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广州

浅谈通过指针式手表与太阳确定方位的误区与局限性

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发表于 2016-6-21 13:19 显示全部帖子
本帖最后由 了.了 于 2016-6-21 21:17 编辑

通常的操作描述:时针的时间折半的方向对着太阳,12点方向就会指北方。
一、误区
1、时针指示值只有1-12范围,但不是按照指示的12小时的数值来折半,而是按照24小时制时间来折半时间,要将小时数与分钟数都要折半并换算后并体现在折半后的时针位置上;
2、如果折半方向对太阳,你会发现定位出来的有的方向就会斜插进地面下了,往那个方向走,难道要打地洞??如果又要求手表水平放置,又要求折半处对着天上的太阳,你会发现至少在这个三维世界是无法做到的。所以折半处不是对着太阳,而是水平对着太阳所在的方向。

二、局限性
先要搞清楚该方法原理是:默认夜里0点时,太阳的位置在观测者地平面上的投影位置的方向为正北,那么中午12点时,太阳方向就是正南方,由于12个刻度的手表的时针转动的角速度是太阳转动的角速度的2倍,因为时针转360度12小时,太阳轨迹每天转一圈360度要24小时。且太阳在天空运行的轨迹按照北-东-南-西-北的方向运行,正好与时针旋转方向一致,于是24小时制的时针折半方向正好就应该是目前太阳的方向,只要此方向对准了太阳,0点(即12点刻度)方向就是指向北了。

1、中国地大物博,从最东边的抚远县到最西端的喀什都是用北京时间计时,你会发现在最西端的喀什的北京时间中午12点,哪里的太阳可能才刚刚出来不太久,基本差不多在东边,而不是原理上说的正南方向,所以定方位用的时间均为观测者所在地球时区的当地时间,
360度地球经度,每15度为一个时区,北京所在时区为第8个时区,经度范围东经105~120度,当地时间与北京时间的时差:
在此经度范围以西的时差:(120-经度值的取整数部分的值)/15 的数值取整数,北京时间-时差,为当地时间的小时数;分钟部分依然采用北京时间的即可;
在此经度范围以东的时差:(经度值的取整数部分的值-105)/15 的数值取整数;北京时间+时差,为当地时间的小时数;分钟部分依然采用北京时间的即可;
取整都无须四舍五入,直接丢掉小数部分即可;

2、由于地球自转轴是倾斜于太阳自转轴而公转的,于是产生了公转的黄道平面与地球赤道平面虽然共圆心相交但不重合,有了夹角(此夹角每年在以微小的值变小),于是产生了太阳光线的直射点纬度以赤道为中心每年周而复始的南北变化,直射点的纬度变化的边界纬度线便是南北回归线了,目前该纬度分别是北纬23°26'南纬23°26',与黄道面和赤道面的交角相同。
为了保证符合手表测方位原理上说的:当地时间中午12点,太阳方位为正南方。那么观测者所在的纬度一定要在太阳直射点纬度的北边,当观测者处在南北回归线之间且特别是直射点与观测者处在赤道同一侧时(例如同一年的春分日至秋分日直射点是在北半球的,观测者也在南北回归带的北半球部分的话),没有相关仪器测量的话,往往搞不清观测者是在直射点北边还是南边。
所以该方法一年四季都可以用的纬度为北回归线以北,当然在当年的秋分至次年的春分,直射点在南半球,于是在整个北半球貌似都可以用了。当然极夜极昼地区除外。结合实际来说,广州处在北回归线以南,所以手表方法不怎么灵光。
根据原理,变通一下,得出南半球相似的方法,即:
南回归线以南,当地时区时间正午12点,太阳在正北,夜里0点,太阳在正南,但太阳的在天空中的轨迹按照南-东-北-西-南的方向运行,与时针旋转方向相反,于是通过几何位移变换,得出12点刻度指向太阳,按当地时间24制的时针折半的方位会指南方。当然在当年的春分至秋分日,直射点在北半球,于是在整个南半球貌似都可以用了。当然极夜极昼地区除外。

三、总结一下此法的全球用法的准确描述:
1、全年时间范围内,北回归线以北地区,指针手表水平放置,以当地时区24小时制时间除以2后的时针所指向的位置方向对准太阳所在的方位,则12点刻度所指方向为北方;在当年的秋分至次年的春分,在赤道至北回归线区域也可以用此方法。
2、全年时间范围内,南回归线以南地区,指针手表水平放置,12点刻度的方向指向太阳所在的方位,则以当地时区24小时制时间除以2后的时针所指向的方位为南方,在当年的春分日至秋分日,在赤道至南回归线区域也可以用此方法。
3、极夜极昼地区除外。


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发表于 2016-6-21 17:02 显示全部帖子
了.了 发表于 2016-6-21 13:19 通常的操作描述:时针的时间折半的方向对着太阳,12点方向就会指北方。一、误区1、时针指示值只有1-12范 ... ...

这个要实践才记得住
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  • 了.了 地球很大,没法每个地方都去测试下,得从机理上搞清楚为啥有的地方可以有的地方不行,有时候行,有时候又不行了,用起来就灵活变通了又靠谱了 2016-6-21 17:28
发表于 2016-6-21 17:28 显示全部帖子

快乐的鱼池 发表于 2016-6-21 17:02 了.了 发表于 2016-6-21 13:19 通常的操作描述:时针的时间折半的方向对着太阳,1 ...

地球很大,没法每个地方都去测试下,得从机理上搞清楚为啥有的地方可以有的地方不行,有时候行,有时候又不行了,用起来就灵活变通了又靠谱了,以前靠死记,老是弄混淆或忘记,弄清楚道理后,发现就不用记了
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