用星辰查找昼夜平分点和至日时间

Question

我想使用astropy包来计算昼夜平分点和至日的时间。我之前使用过pyephem软件包，它为此提供了简单的功能：例如，可以说

>>> print(ephem.next_equinox(ephem.now()))
2019/9/23 07:50:14

并获得下一个春分的时间。然而，天蝎座中没有这样的函数，所以我想我可能会尝试按照定义计算时间：春分点是太阳的黄道经度为零的时刻;夏至是太阳的黄道经度为90°等的时刻。

因此，获得太阳的黄道经度似乎是必不可少的步骤，然后我可以以某种方式解决该功能的时间：

def sunEclipticLongitude(t):
    sun = astropy.coordinates.get_body('sun', t)
    eclipticOfDate = astropy.coordinates.GeocentricTrueEcliptic(equinox=t)
    sunEcliptic = sun.transform_to(eclipticOfDate)
    return sunEcliptic.lon.deg

我的第一个想法是使用scipy.optimize的东西来解决这个功能的时间，但在这一点上，我卡住了。太阳的经度是一个角度，所以很明显有许多lon = 0的解决方案（今年的春分，明年的春分......）当太阳的经度时，我如何找到下一次（从特定的原点，例如现在）是零？如何找到零时的前一次？此外，春分点似乎是一个特别讨厌的解决方案，因为该函数在该点有一个不连续 - 它从360跳到0.如何处理？

Answer 1

要回答第一个问题，优化策略仍然适用于周期性功能，但解决方案将取决于您的优化起点。只需选择一个已经非常接近的点。你知道昼夜平分点是3月21日和9月20日（或类似的东西），而至日是6月21日和12月21日。在这些日期选择一个任意的时间，你会找到正确的解决方案。

至于角度的不连续性，它实际上并不存在......只是在这个特定的惯例中，你选择将角度表示为0到360度之间的数字。但在数学上，361度的角度意味着与1度完全相同的东西，并且具有同样多的存在权。

因此，像sin（），cos（）等连续的周期函数将不会在该角度值（或您选择的最小或最大角度的任何其他值）上显示任何不连续性。