python - pyephem 恒星时给出了意想不到的结果

Question

我是第一次使用 ephem，并且无法理解 oberver.sidereal_time() 的输出

我编写了几个脚本来从小时角度确定太阳时。第一个使用 ephem 计算赤经，并使用 Meeus 天文算法中的公式来获取格林威治平均恒星时，可以将其转换为带有经度的本地平均恒星时。

import sys
from datetime import datetime, time, timedelta
import ephem

def hour_angle(dt, longit, latit, elev):
    obs = ephem.Observer()
    obs.date = dt.strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S')
    obs.lon = longit
    obs.lat = latit
    obs.elevation = elev
    sun = ephem.Sun()
    sun.compute(obs)
    # get right ascention
    ra = ephem.degrees(sun.g_ra)

    # get sidereal time at greenwich (AA ch12)
    jd = ephem.julian_date(dt)
    t = (jd - 2451545.0) / 36525
    theta = 280.46061837 + 360.98564736629 * (jd - 2451545) \
            + .000387933 * t**2 - t**3 / 38710000

    # hour angle (AA ch13)
    ha = (theta + longit - ra * 180 / ephem.pi) % 360
    return ha

def main():
    if len(sys.argv) != 6:
        print 'Usage: hour_angle.py [YYYY/MM/DD] [HH:MM:SS] [longitude] [latitude] [elev]'
        sys.exit()
    else:
        dt = datetime.strptime(sys.argv[1] + ' ' + sys.argv[2], '%Y/%m/%d %H:%M:%S')
        longit = float(sys.argv[3])
        latit = float(sys.argv[4])
        elev = float(sys.argv[5])

    # get hour angle
    ha = hour_angle(dt, longit, latit, elev)

    # convert hour angle to timedelta from noon
    days = ha / 360
    if days > 0.5:
        days -= 0.5
    td = timedelta(days=days)

    # make solar time
    solar_time = datetime.combine(dt.date(), time(12)) + td
    print solar_time

if __name__ == '__main__':
    main()

当我插入一些数据时，这会给出我期望的输出:

> python hour_angle_ephem.py 2012/11/16 20:34:56 -122.2697 37.8044 3.0
2012-11-16 12:40:54.697115

我编写的第二个脚本以相同的方式计算赤经，但使用 ephem 的 sidereal_time() 来获取本地的视恒星时。

import sys
from datetime import datetime, time, timedelta
import math
import ephem

def solartime(observer, sun=ephem.Sun()):
    sun.compute(observer)
    # sidereal time == ra (right ascension) is the highest point (noon)
    t = observer.sidereal_time() - sun.ra
    return ephem.hours(t + ephem.hours('12:00')).norm  # .norm for 0..24

def main():
    if len(sys.argv) != 6:
        print 'Usage: hour_angle.py [YYYY/MM/DD] [HH:MM:SS] [longitude] [latitude] [elev]'
        sys.exit()
    else:
        dt = datetime.strptime(sys.argv[1] + ' ' + sys.argv[2], '%Y/%m/%d %H:%M:%S')
        longit = float(sys.argv[3])
        latit = float(sys.argv[4])
        elev = float(sys.argv[5])

    obs = ephem.Observer()
    obs.date = dt.strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S')
    obs.lon = longit
    obs.lat = latit
    obs.elevation = elev
    solar_time = solartime(obs)
    print solar_time

if __name__ == '__main__':
    main()

这并没有得到我期望的输出。

python hour_angle_ephem2.py 2012/11/16 20:34:56 -122.2697 37.8044 3.0
9:47:50.83

据我所知，这两个脚本之间的唯一区别是，第一个脚本以本地平均恒星时为基础，而第二个脚本以本地视恒星时为基础，其中考虑了地球的章动，我认为应该是一个很小的因素。相反，我看到大约三个小时的差异。谁能向我解释一下这是怎么回事？

Answer 1

当您向 PyEphem 提供需要角度的原始 float 时，它会相信您已先将角度转换为弧度 - 因为它始终将浮点角度视为弧度，以保持一致。但在第二个脚本中，您将获得以度数表示的经度和纬度，并将它们提供给 PyEphem，就好像它们以弧度表示一样。如果添加一两个 print 语句来查看 Observer 的 .lon 和 .lat 属性，您就可以看到结果 看起来像:

print observer.lon  #--> -7005:32:16.0
print observer.lat  #-->  2166:01:57.2

我认为您想要做的只是向 PyEphem 提供原始经度和纬度字符串，以便通过删除 float()< 将它们解释为人类可读的度数而不是机器可读的弧度 在第二个脚本中调用 argv[3] 和 argv[4] 。然后您应该发现它返回的值更接近您期望的值:

$ python tmp11.py 2012/11/16 20:34:56 -122.2697 37.8044 3.0
12:40:55.59