PyEphem角度澄清

Question

我希望确保我理解PyEphem在处理角度方面的工作。

假设我有一个观察者在南纬30°，西经60°，今天正午观察天空。

所以我这样做：

obs = ephem.Observer()
obs.lat, obs.lon = '-30', '-60'
obs.date = '2012/6/22 12:00:00'

现在我想找出观察者在特定方位角和高度时所看到的天球（以赤经和赤纬表示）的哪一部分。 我可以这样做：

obs.radec_of(az,alt)

这里是我困惑的地方。据我了解，PyEphem适用于所有角度为弧度值，因此我应该将az和alt作为弧度输入。那么，0°高度是否为地平线，90°高度是否直接在头顶上，-90°是否指向地面？如果是这样的话，PyEphem是否认为95°高度与85°相同，还是会滚动到-85°？

此外，如果观测者想看南天极，这是正确的代码吗？

az = float( ephem.degree('180') )
alt = float( ephem.degree('30') )
ra, dec = obs.radec_of(az,alt)

或者高度应该是-30°吗？

- user1475412

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UTC的12:00并不对应于30° S，60° W的中午。 - jfs

Answer 1

你对高度和方位角的理解是正确的！对于南纬30度的人来说，南天极确实位于南方地平线上方30度，正如你所描述的那样。

但是，有一两个问题需要修复你的代码。

首先，一个拼写错误。将角度转换为弧度的函数应该命名为ephem.degrees()（注意复数形式）——如果你尝试调用ephem.degree作为函数，你会得到异常：

TypeError: 'float' object is not callable

因为 ephem.degree 实际上是浮点数0.0174532925199，因为这是一度中有多少弧度。而你不能像调用函数一样调用一个浮点数！修复这个问题，我们可以得到你的示例的正确和可用代码：

az = float(ephem.degrees('180'))
alt = float(ephem.degrees('30'))
ra, dec = obs.radec_of(az,alt)
print ra, dec

→ 12:30:10.05 -89:53:54.7

我们可以让代码变得更加简单!

首先， ephem.degrees() 的返回值已经是浮点数了，所以不需要使用 float() 函数；你只需要这样写：

az = ephem.degrees('180')
alt = ephem.degrees('30')

这两个值可以作为radec_of()函数的参数。实际上，你可以做得更好：因为radec_of()函数知道方位角和高度角通常以度数给出，所以你可以直接将字符串交给函数，它会假定你的字符串中的数字是以度数写的。所以如果需要，我们甚至可以完全省略az和alt变量，只需这样写：

ra, dec = obs.radec_of('180', '30')

最后，你可能会想知道为什么我们得到的赤经和赤纬虽然很接近南极，但并不是完全精确。第一个原因是PyEphem考虑了大气折射，这会提高物体在低海拔角度下相对于地平线的表观高度。如果我们让Observer对象忽略大气效应(通过告诉它我们所处的地方没有空气——大气压力为零)，那么返回值将更接近南极：

obs.pressure = 0
ra, dec = obs.radec_of('180', '30')
print ra, dec

→ 12:24:25.48 -89:55:15.9

显然，这使我们更接近目标。还有一两个问题涉及进动和甚至章动，我们需要解决才能将赤纬实际下降到完整的-90度，但我必须在早上看角度更清晰时再去处理它们！

- Brandon Rhodes

Answer 2

回答你的另一个问题：像95°这样的高度既不被简单地认为是与85°相同，也不被PyEphem认为是在我们脚下的-85°高度以下。相反，它认为95°的意思是“沿着你正在追踪的方位线一直往上走——一直往上走，直到最后到达天顶并处于90°——然后继续向另一侧的天空前进5度，将您带到完全相反的方位线下的五度处。”

因此，如果您询问方位和高度（15°，95°）的点，则PyEphem会认为它是沿着15°线一直向上走，然后再向远处走，以便您开始沿着天顶另一侧的195°方位线向后走。因此，您谈论的方位和高度的“标准化”名称为（195°，90°-5°）=（195°，85°）。

- Brandon Rhodes