地，将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点，包括：确定出所述J2000坐标系对应的第二转换矩阵，其中，所述第二转换矩阵包括:岁差矩阵、章动矩阵、地球自转矩阵和地球极移矩阵；基于所述太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换和所述转换矩阵，计算出所述第二坐标点。
[0008]进一步地，基于所述第一坐标点、所述第二坐标点和星历计算，确定出目标时刻太阳在地固坐标系的第三坐标点，包括：计算出所述第一坐标点和所述第二坐标点之间的距离；基于所述距离和光速，计算出所述太阳光传到地面所需时间；基于所述当前时刻和所述太阳光传到地面所需时间，计算出所述目标时刻；基于星历计算，计算出所述目标时刻太阳在J2000坐标系的第四坐标点；将所述第四坐标点转换为所述第三坐标点。
[0009]进一步地，所述第一转换矩阵为，其中， ，
，为所述站址坐标中的经度，为所述站址坐标中的纬度。
[0010]进一步地，基于所述第一坐标点、所述第三坐标点和所述转换矩阵，计算出所述当前时刻的地基太阳高度角，包括：基于所述第一坐标点和所述第三坐标点，计算出所述地基设备站到所述太阳的地固坐标系矢量；计算出所述转换矩阵与所述地固坐标系矢量之间的乘积，得到所述地基设备站到所述太阳的测站坐标系矢量；基于预设公式和所述测站坐标系矢量，计算出所述当前时刻的地基太阳高度角。
[0011]进一步地，所述预设公式为，为所述测站坐标系矢量在Y方向的标量，为所述测站坐标系矢量在X方向的标量。
[0012]进一步地，在将地基设备站当前时刻的站址坐标转换为地固坐标系的第一坐标点，以及将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点之前，所述方法还包括：获取所述站址坐标，并确定所述站址坐标中的经度是否处于第一预设范围且所述站址坐标中的维度是否处于第二预设范围；若所述站址坐标中的经度不处于第一预设范围和/或所述站址坐标中的维度不处于第二预设范围，则生成提示信息，其中，所述提示信息用于表征所述站址坐标存在错误；基于星历计算，确定出所述太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标。
[0013]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种地基太阳高度角的计算装置，包括：转换单元，第一确定单元，第二确定单元和计算单元，其中，所述转换单元，用于将地基设备站当前时刻的站址坐标转换为地固坐标系的第一坐标点，以及将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点；所述第一确定单元，用于基于所述第一坐标点、所述第二坐标点和星历计算，确定出目标时刻太阳在地固坐标系的第三坐标点，其中，所述目标时刻为所述当前时刻与太阳光传到地面所需时间的差值；所述第二确定单元，用于基于所述地基设备站当前时刻的站址坐标，确定出所述测站坐标系的第一转换矩阵；所述计算单元，用于基于所述第一坐标点、所述第三坐标点和所述转换矩阵，计算出所述当前时刻的地基太阳高度角。
[0014]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
[0015]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序。
[0016]在本专利技术实施例中，通过将地基设备站当前时刻的站址坐标转换为地固坐标系的第一坐标点，以及将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点；基于所述第一坐标点、所述第二坐标点和星历计算，确定出目标时刻太阳在地固坐标系的第三坐标点，其中，所述目标时刻为所述当前时刻与太阳光传到地面所需时间的差值；基于所述地基设备站当前时刻的站址坐标，确定出所述测站坐标系的第一转换矩阵；基于所述第一坐标点、所述第三坐标点和所述转换矩阵，计算出所述当前时刻的地基太阳高度角。达到了可以在多个操作系统中运行本专利技术中的地基太阳高度角的计算方法的目的，进而解决了现有的地基太阳高度角的计算方法的适用性较差的技术问题，从而实现了提高地基太阳高度角的计算方法的适用性的技术效果。
[0017]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0018]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种地基太阳高度角的计算方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种地基太阳高度角的计算装置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地基太阳高度角的计算方法，其特征在于，包括：将地基设备站当前时刻的站址坐标转换为地固坐标系的第一坐标点，以及将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点；基于所述第一坐标点、所述第二坐标点和星历计算，确定出目标时刻太阳在地固坐标系的第三坐标点，其中，所述目标时刻为所述当前时刻与太阳光传到地面所需时间的差值；基于所述地基设备站当前时刻的站址坐标，确定出测站坐标系的第一转换矩阵；基于所述第一坐标点、所述第三坐标点和所述转换矩阵，计算出所述当前时刻的地基太阳高度角。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 将太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换为地固坐标系的第二坐标点，包括：确定出所述J2000坐标系对应的第二转换矩阵，其中，所述第二转换矩阵包括：岁差矩阵、章动矩阵、地球自转矩阵和地球极移矩阵；基于所述太阳在J2000坐标系中当前时刻的坐标转换和所述转换矩阵，计算出所述第二坐标点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 基于所述第一坐标点、所述第二坐标点和星历计算，确定出目标时刻太阳在地固坐标系的第三坐标点，包括：计算出所述第一坐标点和所述第二坐标点之间的距离；基于所述距离和光速，计算出所述太阳光传到地面所需时间；基于所述当前时刻和所述太阳光传到地面所需时间，计算出所述目标时刻；基于星历计算，计算出所述目标时刻太阳在J2000坐标系的第四坐标点；将所述第四坐标点转换为所述第三坐标点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一转换矩阵为，其中， ，，为所述站址坐标中的经度，为所述站址坐标中的纬度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 基于所述第一坐标点、所述第三坐标点和所述转换矩阵，计算出所述当前时刻的地基太阳高度角，包括：基于所述第一坐标点和所述第三坐标点，计算出所述地基设备站到所述太阳的地固坐标系矢量；计算出所述转换矩阵与所述地固坐标系矢量之间的乘积，得到所述地基设备站到所述太阳的测站坐标系矢量；基于预设公...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇翔，苏永恒，邓巧，李素菊，佟雨，姜文俊，郭云肖，吴功友，胡凯龙，
申请(专利权)人：应急管理部国家减灾中心，
类型：发明
国别省市：