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专利名称：日地距离的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种日地距离的测量方法。
背景技术：
地球是一个圆球体，太阳光照射在地球的一面，地球有一面受太阳光照射是白天，地球另一面没有太阳光照射是夜晚，地球自转形成白天夜晚交替，地球自转速度24小时自转一周360度，每小时自转15度，每4分钟自转I度，每4秒钟自转I分角，每I秒钟自转15秒角。太阳光照射到地球上，有些地区看到太阳在东方向，有些地区看到太阳在西方向，地球自西向东自转，太阳早上在东方向，下午就在西方向，太阳升上地平线到太阳落下地平线要经过一段时间，现在把地球自转到与太阳垂直为中午12点正，这个时间点随着地球转动改变位置。地球是一个圆球体，受太阳光照射在地球的一面，比没有太阳光照射的一面小，用时间计算受太阳光照射的时间比没有太阳光照射的时间少，一天24小时受太阳光 照射的时间小于12小时，没有太阳光照射的时间大于12小时，太阳至地球距离近时间相差就大，太阳至地球距离越远时间相差越小。太阳至地球的距离怎样测量如今还是世界难题，国际天文学联合会投票修订日地距离，不利天文学发展，太阳至地球的距离要通过测量来决定，才有科学依据。

发明内容
本发明的目的旨在提供一种测量精确度高的日地距离的测量方法，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种日地距离的测量方法，包括广角摄录像机，其特征是在地球表面任何一条纬线上选取一个测量地点并放置广角摄录像机；广角摄录像机记录太阳升上地平线的时间和太阳落下地平线的时间；将太阳完全落下地平线和太阳完全升上地平线的时间差转换成地球的自转角度；将地球的自转角度平分两份，分别结合日出日落时太阳在地平线上与地球中心点的垂直交角形成两个直角三角形，直角三角形的另一内角即为太阳角差距；定义纬线半径为R，则推算出I秒角差距=360X60X60 + 2 jiR，最后将I秒角差距除以太阳角差距得出太阳到地球的距离。所述测量地点选择在东西方向上无水平障碍物的山顶或海岛上。所述广角摄录像机上设有时间显示并全自动控制；所述广角摄录像机的测量时间选择在秋分日前2-5天。本发明按照太阳光照射地球的面积，和地球自转规律，利用现代先进摄影器材，实现日地距离的测量，有利于天文学发展，是世界天文学急需的创新方法。


图I为本发明赤道测量例子模拟图；图2为本发明赤道与北纬45°测量模拟对比图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。参见图I-图2，一种日地距离的测量方法，包括广角摄录像机，在地球表面任何一条纬线上选取一个测量地点并放置广角摄录像机；广角摄录像机记录太阳升上地平线的时间和太阳落下地平线的时间；将太阳完全落下地平线和太阳完全升上地平线的时间差转换成地球的自转角度；将地球的自转角度平分两份，分别结合日出日落时太阳在地平线上与地球中心点的垂直交角形成两个直角三角形，直角三角形的另一内角即为 太阳角差距；定义纬线半径为R，则推算出I秒角差距=360X60X60 + 2 jiR，最后将I秒角差距除以太阳角差距得出太阳到地球的距离。测量地点选择在东西方向上无水平障碍物的山顶或海岛上。广角摄录像机上设有时间显示并全自动控制；广角摄录像机的测量时间选择在秋分日前2-5天。结合日地距离的测量方法举例说明测量原理地球是一个圆球体，地球24小时自转一周360度，在不同纬度太阳升起的方向不同，高度都不同，这是地心吸力引起的，地球表面每一个点都垂直于地球的中心点，地球自转地球表面每一个点也与自转轴成圆形转动，天文地理学用纬度划分，地球纬度越低纬线越长，地球纬度越高纬线越短，把地球沿纬线切开，地球纬度越低直径越大，地球纬度越高直径越小，地球表面每条经线与地球自转轴成放射线，可以把地球沿纬线切成无数个大小不同带放射线的量角器。测量太阳至地球的距离就使用地球这个巨大的量角器，秋分日太阳从正东方升起，直射在地球同一条经线上，同样在相隔小于90度经线的地点一边太阳升上地平线，另一边太阳落下地平线，太阳与地球每条纬线都成放射角，沿太阳直射地球自转轴线，可分成两个同样大小的直角三角形，三个内角合共180度，太阳升上地平线和太阳落下地平线两个点都是直角90度。太阳升上地平线和太阳落下地平线两个点相隔小于180度经线，直角三角形一个内角是90度，另两个内角相加也是90度，把太阳升上地平线和太阳落下地平线两个点相隔经度分两份，不足90度的经度就是太阳的角差距。由于在地球上在同一时间找到太阳升上地平线，和太阳落下地平线两个点是很困难的，地球不停地自转，这两个点位置不断改变，就要利用地球自转恒速的规律，利用时间变换成经度，地球自转速度24小时自转一周360度，每小时自转15度，每4分钟自转I度，每4秒钟自转I分角，每I秒钟自转15秒角。在地球任何一条纬线用太阳升上地平线到太阳落下地平线的时间段进行观测，利用现代先进录像系统拍下太阳升上地平线的过程，和太阳落下地平线的过程，录像系统会显示出太阳升上地平线的时间，和太阳落下地平线的时间，从太阳升上地平线的时间，到太阳落下地平线的时间，小于12小时，就可以把时间变换成经度了。由于太阳距离地球很远，在地球上看到太阳只有碗口大，而地球一望无边，如果按比例绘制成图纸，太阳只有笔尖大，不能写成圆圈只能用文字表示，用时间绘制成图纸，地球自转到与太阳垂直为中午12点正，早上6点正在上，晚上18点正在下，形成三条平行线，太阳在早上6点正地平线以下，也在晚上18点正地平线以下，地球必须要在早上6点正后才能看到太阳从地平线升起，太阳也必须要在晚上18点正前从地平线落下。其中，LI为早上6点正地平线，L2为中午12点正太阳垂直线，L3为下午18点正地平线。
太阳从地平线升起到中午12点正，和中午12点正到太阳从地平线落下，所用的时间是同等的，用图纸显示成两个同等的直角三角形。时间是与地球经线紧密连接在一起的，利用时间测量太阳至地球距离就是利用地球经线测量太阳至地球距离，有充足的科学依据，再不用天文学家投票决定太阳至地球的距离了。测量太阳至地球的距离，最重要是选择测量地点，可选择海岛和较高的山顶，确保东西方向没有山峰拦住太阳，确保测量到太阳是从地平线升起和落下。参见图1，测量地点是赤道的海岛，东西方向都是海洋，秋分日前几日在海岛高处向安装广角摄录像机，广角摄录像机时钟调节到当地时间，摄录下太阳升上水面的过程，随着地球自转广角摄录像机摄录到太阳从东方向转移到西方向，摄录下太阳落下水面的过程，全过程都是全自动进行，不加以人工操作，太阳至地球的距离是自然形成就由自然测量，广角摄录像机时钟显示日出日落的时间，连续几天摄录日出日落的图像，进行对比力求最准确的时间。例如摄录到太阳完全升上水面时间是早上6点零I秒，摄录到太阳完全落下水 面时间是下上17点59分59秒，就可知太阳完全升上水面到太阳完全落下水面时间是11小时59分58秒。把11小时59分58秒转换成地球自转角度，等于179度59分30秒。沿中线分成三角形，日出日落时太阳在地平线上与地球中心点N垂直线是90度，其中OA为日出地平线，OB为日落地平线，将179度59分30秒平分给两个直角三角形是89度59分45秒,可知太阳是15秒角差距。形成两个直角三角形三个内角NAO= Z NB0=90度，Z ANO= Z BN0=89度59分45秒，Z AON= Z BON= 15秒，合共180度直角三角形，计算公式1 秒角差距=360X60X60 + 2 π X6350 千米=1. 309. 778. 457 千米，L 309. 778. 457 千米+15=87. 318. 563. 8千米，测量到太阳至地球的距离是87. 318. 563. 8千米。参见图2，测量地点是北纬45度的山顶，就要把地球圆球形转动改变成圆柱形转动，方法是造一个向南倾斜45度的平面板，与地球自转轴成平行线，测量效果与在地球赤道一样，北纬45度纬线长度只有地球赤道纬线长度的一半，北纬45度半径自然是地球赤道半径的一半。北纬45度夏季日长冬季日短，适用秋分前测量太阳至地球的距离，这个向南倾斜45度的平面板，是模拟东西方向的地平线，太阳升上这平面板就是升上地球赤道的地平线，太阳落下这平面就是落下地球赤道的地平线，把地球圆球形转动改变成圆柱形转动，秋分日前几日在向南倾斜45度的平面板中间，安装广角摄录像机，广角摄录像机时钟调节到当地时间，摄录下太阳升上平面板的过程，随着地球自转广角摄录像机摄录到太阳从东方向转移到西方向，摄录下太阳落下平面板的过程，全过程都是全自动进行，不加以人工操作，太阳至地球的距离是自然形成就由自然测量，广角摄录像机时钟显示日出日落的时间，连续几天摄录日出日落的图像，进行对比力求最准确的时间。例如摄录到太阳完全升上平面时间是早上6点零O. 5秒，摄录到太阳完全落下平面时间是下上17点59分59. 5秒，就可知太阳完全升上平面到太阳完全落下平面时间是11小时59分59秒。把11小时59分59秒转换成地球自转角度，等于179度59分45秒。沿中线分成三角形，日出日落时太阳在地平线上与地球中心点N垂直线是90度，其中PC为日出地平线，H)为日落地平线，将179度59分45秒平分给两个直角三角形是89度59分52. 5秒，可知太阳是7. 5秒角差距。由于北纬45度的平面距离地球自转轴比地球赤道平面距离地球自转轴短，所以北纬45度太阳比地球赤道早出晚落O. 5秒钟。在地球赤道太阳在地平线上升起同一时间，北纬45度太阳已经在地平线上，在地球赤道太阳在地平线上落下同一时间，北纬45度太阳还在地平线上。形成两个直角三角形三个内角ZNCP=ZNDP=90度，Z CNP= Z DNP=89度59分52. 5秒，Z CPN= Z DPN=7. 5秒，合共180度直角三角形，计算公式I 秒角差距=360 X 60 X 60 + 2 π X 3175 千米=654. 889. 228. 42 千米，654. 889. 228. 42 千米+7. 5=87. 318. 563. 79千米，测量到太阳至地球的距离是87. 318. 563. 79千米。本发明上述实例测定时间为整秒和O. 5秒，广角摄录机可根据需要采用精确到千分之一秒以内的摄像器材。·
权利要求
1.一种日地距离的测量方法，包括广角摄录像机，其特征是在地球表面任何一条纬线上选取一个测量地点并放置广角摄录像机；广角摄录像机记录太阳升上地平线的时间和太阳落下地平线的时间；将太阳完全落下地平线和太阳完全升上地平线的时间差转换成地球的自转角度；将地球的自转角度平分两份，分别结合日出日落时太阳在地平线上与地球中心点的垂直交角形成两个直角三角形，直角三角形的另一内角即为太阳角差距；定义纬线半径为R，则推算出I秒角差距=360X60X60 + 2 jiR，最后将I秒角差距除以太阳角差距得出太阳到地球的距离。
2.根据权利要求I所述日地距离的测量方法，其特征是所述测量地点选择在东西方向上无水平障碍物的山顶或海岛上。
3.根据权利要求I或2所述日地距离的测量方法，其特征是所述广角摄录像机上设有时间显示并全自动控制；所述广角摄录像机的测量时间选择在秋分日前2-5天。
全文摘要
一种日地距离的测量方法，包括广角摄录像机，在地球表面任何一条纬线上选取一个测量地点并放置广角摄录像机；广角摄录像机记录太阳升上地平线的时间和太阳落下地平线的时间；将太阳完全落下地平线和太阳完全升上地平线的时间差转换成地球的自转角度；将地球的自转角度平分两份，分别结合日出日落时太阳在地平线上与地球中心点的垂直交角形成两个直角三角形，直角三角形的另一内角即为太阳角差距；定义纬线半径为R，则推算出1秒角差距=360×60×60÷2πR,最后将1秒角差距除以太阳角差距得出太阳到地球的距离。本发明按照太阳光照射地球的面积，和地球自转规律，利用现代先进摄影器材，实现日地距离的测量，有利于天文学发展，是世界天文学急需的创新方法。
文档编号G01C3/00GK102914287SQ20121039232
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者廖云开 申请人:廖云开