Położenie Słońca w stosunku do obserwatora jest określone przez dwie pary koordynat. W sferycznym układzie współrzędnych względem płaszczyzny horyzontu położenie jest określone przez azymut a i wysokość Słońca nad horyzontem h.
• Azymut słoneczny a jest to kąt pomiędzy kierunkiem południowym a rzutem na płaszczyznę horyzontu linii łączącej środek Ziemi i Słońca.
• Wysokość Słońca h jest to kąt pomiędzy płaszczyzną horyzontu i linią łączącą środek Ziemi i Słońca.
W sferycznym układzie współrzędnych względem płaszczyzny równika położenie Słońca jest określone przez:
• kąt nachylenia 8 związany z nachyleniem płaszczyzny równikowej do płaszczyzny orbity ziemskiej. Kąt ten zależy od dnia w roku i zmienia się w przedziale od -23,45° (przesilenie zimowe, półkula północna) do +23,45° (przesilenie letnie);
• kąt godzinowy co zależny od dnia w roku i oficjalnego czasu.
Aproksymacja kąta 8 ma następującą postać [2]:
<5 = 23,45sin|j^(/V + 284)j, (2.2)
gdzie N oznacza numer dnia w roku licząc od pierwszego stycznia. Kąt 8 wyrażony jest w stopniach.
Związek pomiędzy kątem co a czasem oficjalnym zależy od tzw. równania czasu (time eąuation ET), od odległości geograficznej od początku strefy czasowej, oraz od przesunięcia czasu związanego z porami roku.
ET wyraża się następującym wzorem [2]:
ET = 9,87 sin 2B - 7,53cos B -1,5 sin B, (2.3)
Związek pomiędzy czasem oficjalnym (official time OT) i kątem co jest dany równaniem [10]
OT = \2 + TA +
180 co ET LL-LH
(2.5)
13