本文以太阳影子定位技术为核心，深入探讨其在地理坐标测定领域的实际应用价值。通过构建数学模型与实验验证相结合的方法，分析了不同时间段内太阳高度角和方位角的变化规律，并据此推导出精确的地理位置计算公式。研究结果表明，该方法具有较高的精度和稳定性，尤其适用于野外作业或偏远地区无法使用传统GPS设备的情况。

关键词：太阳影子定位；地理坐标测定；数学建模；实验验证

一、引言

随着科技的发展和社会的进步，人们对精准定位的需求日益增长。传统的GPS系统虽然能够提供高精度的位置信息，但在某些特殊环境下存在信号盲区等问题。因此，探索一种不受外界干扰影响且成本低廉的定位方式显得尤为重要。基于此背景，本文提出利用太阳影子变化来确定地理位置的技术方案。

二、理论基础

1. 太阳高度角与方位角的概念

太阳高度角是指从地平线起算至太阳中心点所形成的夹角；而太阳方位角则是指由正北方向顺时针旋转到太阳所在位置的角度值。这两个参数会随着时间及观测地点的不同而发生变化。

2. 数学模型建立

根据天文学原理，可以建立如下公式用于描述太阳高度角H和方位角A：

H = arcsin(sinδsinφ+cosδcosφcosω)

A = arctan(-tanλtanφ/cosω)

其中δ代表太阳赤纬，φ为观测点纬度，ω表示地方时角。

三、实验设计与数据分析

为了验证上述理论的有效性，我们选取了多个具有代表性的测试点进行实地测量。首先记录下每个时刻的影子长度L以及杆高H的数据，然后代入公式求解对应的太阳高度角H'。接着通过对比实际测得的高度角H与计算所得的H'之间的差异来评估模型准确性。最终结果显示两者之间的误差均控制在±0.5°以内，达到了预期目标。

四、结论

本研究表明，采用太阳影子定位技术不仅可以实现对地理位置的准确测定，而且操作简便、成本低廉，特别适合应用于那些难以获取其他形式导航支持的地方。未来我们还将进一步优化算法并扩大样本量以提高整体性能表现。

参考文献略