[发明专利]区域太阳高度角平均偏差特征规律的统计方法

权利要求书

1.一种区域太阳高度角平均偏差的计算方法，其特征在于，根据太阳高度角计算公式，制定计算规划及引入权重规则，实现区域太阳高度角平均偏差计算，包括以下4步骤：

(1)制定计算规划；

(2)太阳高度角计算；

(3)引入权重规则；

(4)区域太阳高度角平均偏差计算；

所述步骤(1)制定计算规划即从考察区域太阳高度角平均偏差的角度，采取圆形区域，而从编程计算角度需要使用二维数组，采取方形区域，圆形区域包含在方形区域内，引入权重规则区分有效计算区域与非有效计算区域，并确定二维数组行列数；

所述步骤(2)太阳高度角计算即根据太阳高度角公式及二维数组行列数，确定区域各格点太阳高度角计算方法，落实计算太阳高度角有关的赤纬、纬度及时角参数计算方法，代入各个参数值计算区域各格点太阳高度角；

所述太阳高度角公式即

式中θ_SE为观测地太阳高度角，δ为观测日太阳赤纬，为观测地纬度，τ为观测地时角；

所述区域各格点太阳高度角计算方法即

其中i，j＝0，1，2，…，n－1；θ_SEi,j、τ_i,j分别为区域各格点的太阳高度角、纬度、时角，n为二维数组行列数；

所述赤纬、纬度及时角参数计算方法即

①赤纬参数计算

太阳赤纬δ计算公式

δ＝0.3723+23.2567sinθ+0.1149sin2θ－0.1712sin3θ－0.758cosθ+0.3656cos2θ+0.0201cos3θ，

θ＝2π{J_d－79.6764－0.2422(J_y－1985)+INT[(J_y－1985)/4]+ΔJ}/365.2422 (2)

式中θ为日角(rad)，J_d为积日，由监测日期计算，J_y为监测年份，ΔJ为修正值(d)，ΔJ＝ΔJ₁+ΔJ₂，式中ΔJ₁为经度修正，ΔJ₁＝-0.00278λ₀，式中λ₀为监测地经度，ΔJ₂为时刻修正，ΔJ₂＝T/24，式中T为监测地国际时时间(h)；

②各格点纬度参数计算

根据区域中心点纬度按111.193km等于1度纬度差的宽度计算区域各格点纬度，区域各格点纬度其中D_S(km)为格点宽度；

③各格点时角τ_i,j参数计算

时角τ＝15(t₀－12)，式中t₀为观测地真太阳时时间(h)，区域各格点时角

τ_i,j＝15(t_a+Δt/60)+λ_i,j－300，

Δt＝0.0028－1.9857sinθ+9.9059sin2θ－9.0924cosθ－0.6882cos2θ (3)

式中t_a为观测点北京时时间(h)，λ_i,j为观测点经度(°)，Δt为真平太阳时差，单位为分钟(min)，设区域各格点t_a及Δt相同；

所述步骤(3)引入权重规则即考虑统计平均偏差区域与计算数组代表区域不一致，以权重规则加以解决，权重规则包括点状态判断规则和点权重赋值规则；

所述步骤(4)区域太阳高度角平均偏差计算即计算区域各格点太阳高度角减去中点太阳高度角，得到区域各格点太阳高度角偏差，根据权重规则对区域各格点权重参数赋值，利用区域各格点权重值计算有效圆形区域太阳高度角偏差绝对值平均值。

2.一种区域太阳高度角平均偏差特征规律的统计方法，其特征在于，设计计算方法，用分布合理的样本数据计算区域太阳高度角平均偏差，并归纳其特征规律，包括以下3步骤：

(1)样本数据准备；

(2)平均偏差计算；

(3)计算结果归纳；

所述步骤(1)样本数据准备包括考察因子关系和代表数据安排，为了总结区域太阳高度角平均偏差特征规律，考察因子包括区域直径、地域点、年份、季节及时点代表参数，安排分布合理的不同区域直径、不同地域点、不同年份、不同季节及不同时点样本数据；

所述步骤(2)平均偏差计算包括形成数据集、设计计算方法、落实处理过程、编制计算软件及数据计算结果，根据考察因子的样本数据形成1个或多个数据集，设计区域太阳高度角平均偏差的计算方法，落实区域太阳高度角平均偏差的数据处理过程，根据区域太阳高度角平均偏差的计算方法及数据处理过程，编制计算软件，运行计算软件得到计算结果；

所述步骤(3)计算结果归纳包括分组考察和分组汇总，根据分组考察区域太阳高度角平均偏差与区域直径、地域点、年份、季节及时点因子的各组归纳结果，汇总成区域太阳高度角平均偏差的特征规律：式中θ_SEV_P为区域各格点太阳高度角偏差绝对值平均值，D_R为圆形区域直径，为监测中心点纬度，λ₀为监测中心点经度，y为监测年，m为监测月，d为监测日，h为监测时点，综合考察θ_SEV_P均值、最大值、最小值及离散度状况，反映区域太阳高度角平均偏差特征规律与区域直径、地域、年代、季节、时点的相关关系。