C#可用的日出日落时间类

时间:2023-12-14 17:04:02

一个现成代码的公共类库,复制下来作为一个类文件就可以调用了。一般不需要了解实现过程,各种数学公式太麻烦。

调用方法:

SunTimeResult result = SunTimes.GetSunTime(DateTime.Now, double.Parse(Longitude), double.Parse(Latitude));
MessageBox.Show(string.Format("今天日出时间:{0},日落时间:{1}", result.SunriseTime.ToString("HH:mm:ss"), result.SunsetTime.ToString("HH:mm:ss")));

  

DateTime.Now是现在的时间
Longitude是经度
Latitude是纬度

类库代码如下:

using System;

namespace SwitchTime
{
/// <summary>
/// 日出日落时间类
/// </summary>
public static class SunTimes
{
#region 公共方法
/// <summary>
/// 计算日长
/// </summary>
/// <param name="date">日期</param>
/// <param name="longitude">经度</param>
/// <param name="latitude">纬度</param>
/// <returns>日长</returns>
/// <remarks>
/// 注:日期最小为2000.1.1号
/// </remarks>
public static double GetDayLength(DateTime date, double longitude, double latitude)
{
double result = DayLen(date.Year, date.Month, date.Day, longitude, latitude, -35.0 / 60.0, 1);
return result;
} /// <summary>
/// 计算日出日没时间
/// </summary>
/// <param name="date">日期</param>
/// <param name="longitude">经度</param>
/// <param name="latitude">纬度</param>
/// <returns>日落日出时间</returns>
/// <remarks>
/// 注:日期最小为2000.1.1号
/// </remarks>
public static SunTimeResult GetSunTime(DateTime date, double longitude, double latitude)
{
double start = 0;
double end = 0;
SunRiset(date.Year, date.Month, date.Day, longitude, latitude, -35.0 / 60.0, 1, ref start, ref end);
DateTime sunrise = ToLocalTime(date, start);
DateTime sunset = ToLocalTime(date, end);
return new SunTimeResult(sunrise, sunset);
}
#endregion #region 私有方法 #region 时间转换
private static DateTime ToLocalTime(DateTime time, double utTime)
{
int hour = Convert.ToInt32(Math.Floor(utTime));
double temp = utTime - hour;
hour += 8;//转换为东8区北京时间
temp = temp * 60;
int minute = Convert.ToInt32(Math.Floor(temp));
try
{
return new DateTime(time.Year, time.Month, time.Day, hour, minute, 0);
}
catch
{
return new DateTime(time.Year, time.Month, time.Day, 0, 0, 0);
}
}
#endregion #region 与日出日落时间相关计算
private static double DayLen(int year, int month, int day, double lon, double lat,
double altit, int upper_limb)
{
double d, /* Days since 2000 Jan 0.0 (negative before) */
obl_ecl, /* Obliquity (inclination) of Earth's axis */
//黄赤交角,在2000.0历元下国际规定为23度26分21.448秒,但有很小的时间演化。 sr, /* Solar distance, astronomical units */
slon, /* True solar longitude */
sin_sdecl, /* Sine of Sun's declination */
//太阳赤纬的正弦值。
cos_sdecl, /* Cosine of Sun's declination */
sradius, /* Sun's apparent radius */
t; /* Diurnal arc */ /* Compute d of 12h local mean solar time */
d = Days_since_2000_Jan_0(year, month, day) + 0.5 - lon / 360.0; /* Compute obliquity of ecliptic (inclination of Earth's axis) */
obl_ecl = 23.4393 - 3.563E-7 * d;
//这个黄赤交角时变公式来历复杂,很大程度是经验性的,不必追究。 /* Compute Sun's position */
slon = 0.0;
sr = 0.0;
Sunpos(d, ref slon, ref sr); /* Compute sine and cosine of Sun's declination */
sin_sdecl = Sind(obl_ecl) * Sind(slon);
cos_sdecl = Math.Sqrt(1.0 - sin_sdecl * sin_sdecl);
//用球面三角学公式计算太阳赤纬。 /* Compute the Sun's apparent radius, degrees */
sradius = 0.2666 / sr;
//视半径,同前。 /* Do correction to upper limb, if necessary */
if (upper_limb != 0)
altit -= sradius; /* Compute the diurnal arc that the Sun traverses to reach */
/* the specified altitide altit: */
//根据设定的地平高度判据计算周日弧长。
double cost;
cost = (Sind(altit) - Sind(lat) * sin_sdecl) /
(Cosd(lat) * cos_sdecl);
if (cost >= 1.0)
t = 0.0; /* Sun always below altit */
//极夜。
else if (cost <= -1.0)
t = 24.0; /* Sun always above altit */
//极昼。
else t = (2.0 / 15.0) * Acosd(cost); /* The diurnal arc, hours */
//周日弧换算成小时计。
return t; } private static void Sunpos(double d, ref double lon, ref double r)
{
double M,//太阳的平均近点角,从太阳观察到的地球(=从地球看到太阳的)距近日点(近地点)的角度。
w, //近日点的平均黄道经度。
e, //地球椭圆公转轨道离心率。
E, //太阳的偏近点角。计算公式见下面。 x, y,
v; //真近点角,太阳在任意时刻的真实近点角。 M = Revolution(356.0470 + 0.9856002585 * d);//自变量的组成:2000.0时刻太阳黄经为356.0470度,此后每天约推进一度(360度/365天
w = 282.9404 + 4.70935E-5 * d;//近日点的平均黄经。 e = 0.016709 - 1.151E-9 * d;//地球公转椭圆轨道离心率的时间演化。以上公式和黄赤交角公式一样,不必深究。 E = M + e * Radge * Sind(M) * (1.0 + e * Cosd(M));
x = Cosd(E) - e;
y = Math.Sqrt(1.0 - e * e) * Sind(E);
r = Math.Sqrt(x * x + y * y);
v = Atan2d(y, x);
lon = v + w;
if (lon >= 360.0)
lon -= 360.0;
} private static void Sun_RA_dec(double d, ref double RA, ref double dec, ref double r)
{
double lon, obl_ecl, x, y, z;
lon = 0.0; Sunpos(d, ref lon, ref r);
//计算太阳的黄道坐标。 x = r * Cosd(lon);
y = r * Sind(lon);
//计算太阳的直角坐标。 obl_ecl = 23.4393 - 3.563E-7 * d;
//黄赤交角,同前。 z = y * Sind(obl_ecl);
y = y * Cosd(obl_ecl);
//把太阳的黄道坐标转换成赤道坐标(暂改用直角坐标)。 RA = Atan2d(y, x);
dec = Atan2d(z, Math.Sqrt(x * x + y * y));
//最后转成赤道坐标。显然太阳的位置是由黄道坐标方便地直接确定的,但必须转换到赤
//道坐标里才能结合地球的自转确定我们需要的白昼长度。 }
/// <summary>
/// 日出没时刻计算
/// </summary>
/// <param name="year">年</param>
/// <param name="month">月</param>
/// <param name="day">日</param>
/// <param name="lon"></param>
/// <param name="lat"></param>
/// <param name="altit"></param>
/// <param name="upper_limb"></param>
/// <param name="trise">日出时刻</param>
/// <param name="tset">日没时刻</param>
/// <returns>太阳有出没现象,返回0 极昼,返回+1 极夜,返回-1</returns>
private static int SunRiset(int year, int month, int day, double lon, double lat,
double altit, int upper_limb, ref double trise, ref double tset)
{
double d, /* Days since 2000 Jan 0.0 (negative before) */
//以历元2000.0起算的日数。 sr, /* Solar distance, astronomical units */
//太阳距离,以天文单位计算(约1.5亿公里)。 sRA, /* Sun's Right Ascension */
//同前,太阳赤经。 sdec, /* Sun's declination */
//太阳赤纬。 sradius, /* Sun's apparent radius */
//太阳视半径,约16分(受日地距离、大气折射等诸多影响) t, /* Diurnal arc */
//周日弧,太阳一天在天上走过的弧长。 tsouth, /* Time when Sun is at south */
sidtime; /* Local sidereal time */
//当地恒星时,即地球的真实自转周期。比平均太阳日(日常时间)长3分56秒。 int rc = 0; /* Return cde from function - usually 0 */ /* Compute d of 12h local mean solar time */
d = Days_since_2000_Jan_0(year, month, day) + 0.5 - lon / 360.0;
//计算观测地当日中午时刻对应2000.0起算的日数。 /* Compute local sideral time of this moment */
sidtime = Revolution(GMST0(d) + 180.0 + lon);
//计算同时刻的当地恒星时(以角度为单位)。以格林尼治为基准,用经度差校正。 /* Compute Sun's RA + Decl at this moment */
sRA = 0.0;
sdec = 0.0;
sr = 0.0;
Sun_RA_dec(d, ref sRA, ref sdec, ref sr);
//计算同时刻太阳赤经赤纬。 /* Compute time when Sun is at south - in hours UT */
tsouth = 12.0 - Rev180(sidtime - sRA) / 15.0;
//计算太阳日的正午时刻,以世界时(格林尼治平太阳时)的小时计。 /* Compute the Sun's apparent radius, degrees */
sradius = 0.2666 / sr;
//太阳视半径。0.2666是一天文单位处的太阳视半径(角度)。 /* Do correction to upper limb, if necessary */
if (upper_limb != 0)
altit -= sradius;
//如果要用上边缘,就要扣除一个视半径。 /* Compute the diurnal arc that the Sun traverses to reach */
//计算周日弧。直接利用球面三角公式。如果碰到极昼极夜问题,同前处理。
/* the specified altitide altit: */ double cost;
cost = (Sind(altit) - Sind(lat) * Sind(sdec)) /
(Cosd(lat) * Cosd(sdec));
if (cost >= 1.0)
{
rc = -1;
t = 0.0;
}
else
{
if (cost <= -1.0)
{
rc = +1;
t = 12.0; /* Sun always above altit */
}
else
t = Acosd(cost) / 15.0; /* The diurnal arc, hours */
} /* Store rise and set times - in hours UT */
trise = tsouth - t;
tset = tsouth + t; return rc;
}
#endregion #region 辅助函数
/// <summary>
/// 历元2000.0,即以2000年第一天开端为计日起始(天文学以第一天为0日而非1日)。
/// 它与UT(就是世界时,格林尼治平均太阳时)1999年末重合。
/// </summary>
/// <param name="y"></param>
/// <param name="m"></param>
/// <param name="d"></param>
/// <returns></returns>
private static long Days_since_2000_Jan_0(int y, int m, int d)
{
return (367L * (y) - ((7 * ((y) + (((m) + 9) / 12))) / 4) + ((275 * (m)) / 9) + (d) - 730530L);
} private static double Revolution(double x)
{
return (x - 360.0 * Math.Floor(x * Inv360));
} private static double Rev180(double x)
{
return (x - 360.0 * Math.Floor(x * Inv360 + 0.5));
} private static double GMST0(double d)
{
double sidtim0;
sidtim0 = Revolution((180.0 + 356.0470 + 282.9404) +
(0.9856002585 + 4.70935E-5) * d);
return sidtim0;
} private static double Inv360 = 1.0 / 360.0;
#endregion #region 度与弧度转换系数,为球面三角计算作准备
private static double Sind(double x)
{
return Math.Sin(x * Degrad);
} private static double Cosd(double x)
{
return Math.Cos(x * Degrad);
} private static double Tand(double x)
{
return Math.Tan(x * Degrad); } private static double Atand(double x)
{
return Radge * Math.Atan(x);
} private static double Asind(double x)
{
return Radge * Math.Asin(x);
} private static double Acosd(double x)
{
return Radge * Math.Acos(x);
} private static double Atan2d(double y, double x)
{
return Radge * Math.Atan2(y, x); } private static double Radge = 180.0 / Math.PI;
private static double Degrad = Math.PI / 180.0; #endregion #endregion
} /// <summary>
/// 日出日落时间结果
/// </summary>
public class SunTimeResult
{
#region 构造与析构
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
/// <param name="sunrise">日出时间</param>
/// <param name="sunset">日落时间</param>
public SunTimeResult(DateTime sunrise, DateTime sunset)
{
sunriseTime = sunrise;
sunsetTime = sunset;
}
#endregion #region 属性定义
/// <summary>
/// 获取日出时间
/// </summary>
public DateTime SunriseTime
{
get
{
return sunriseTime;
}
} /// <summary>
/// 获取日落时间
/// </summary>
public DateTime SunsetTime
{
get
{
return sunsetTime;
}
}
#endregion #region 私成员
private DateTime sunriseTime;//日出时间
private DateTime sunsetTime;//日落时间
#endregion
}
}