一種測量地球表面的緯度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量地球表面的緯度的方法，該方法包括如下步驟：S1：在地球表面選取任意一點作為測量地點；S2：利用標桿日影法測量得到測量地點的緯度；S3：確定測量日的太陽直射地點的緯度；S4：計算得到測量地點的修正后的緯度。本發(fā)明的測量地球表面的緯度的方法考慮了太陽直射地點的緯度，并利用太陽直射地點的緯度對標桿日影法測量得到的測量地點的緯度進行了修正，從而明顯提高了地球表面緯度測量的準確度。
【專利說明】一種測量地球表面的緯度的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地球表面的緯度的測量【技術領域】，特別涉及一種測量地球表面的緯度的方法，該方法能夠測量地球表面的任意一點的緯度。

【背景技術】
[0002]眾所周知，地球表面任意一點的緯度就是該點與地球球心的連線同赤道平面形成的夾角度數(shù)。赤道的緯度為0° ,南極和北極的緯度都為90°。
[0003]現(xiàn)有技術中，常用的測量地球表面的緯度的方法是標桿日影法。標桿日影法的原理為:在測量日的“正午”時，將一標桿垂直于地面豎立，標桿背向太陽的一面形成標桿的影子，標桿和標桿的影子構成一個三角形，該三角形的頂角的度數(shù)即為測量地點的緯度。
[0004]如圖1所示，采用標桿日影法，在測量地點P點垂直于地面豎起標桿PQ，地平線為過P點的切線SN，標桿QP的延長線必經(jīng)過球心0，當平行于赤道麗的太陽光照射標桿PQ時，在地面上形成標桿的影子PS，由于太陽光QS平行于赤道麗，所以Z SQP = Z Ρ0Ν,由此可知，在三角形SQP中，頂角Z SQP的度數(shù)即為測量地點P點的緯度。若測量地點P點位于赤道MN的N點,測量地點P點的緯度為O ° ;若測量地點P點位于北極R點,測量地點P點的緯度為90°。
[0005]標桿日影法能夠測量地球表面的任意一點的緯度。但是，標桿日影法在應用中存在如下缺點:
[0006]1.標桿日影法要求太陽光與赤道平行，但是一年中只有春分日和秋分日太陽光與赤道平行，因此，采用標桿日影法在除春分日和秋分日之外的每一天測量得到的緯度值都與測量地點的實際緯度值之間存在偏差。
[0007]2.標桿日影法受季節(jié)的影響較大，即在不同季節(jié)在同一測量地點測量得到的緯度值之間存在偏差。這是由一年內(nèi)太陽直射地點不斷在地球的南回歸線與北回歸線之間移動導致的。
[0008]非常需要一種新的測量地球表面的緯度的方法，該方法能夠對標桿日影法的測量結果進行修正，以提高其測量的準確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種測量地球表面的緯度的方法。
[0010]本發(fā)明提供的測量地球表面的緯度的方法包括如下步驟:
[0011]S1:在地球表面選取任意一點作為測量地點；
[0012]S2:利用標桿日影法測量得到測量地點的緯度；
[0013]S3:確定測量日的太陽直射地點的緯度；
[0014]S4:計算得到測量地點的修正后的緯度；
[0015]所述步驟S4為:
[0016]北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以北的點，測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之和；
[0017]北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以南的點，測量地點的修正后的緯度為測量日的太陽直射地點的緯度與利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度之差；
[0018]北半球春分日至秋分日期間，對于南半球的點即赤道以南的點；測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之差;
[0019]北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以南的點，測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之和；
[0020]北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以北的點，測量地點的修正后的緯度為測量日的太陽直射地點的緯度與利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度之差；
[0021]北半球秋分日至春分日期間，對于北半球的點即赤道以北的點；測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之差。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟S3包括如下子步驟:
[0023]S3.1:計算測量日與北半球春分日的日期差并將該日期差作為春分日期差；計算測量日與北半球秋分日的日期差并將該日期差作為秋分日期差；
[0024]S3.2:對于同一測量日，比較春分日期差與秋分日期差的相對大小，并選取較小者作為太陽直射地點日期差；
[0025]S3.3:由太陽直射地點在地球的南回歸線與北回歸線之間的移動速度、以及太陽直射地點日期差計算得到太陽直射地點的緯度大小，且太陽直射地點的緯度等于二者的乘積；
[0026]S3.4:計算測量日與北半球夏至日的日期差并將該日期差作為夏至日期差；計算測量日與北半球冬至日的日期差并將該日期差作為冬至日期差；
[0027]S3.5:對于同一測量日，比較夏至日期差與冬至日期差的相對大??；當夏至日期差較小時，所述步驟S3.3計算得到的太陽直射地點的緯度為北緯；當冬至日期差較小時，所述步驟S3.3計算得到的太陽直射地點的緯度為南緯。
[0028]進一步優(yōu)選地，太陽直射地點在地球的南回歸線與北回歸線之間的移動速度為0.256633 度 / 天。
[0029]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0030]與現(xiàn)有技術的標桿日影法相比，本發(fā)明的測量地球表面的緯度的方法考慮了太陽直射地點的緯度，并利用太陽直射地點的緯度對標桿日影法測量得到的測量地點的緯度進行了修正，從而明顯提高了地球表面緯度測量的準確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為現(xiàn)有技術的標桿日影法的示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實施例提供的測量地球表面的緯度的方法的流程圖；
[0033]圖3為北半球春分日至秋分日期間的示意圖之一；
[0034]圖4為北半球春分日至秋分日期間的示意圖之二 ；
[0035]圖5為北半球春分日至秋分日期間的示意圖之三。

【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
作進一步的描述。
[0037]如圖2所示，本實施例提供的測量地球表面的緯度的方法包括如下步驟:
[0038]S1:在地球表面選取任意一點例如P點作為測量地點；
[0039]S2:利用標桿日影法測量得到測量地點P的緯度α ；
[0040]S3:確定測量日的太陽直射地點的緯度β ；
[0041]S4:計算得到測量地點P的修正后的緯度Θ ；
[0042]所述步驟S4為:
[0043]北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以北的點，測量地點P的修正后的緯度Θ為利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度α與測量日的太陽直射地點的緯度β之和，即θ = α+β ；
[0044]北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以南的點，測量地點P的修正后的緯度Θ為測量日的太陽直射地點的緯度β與利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度α之差，g卩Θ = β-α ;
[0045]北半球春分日至秋分日期間，對于南半球的點即赤道以南的點；測量地點P的修正后的緯度Θ為利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度α與測量日的太陽直射地點的緯度β之差，即θ = α-β ;
[0046]北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以南的點，測量地點P的修正后的緯度Θ為利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度α與測量日的太陽直射地點的緯度β之和，S卩θ = α+β ;
[0047]北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以北的點，測量地點P的修正后的緯度Θ為測量日的太陽直射地點的緯度β與利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度α之差，g卩Θ = β-α ；
[0048]北半球秋分日至春分日期間，對于北半球的點即赤道以北的點；測量地點P的修正后的緯度Θ為利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度α與測量日的太陽直射地點的緯度β之差，即θ = α-β。
[0049]需要說明的是，北半球春分日至秋分日期間，太陽直射地點位于北半球，南半球不可能出現(xiàn)太陽直射地點；北半球秋分日至春分日期間，太陽直射地點位于南半球，北半球不可能出現(xiàn)太陽直射地點。
[0050]所述步驟S3包括如下子步驟:
[0051 ] S3.1:計算測量日與北半球春分日的日期差并將該日期差作為春分日期差；計算測量日與北半球秋分日的日期差并將該日期差作為秋分日期差；
[0052]S3.2:對于同一測量日，比較春分日期差與秋分日期差的相對大小，并選取較小者作為太陽直射地點日期差；
[0053]S3.3:由太陽直射地點在地球的南回歸線與北回歸線之間的移動速度、以及太陽直射地點日期差計算得到太陽直射地點的緯度大小，且太陽直射地點的緯度等于二者的乘積；太陽直射地點在地球的南回歸線與北回歸線之間的移動速度為0.256633度/天；
[0054]S3.4:計算測量日與北半球夏至日的日期差并將該日期差作為夏至日期差；計算測量日與北半球冬至日的日期差并將該日期差作為冬至日期差；
[0055]S3.5:對于同一測量日，比較夏至日期差與冬至日期差的相對大??；當夏至日期差較小時，所述步驟S3.3計算得到的太陽直射地點的緯度為北緯；當冬至日期差較小時，所述步驟S3.3計算得到的太陽直射地點的緯度為南緯。
[0056]下面介紹一下本實施例的測量地球表面的緯度的方法的原理。
[0057]如圖3所示，北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以北的點，測量地點為P點，太陽直射地點為A點，標桿為PQ,標桿PQ的影子為PS,由于地心O與太陽直射地點A的連線OA平行于太陽光線QS，所以Z SQP = Z Ρ0Α，又由圖3可知Z PON =Z POA+ Z AON,因此Z PON = Z SQP+ Z AON,即測量地點P的緯度為Z SQP與Z AON之和，換言之，測量地點P的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度與測量日的太陽直射地點A的緯度之和。北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以南的點，與之同理。
[0058]如圖4所示，北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以南的點，測量地點為P點，太陽直射地點為A點，標桿為PQ,標桿PQ的影子為PS,由于地心O與太陽直射地點A的連線OA平行于太陽光線QS，所以Z SQP = Z Ρ0Α，又由圖4可知Z PON =Z AON- Z Ρ0Α,因此Z PON = Z AON- Z SQP,即測量地點P的緯度為Z AON與Z SQP之差，換言之，測量地點P的修正后的緯度為測量日的太陽直射地點的緯度與利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度之差。北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以北的點，與之同理。
[0059]如圖5所示，北半球春分日至秋分日期間，對于南半球的點即赤道以南的點，測量地點為P點，太陽直射地點為A點，標桿為PQ,標桿PQ的影子為PS,由于地心O與太陽直射地點A的連線OA平行于太陽光線QS，所以Z SQP = Z Ρ0Α,又由圖5可知Z PON =Z POA- Z AON,因此Z PON = Z SQP- Z AON,即測量地點P的緯度為Z SQP與Z AON之差，換言之，測量地點P的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點P的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之差。北半球秋分日至春分日期間，對于北半球的點即赤道以北的點，與之同理。
[0060]與現(xiàn)有技術的標桿日影法相比，本實施例的測量地球表面的緯度的方法考慮了太陽直射地點的緯度，并利用太陽直射地點的緯度對標桿日影法測量得到的測量地點的緯度進行了修正，從而明顯提高了地球表面緯度測量的準確度。
[0061]應當理解，以上借助優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術方案進行的詳細說明是示意性的而非限制性的。本領域的普通技術人員在閱讀本發(fā)明說明書的基礎上可以對各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種測量地球表面的緯度的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 51:在地球表面選取任意一點作為測量地點； 52:利用標桿日影法測量得到測量地點的緯度； 53:確定測量日的太陽直射地點的緯度； 54:計算得到測量地點的修正后的緯度； 所述步驟S4為: 北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以北的點，測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之和； 北半球春分日至秋分日期間，對于北半球的太陽直射地點以南的點，測量地點的修正后的緯度為測量日的太陽直射地點的緯度與利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度之差； 北半球春分日至秋分日期間，對于南半球的點即赤道以南的點；測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之差; 北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以南的點，測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之和； 北半球秋分日至春分日期間，對于南半球的太陽直射地點以北的點，測量地點的修正后的緯度為測量日的太陽直射地點的緯度與利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度之差； 北半球秋分日至春分日期間，對于北半球的點即赤道以北的點；測量地點的修正后的緯度為利用標桿日影法測量得到的測量地點的緯度與測量日的太陽直射地點的緯度之差。
2.根據(jù)權利要求1所述的測量地球表面的緯度的方法，其特征在于，所述步驟S3包括如下子步驟: S3.1:計算測量日與北半球春分日的日期差并將該日期差作為春分日期差；計算測量日與北半球秋分日的日期差并將該日期差作為秋分日期差； S3.2:對于同一測量日，比較春分日期差與秋分日期差的相對大小，并選取較小者作為太陽直射地點日期差； S3.3:由太陽直射地點在地球的南回歸線與北回歸線之間的移動速度、以及太陽直射地點日期差計算得到太陽直射地點的緯度大小，且太陽直射地點的緯度等于二者的乘積； S3.4:計算測量日與北半球夏至日的日期差并將該日期差作為夏至日期差；計算測量日與北半球冬至日的日期差并將該日期差作為冬至日期差； S3.5:對于同一測量日，比較夏至日期差與冬至日期差的相對大??；當夏至日期差較小時，所述步驟S3.3計算得到的太陽直射地點的緯度為北緯；當冬至日期差較小時，所述步驟S3.3計算得到的太陽直射地點的緯度為南緯。
3.根據(jù)權利要求2所述的測量地球表面的緯度的方法，其特征在于，太陽直射地點在地球的南回歸線與北回歸線之間的移動速度為0.256633度/天。
【文檔編號】G01C1/02GK104296718SQ201410541129
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權日:2014年10月14日
【發(fā)明者】郜浩然 申請人:郜浩然