void SunTimes::Sun_RA_dec(double d, double &RA, double &dec, double &r)
{
double lon, obl_ecl, x, y, z;
lon = 0.0;
Sunpos(d, lon, r);
//计算太阳的黄道坐标。
x = r * Cosd(lon);
y = r * Sind(lon);
//计算太阳的直角坐标。
obl_ecl = 23.4393 - 3.563E-7 * d;
//黄赤交角，同前。
z = y * Sind(obl_ecl);
y = y * Cosd(obl_ecl);
//把太阳的黄道坐标转换成赤道坐标（暂改用直角坐标）。
RA = Atan2d(y, x);
dec = Atan2d(z, sqrt(x * x + y * y));
//最后转成赤道坐标。显然太阳的位置是由黄道坐标方便地直接确定的，但必须转换到赤
//道坐标里才能结合地球的自转确定我们需要的白昼长度。
}
void SunTimes::Sunpos(double d, double &lon, double &r)
{
double M,//太阳的平均近点角，从太阳观察到的地球（=从地球看到太阳的）距近日点（近地点）的角度。
w, //近日点的平均黄道经度。
e, //地球椭圆公转轨道离心率。
E, //太阳的偏近点角。计算公式见下面。
x, y,
v; //真近点角，太阳在任意时刻的真实近点角。
M = Revolution(356.0470 + 0.9856002585 * d);//自变量的组成：2000.0时刻太阳黄经为356.0470度,此后每天约推进一度（360度/365天
w = 282.9404 + 4.70935E-5 * d;//近日点的平均黄经。
e = 0.016709 - 1.151E-9 * d;//地球公转椭圆轨道离心率的时间演化。以上公式和黄赤交角公式一样，不必深究。
E = M + e * Radge * Sind(M) * (1.0 + e * Cosd(M));
x = Cosd(E) - e;
y = sqrt(1.0 - e * e) * Sind(E);
r = sqrt(x * x + y * y);
v = Atan2d(y, x);
lon = v + w;
if (lon >= 360.0)
lon -= 360.0;
}
/*-------------------------------------------------------------------*/
static double calcCurvature(double B1, double B2, double theta,
int ori){
assert(ori == VERT || ori == HOR);
if(ori == VERT){
return B1 + B2/Sind(ABS(theta));
} else {
return B1 + B2*Sind(ABS(theta));
}
}
double SunTimes::DayLen(int year, int month, int day, double lon, double lat,
double altit, int upper_limb)
{
double d, /* Days since 2000 Jan 0.0 (negative before) */
obl_ecl, /* Obliquity (inclination) of Earth's axis */
//黄赤交角，在2000.0历元下国际规定为23度26分21.448秒，但有很小的时间演化。
sr, /* Solar distance, astronomical units */
slon, /* True solar longitude */
sin_sdecl, /* Sine of Sun's declination */
//太阳赤纬的正弦值。
cos_sdecl, /* Cosine of Sun's declination */
sradius, /* Sun's apparent radius */
t; /* Diurnal arc */
/* Compute d of 12h local mean solar time */
d = Days_since_2000_Jan_0(year, month, day) + 0.5 - lon / 360.0;
/* Compute obliquity of ecliptic (inclination of Earth's axis) */
obl_ecl = 23.4393 - 3.563E-7 * d;
//这个黄赤交角时变公式来历复杂，很大程度是经验性的，不必追究。
/* Compute Sun's position */
slon = 0.0;
sr = 0.0;
Sunpos(d, slon, sr);
/* Compute sine and cosine of Sun's declination */
sin_sdecl = Sind(obl_ecl) * Sind(slon);
cos_sdecl = sqrt(1.0 - sin_sdecl * sin_sdecl);
//用球面三角学公式计算太阳赤纬。
/* Compute the Sun's apparent radius, degrees */
sradius = 0.2666 / sr;
//视半径，同前。
/* Do correction to upper limb, if necessary */
if (upper_limb != 0)
altit -= sradius;
/* Compute the diurnal arc that the Sun traverses to reach */
/* the specified altitide altit: */
//根据设定的地平高度判据计算周日弧长。
double cost;
cost = (Sind(altit) - Sind(lat) * sin_sdecl) /
(Cosd(lat) * cos_sdecl);
if (cost >= 1.0)
t = 0.0; /* Sun always below altit */
//极夜。
else if (cost <= -1.0)
t = 24.0; /* Sun always above altit */
//极昼。
else t = (2.0 / 15.0) * Acosd(cost); /* The diurnal arc, hours */
//周日弧换算成小时计。
return t;
}
/*---------------------------------------------------------------*/
static double calcTheta(double ki, double kf, double two_theta){
/**
* |ki| - |kf|cos(two_theta)
* tan(theta) = --------------------------
* |kf|sin(two_theta)
*/
return rtan(ABS(ki) - ABS(kf)*Cosd(two_theta),
ABS(kf)*Sind(two_theta))/DEGREE_RAD;
}
/*--------------------------------------------------------------------*/
double maCalcK(maCrystal data, double two_theta){
double k;
k = ABS(data.dd * Sind(two_theta/2));
if(ABS(k) > .001){
k = PI / k;
} else {
k = .0;
}
return k;
}
/*--------------------------------------------------------------------*/
static MATRIX uFromAngles(double om, double sgu, double sgl){
MATRIX u;
u = makeVector();
if(u == NULL){
return NULL;
}
vectorSet(u,0,-Cosd(sgl)*Cosd(om));
vectorSet(u,1,Cosd(sgu)*Sind(om) - Sind(sgu)*Sind(sgl)*Cosd(om));
vectorSet(u,2,-Sind(sgu)*Sind(om) - Cosd(sgu)*Sind(sgl)*Cosd(om));
return u;
}
void ComplexdFromPolar (const F64 radius, const F64 angle, Complexd* outComplex) {
outComplex->real = radius * Cosd(angle);
outComplex->img = radius * Sind(angle);
}
int SunTimes::SunRiset(int year, int month, int day, double lon, double lat,
double altit, int upper_limb, double &trise, double &tset)
{
double d, /* Days since 2000 Jan 0.0 (negative before) */
//以历元2000.0起算的日数。
sr, /* Solar distance, astronomical units */
//太阳距离，以天文单位计算（约1.5亿公里）。
sRA, /* Sun's Right Ascension */
//同前，太阳赤经。
sdec, /* Sun's declination */
//太阳赤纬。
sradius, /* Sun's apparent radius */
//太阳视半径，约16分（受日地距离、大气折射等诸多影响）
t, /* Diurnal arc */
//周日弧，太阳一天在天上走过的弧长。
tsouth, /* Time when Sun is at south */
sidtime; /* Local sidereal time */
//当地恒星时，即地球的真实自转周期。比平均太阳日（日常时间）长3分56秒。
int rc = 0; /* Return cde from function - usually 0 */
/* Compute d of 12h local mean solar time */
d = Days_since_2000_Jan_0(year, month, day) + 0.5 - lon / 360.0;
//计算观测地当日中午时刻对应2000.0起算的日数。
/* Compute local sideral time of this moment */
sidtime = Revolution(GMST0(d) + 180.0 + lon);
//计算同时刻的当地恒星时（以角度为单位）。以格林尼治为基准，用经度差校正。
/* Compute Sun's RA + Decl at this moment */
sRA = 0.0;
sdec = 0.0;
sr = 0.0;
Sun_RA_dec(d, sRA, sdec, sr);
//计算同时刻太阳赤经赤纬。
/* Compute time when Sun is at south - in hours UT */
tsouth = 12.0 - Rev180(sidtime - sRA) / 15.0;
//计算太阳日的正午时刻，以世界时（格林尼治平太阳时）的小时计。
/* Compute the Sun's apparent radius, degrees */
sradius = 0.2666 / sr;
//太阳视半径。0.2666是一天文单位处的太阳视半径（角度）。
/* Do correction to upper limb, if necessary */
if (upper_limb != 0)
altit -= sradius;
//如果要用上边缘，就要扣除一个视半径。
/* Compute the diurnal arc that the Sun traverses to reach */
//计算周日弧。直接利用球面三角公式。如果碰到极昼极夜问题，同前处理。
/* the specified altitide altit: */
double cost;
cost = (Sind(altit) - Sind(lat) * Sind(sdec)) /
(Cosd(lat) * Cosd(sdec));
if (cost >= 1.0)
{
rc = -1;
t = 0.0;
}
else
{
if (cost <= -1.0)
{
rc = +1;
t = 12.0; /* Sun always above altit */
}
else
t = Acosd(cost) / 15.0; /* The diurnal arc, hours */
}
/* Store rise and set times - in hours UT */
trise = tsouth - t;
tset = tsouth + t;
return rc;
}
