基于单片机的太阳自动跟踪装置的设计与制作

为了充分、高效地利用太阳能, 人们普遍采用跟踪太阳的方式来实现.设计并制作了一种以单片机为核心的新型太阳自动跟踪装置.装置根据地理纬度、太阳赤纬和太阳时角,计算太阳的高度角和方位角,从而控制步进电机,通过传动机构实现太阳能电池板自动跟踪太阳的目的.从装置的原理、结构和应用效果等方面,对系统各部分进行了介绍.     

基于太阳运动及辐射理论的跟踪装置评价系统研究

以地球运动规律、太阳辐射理论以及数学归纳法为基础,通过MATLAB软件的图形用户接口开发环境,对基于太阳跟踪装置设计和安装的太阳跟踪评价系统进行开发。所开发的太阳跟踪评价系统能够快速分析拟设计太阳跟踪装置的太阳高度角和方位角运动范围、太阳光到达地面的总辐射量、太阳跟踪装置的最优安装间距,以及对当地安装太阳跟踪装置的必要性进行评级,为太阳跟踪装置的设计和安装提供参考。     

一种卫星天线“指北”方法的设计与分析

为保证卫星资料正常接收，需要对卫星天线所在位置进行标定，给出正北方位，即准确“指北”。在分析了几种已有“指北”方法优缺点的基础上，提出了利用天文方法来实现卫星天线的“指北”，即以太阳为基本空间位置参考点的卫星天线“指北”方法。并与原有“指北”方法进行了比较，表明该“指北”方法的标定精度高，得到了较好的对比结果。这种卫星天线位置标定方法方便、实用，可投入业务应用。     

应用太阳法实现CTL-713C型天气雷达天线波束指向自动定标

针对CTL-713C型天气雷达传统的天线波束指向定标方法中存在的技术落后、操作烦琐、自动化水平低等问题,提出应用更为先进的太阳法进行雷达天线波束指向定标.在分析利用太阳辐射能量标校该型雷达可行性的基础上,论述了结合经纬度信息、赤纬角和时角的太阳位置算法,介绍了太阳法标定软件的设计原理、实现方法、测试应用情况及使用中的注...     

双轴跟踪光伏阵列的日地天文理论仿真实现

固定倾角的传统安装方式导致光伏阵列输出效率较低。根据日地天文理论,仿真太阳和地球间的运动,分析一小时、一天、一个月以及一年等不同时间范围内的太阳高度角和方位角的变化规律,仿真结果表明在不同时刻,日地间的高度角、时角、方位角等都处于变化当中,即传统的固定倾角的安装方式不能有效跟踪太阳运动,如将日地天文理论应用于光伏阵列的双轴跟踪,可以有效地提高光伏阵列的输出效率。     

一种新颖的太阳自动跟踪装置

采用双轴光电跟踪方式,以传感电路作太阳方位角和高度角的检测电路,以直流电机作为驱动机构,设计了一种新颖的太阳自动跟踪装置。阴天及夜晚自动停止工作,既节省了电能,又减小了机械磨损;装有西限位开关,使跟踪装置在傍晚光线变暗时自动返回到初始状态,便于次日凌晨重新对太阳进行跟踪;机械结构简单,便于安装及维护。跟踪精度高,成本却很低。经实际测试可提高太阳电池发电效率约30%,有一定的推广价值。     

太阳影子定位测算技术研究

太阳影子定位技术是通过分析物体的太阳影子变化,确定影子所在地点和日期的一种方法。通过建立影子长度变化模型,根据杆长与太阳影子长度的变化规律,研究太阳影子与当地经纬度的变化关系,采用MATLAB编程计算对物体进行有效定位。同时,根据时间变量与影子顶点坐标关系,利用太阳方位角的公式,求得直杆所处日期。     

各种天气状况下太阳辐射照度与太阳光照度关系

以同济大学自建的小型气象台站测得的2009—2011年气象数据为基础,采用回归分析的方法分析了晴空指数、太阳高度角对太阳辐射照度与光照度关系的影响,发现它们对太阳辐射照度的影响整体上呈现非线性,且影响规律在各分区间内略微不同.因此,采用分段线性拟合的方法将晴空指数和太阳高度角分为9个区间,分别建立对应的太阳辐射照度与太阳光照度之间的线性拟合关系,并通过实测数据证明这种处理方式具有较高精度.结论适用于纬度和天气条件与上海相似的地区.     

基于回归分析视频中太阳影子时空定位的研究

针对阳光下物体影子变化的过程,分析时序数据确立特定物体所在地。运用三角函数关系与太阳高度角决定公式确立影长决定公式,最小二乘法确立影长变化函数,日期时间已知时使用正午太阳高度角与逆推影长决定公式得特定物体所在地的经度和纬度,仅时间已知使引入半昼长计算公式与简便正午太阳高度角计算公式联立,得到经纬度推算出日期,最后处理视频得到影长变化数据再计算如前,通过视频中特定物体影长的变化确立视频拍摄日期与地点。     

全球不同纬度的太阳周日视运动规律解析

为系统地探寻全球不同纬度的太阳周日视运动规律,首先从北半球中、高纬度地区的北屋夏季能否晒进太阳光这一困惑入手,基于北半球从地球晨昏圈和天球这两个视角来考察太阳在一年中的周日运动;进而引入球面三角基础知识对不同纬度的日出方位偏角和正午太阳高度进行量化,由此解析太阳在全球各地全年的周日视运动,获得有关太阳周日视运动规律的3个方面的9点结论.     

利用多线程编程技术生成月球极区太阳高度角数据库

目前,月面太阳能依然是人类进行月面探测的最主要能量来源之一.因此,对月面光照情况的研究不仅为月球的形成演化研究提供重要科学信息,同时也对月球探测有着重要的工程和国防意义.本文利用LRO(Lunar Reconnaissance Orbiter)获得最新的高精度((1/1 024)°)的月面地形数据,创新性地提出了一个基于多线程编程技术的计算算法,实现了并行计算.分辨率和计算效率都较之前的结果有了很大提高,在较短的时间内生成了月球两极地区最低太阳高度角数据库,为今后的月球两极区域高精度和时间长跨度的光照条件分析提供了数据支持.     

视觉空间智能在中学地理正午太阳高度角教学中的运用和培养

视觉空间智能是多元智能理论中每个人都具有的智能之一,在地理课堂上主要表现为观察能力.在中学地理教学中,当涉及到"正午太阳高度角"这样的空间概念时,教师在讲解过程中要借助模型和各种图形的演示,将平面图转化为立体图,帮助学生在大脑中形成空间概念.本文作者在教学过程中注重教会学生如何使用示意图、图形组来理解学习任务,并促进视觉空间智能的发展.     

正投影法测算住宅日照的研究

介绍了用正投影法计算太阳的高度角和方位角、冬至和夏至日出、日落点.给出最小房屋间距和住宅朝向的简易算法.这些测算方法可为住宅小区的规划者、住宅建筑设计者和选房者提供参考.     

坡面上太阳照射时间的计算

影响坡面上太阳照射时间的因素很多．本文仅就天文因素和地理因素的影响进行讨论，并导出计算公式．     

航海模拟器中的太阳视运动轨迹的算法

在传统天文学的天体视运动轨迹计算方法的基础上,给出一种在航海模拟器中应用的太阳视运动轨迹的计算方法,并且针对太阳在视运动当中高度变化的特点,提出了一种新的坐标变换方法,以逼真模拟太阳的视运动.     

开展低纬度城市气候研究刍议

作者根据近几年出国参加有关国际城市气候学术会议及两次访问美国期间的见闻,结合自己的研究心得,对开展低纬度城市气候研究的必要性和迫切性,中纬度城市气候学规律能否转用于低纬度城市,以及低纬度城市气候与城市规划等三个问题,提出的一些刍议。希望能促进我国低纬度城市气候的研究。首先,从人口统计数据说明低纬度城市人口增长速率快,城市化引起城市气候恶化的效应日益显著。城市大气环境急待改善,而目前这方面的研究与实际需要差距甚大。因此必须大力开展低纬度城市气候的研究。其次,从大量观测事实看来,中纬度城市气候的规律虽与低纬度城市有若干相似之处,但由于纬度地带不同,自然地理景观、大气环流形势和天气型以及“城市化”这个人为因子等都有明显的差异,因此不能将中纬度城市气候研究所得出的规律,不加鉴别地转用于低纬度城市。第三,城市气候学又是一门应用科学,城市气候学者要与城市规划工作者、建筑设计师、工程师等实际工作者密切协作,俾能根据当地区域气候特征及在城市化过程中可能产生的气候效应,协同进行城市总体规划、城区各不同功能区的布局,以及有关建筑物设计等工作。在减轻城市大气污染、改善城市气候条件及防御气候灾害等方面做出贡献。     

开展低纬度城市气候研究刍议

作者根据近几年出国参加有关国际城市气候学术会议及两次访问美国期间的见闻,结合自己的研究心得,对开展低纬度城市气候研究的必要性和迫切性,中纬度城市气候学规律能否转用于低纬度城市,以及低纬度城市气候与城市规划等三个问题,提出的一些刍议。希望能促进我国低纬度城市气候的研究。首先,从人口统计数据说明低纬度城市人口增长速率快,城市化引起城市气候恶化的效应日益显著。城市大气环境急待改善,而目前这方面的研究与实际需要差距甚大。因此必须大力开展低纬度城市气候的研究。其次,从大量观测事实看来,中纬度城市气候的规律虽与低纬度城市有若干相似之处,但由于纬度地带不同,自然地理景观、大气环流形势和天气型以及“城市化”这个人为因子等都有明显的差异,因此不能将中纬度城市气候研究所得出的规律,不加鉴别地转用于低纬度城市。第三,城市气候学又是一门应用科学,城市气候学者要与城市规划工作者、建筑设计师、工程师等实际工作者密切协作,俾能根据当地区域气候特征及在城市化过程中可能产生的气候效应,协同进行城市总体规划、城区各不同功能区的布局,以及有关建筑物设计等工作。在减轻城市大气污染、改善城市气候条件及防御气候灾害等方面做出贡献。     

正午太阳高度计算公式的推导

在数学学习中我们经常会涉及到其他学科知识,例如本文介绍的正午太阳高度,在数学模块4中只直接给出正午太阳高度计算公式并加以应用,而它是利用了哪些地理知识推导出来的成为学生的困扰,本文将对其推导过程进行简单介绍.     

抓住太阳直射点,构建知识网络——地球公转地理意义复习探究

地球运动地理意义在当今以能力立意为特色,注重学生应用能力,读图判图能力的考查的背景下,通常以其知识为载体,以图表形式为材料,考查学生对该知识点的掌握程度。而这部分内容具有知识点多、内容抽象、空间体系难以建立等特点,往往对学生学习成绩的提高带来很大的负面影响。以太阳直射点为核心点,以其运动趋势为纽带,动态的分析其它地理要素的变化,有助于我们系统地掌握这部分内容,使学生的地理水平达到质的飞跃。