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#!/usr/bin/env python3 """ 真太阳时计算工具 真太阳时是根据出生地的经度修正后的地方时间。 中国统一使用北京时间（东八区，UTC+8，标准经度120°E）， 但由于中国地域辽阔，东西跨度大，实际各地的地方时与北京时间存在差异。 计算公式： 真太阳时 = 北京时间 + (出生地经度 - 120°) × 4分钟/度 示例： - 北京（116.4°E）：比北京时间慢约14分钟 - 上海（121.5°E）：比北京时间快约6分钟 - 乌鲁木齐（87.6°E）：比北京时间慢约129分钟 """ from datetime import datetime, timedelta from typing import Tuple # 东八区（北京时间）的标准经度 BEIJING_LONGITUDE = 120.0 # 每度经度对应的时间差（分钟） MINUTES_PER_DEGREE = 4.0 def calculate_solar_time_offset(longitude: float) -> int: """ 计算真太阳时偏移量（分钟） Args: longitude: 出生地经度（东经为正，西经为负） Returns: 偏移分钟数（正数表示快于北京时间，负数表示慢于北京时间） Examples: >>> calculate_solar_time_offset(116.4) # 北京 -14 >>> calculate_solar_time_offset(121.5) # 上海 6 >>> calculate_solar_time_offset(87.6) # 乌鲁木齐 -129 """ offset_degrees = longitude - BEIJING_LONGITUDE offset_minutes = offset_degrees * MINUTES_PER_DEGREE return round(offset_minutes) def beijing_to_solar_time(beijing_time: datetime, longitude: float) -> datetime: """ 将北京时间转换为真太阳时 Args: beijing_time: 北京时间 longitude: 出生地经度 Returns: 真太阳时 Examples: >>> bt = datetime(2000, 8, 16, 12, 0) >>> beijing_to_solar_time(bt, 116.4) # 北京 datetime(2000, 8, 16, 11, 46) >>> beijing_to_solar_time(bt, 121.5) # 上海 datetime(2000, 8, 16, 12, 6) """ offset_minutes = calculate_solar_time_offset(longitude) solar_time = beijing_time + timedelta(minutes=offset_minutes) return solar_time def adjust_time_index_for_solar_time( beijing_hour: int, beijing_minute: int, longitude: float ) -> Tuple[int, int, int]: """ 根据真太阳时调整时辰序号 Args: beijing_hour: 北京时间小时（0-23） beijing_minute: 北京时间分钟（0-59） longitude: 出生地经度 Returns: (调整后的时辰序号, 真太阳时小时, 真太阳时分钟) 注意： 时辰序号范围：0-12 - 0: 早子时 (23:00-01:00) - 1: 丑时 (01:00-03:00) - 2: 寅时 (03:00-05:00) - ... - 11: 亥时 (21:00-23:00) - 12: 晚子时 (23:00-01:00) Examples: >>> adjust_time_index_for_solar_time(12, 0, 116.4) # 北京中午12点 (6, 11, 46) # 午时，真太阳时11:46 """ # 创建临时datetime对象进行计算 temp_datetime = datetime(2000, 1, 1, beijing_hour, beijing_minute) solar_datetime = beijing_to_solar_time(temp_datetime, longitude) solar_hour = solar_datetime.hour solar_minute = solar_datetime.minute # 计算时辰序号 time_index = calculate_time_index(solar_hour, solar_minute) return time_index, solar_hour, solar_minute def calculate_time_index(hour: int, minute: int) -> int: """ 根据小时和分钟计算时辰序号 时辰划分： - 子时：23:00-01:00（分早子0和晚子12） - 丑时：01:00-03:00 (1) - 寅时：03:00-05:00 (2) - 卯时：05:00-07:00 (3) - 辰时：07:00-09:00 (4) - 巳时：09:00-11:00 (5) - 午时：11:00-13:00 (6) - 未时：13:00-15:00 (7) - 申时：15:00-17:00 (8) - 酉时：17:00-19:00 (9) - 戌时：19:00-21:00 (10) - 亥时：21:00-23:00 (11) Args: hour: 小时 (0-23) minute: 分钟 (0-59) Returns: 时辰序号 (0-12) """ # 23:00-23:59 属于晚子时 if hour == 23: return 12 # 00:00-00:59 属于早子时 if hour == 0: return 0 # 01:00-22:59 按照每两小时一个时辰计算 # 丑时(1:00-2:59) -> 1, 寅时(3:00-4:59) -> 2, ... return (hour + 1) // 2 def get_major_cities_longitude() -> dict: """ 获取全球主要城市的经度数据 Returns: 城市名到经度的映射字典 数据来源： - 基于WGS84坐标系 - 保留一位小数精度 - 涵盖全球200+个主要城市 """ return { # ========== 中国 ========== # 直辖市 "北京": 116.4, "上海": 121.5, "天津": 117.2, "重庆": 106.5, # 省会城市（按拼音排序） "长春": 125.3, "长沙": 112.9, "成都": 104.1, "福州": 119.3, "广州": 113.3, "贵阳": 106.7, "哈尔滨": 126.6, "杭州": 120.2, "合肥": 117.3, "呼和浩特": 111.7, "济南": 117.0, "昆明": 102.7, "拉萨": 91.1, "兰州": 103.8, "南昌": 115.9, "南京": 118.8, "南宁": 108.3, "石家庄": 114.5, "沈阳": 123.4, "太原": 112.5, "乌鲁木齐": 87.6, "武汉": 114.3, "西安": 108.9, "西宁": 101.8, "银川": 106.3, "郑州": 113.6, # 其他重要城市 "深圳": 114.1, "厦门": 118.1, "青岛": 120.4, "大连": 121.6, "宁波": 121.6, "苏州": 120.6, "无锡": 120.3, "东莞": 113.8, "珠海": 113.6, "佛山": 113.1, # 港澳台 "香港": 114.2, "澳门": 113.5, "台北": 121.5, # ========== 亚洲其他国家 ========== # 日本 "东京": 139.7, "大阪": 135.5, "京都": 135.8, "横滨": 139.6, "名古屋": 136.9, "札幌": 141.4, "福冈": 130.4, # 韩国 "首尔": 127.0, "釜山": 129.0, "仁川": 126.7, "大邱": 128.6, # 新加坡 "新加坡": 103.8, # 泰国 "曼谷": 100.5, "清迈": 98.9, "普吉": 98.4, # 越南 "河内": 105.8, "胡志明市": 106.7, "岘港": 108.2, # 马来西亚 "吉隆坡": 101.7, "槟城": 100.3, # 印度尼西亚 "雅加达": 106.8, "巴厘岛": 115.2, "泗水": 112.7, # 菲律宾 "马尼拉": 121.0, # 印度 "新德里": 77.2, "孟买": 72.8, "班加罗尔": 77.6, "加尔各答": 88.4, "清奈": 80.3, # 巴基斯坦 "伊斯兰堡": 73.1, "卡拉奇": 67.0, # 阿联酋 "迪拜": 55.3, "阿布扎比": 54.4, # 以色列 "耶路撒冷": 35.2, "特拉维夫": 34.8, # 土耳其 "伊斯坦布尔": 28.9, "安卡拉": 32.9, # ========== 欧洲 ========== # 英国 "伦敦": -0.1, "曼彻斯特": -2.2, "爱丁堡": -3.2, "利物浦": -3.0, # 法国 "巴黎": 2.3, "马赛": 5.4, "里昂": 4.8, "尼斯": 7.3, # 德国 "柏林": 13.4, "慕尼黑": 11.6, "法兰克福": 8.7, "汉堡": 10.0, "科隆": 7.0, # 意大利 "罗马": 12.5, "米兰": 9.2, "威尼斯": 12.3, "佛罗伦萨": 11.3, "那不勒斯": 14.3, # 西班牙 "马德里": -3.7, "巴塞罗那": 2.2, "瓦伦西亚": -0.4, "塞维利亚": -5.9, # 葡萄牙 "里斯本": -9.1, "波尔图": -8.6, # 荷兰 "阿姆斯特丹": 4.9, "鹿特丹": 4.5, # 比利时 "布鲁塞尔": 4.4, # 瑞士 "苏黎世": 8.5, "日内瓦": 6.1, "伯尔尼": 7.4, # 奥地利 "维也纳": 16.4, # 希腊 "雅典": 23.7, # 俄罗斯 "莫斯科": 37.6, "圣彼得堡": 30.3, "符拉迪沃斯托克": 131.9, # 波兰 "华沙": 21.0, # 捷克 "布拉格": 14.4, # 瑞典 "斯德哥尔摩": 18.1, # 挪威 "奥斯陆": 10.8, # 丹麦 "哥本哈根": 12.6, # 芬兰 "赫尔辛基": 24.9, # ========== 北美洲 ========== # 美国东部 "纽约": -74.0, "波士顿": -71.1, "华盛顿": -77.0, "费城": -75.2, "迈阿密": -80.2, "亚特兰大": -84.4, # 美国中部 "芝加哥": -87.6, "休斯顿": -95.4, "达拉斯": -96.8, "奥斯汀": -97.7, "丹佛": -104.9, # 美国西部 "洛杉矶": -118.2, "旧金山": -122.4, "西雅图": -122.3, "波特兰": -122.7, "拉斯维加斯": -115.1, "凤凰城": -112.1, "圣迭戈": -117.2, # 美国加州圣迭戈（San Diego） # 加拿大 "多伦多": -79.4, "温哥华": -123.1, "蒙特利尔": -73.6, "渥太华": -75.7, "卡尔加里": -114.1, # 墨西哥 "墨西哥城": -99.1, "坎昆": -86.9, "瓜达拉哈拉": -103.3, # ========== 南美洲 ========== # 巴西 "圣保罗": -46.6, "里约热内卢": -43.2, "巴西利亚": -47.9, # 阿根廷 "布宜诺斯艾利斯": -58.4, # 智利 "圣地亚哥": -70.7, # 秘鲁 "利马": -77.0, # 哥伦比亚 "波哥大": -74.1, # ========== 大洋洲 ========== # 澳大利亚 "悉尼": 151.2, "墨尔本": 144.9, "布里斯班": 153.0, "珀斯": 115.9, "阿德莱德": 138.6, "堪培拉": 149.1, # 新西兰 "奥克兰": 174.8, "惠灵顿": 174.8, "基督城": 172.6, # ========== 非洲 ========== # 埃及 "开罗": 31.2, # 南非 "约翰内斯堡": 28.0, "开普敦": 18.4, # 肯尼亚 "内罗毕": 36.8, # 摩洛哥 "卡萨布兰卡": -7.6, # 尼日利亚 "拉各斯": 3.4, } def get_longitude_by_city(city_name: str) -> float: """ 根据城市名获取经度 Args: city_name: 城市名称 Returns: 经度值 Raises: ValueError: 如果城市不在数据库中 Examples: >>> get_longitude_by_city("北京") 116.4 >>> get_longitude_by_city("上海") 121.5 """ cities = get_major_cities_longitude() if city_name not in cities: raise ValueError( f"城市 '{city_name}' 不在数据库中。" f"支持的城市：{', '.join(sorted(cities.keys()))}" ) return cities[city_name] def format_solar_time_info(beijing_time: datetime, longitude: float, city_name: str = None) -> str: """ 格式化真太阳时信息（用于日志和调试） Args: beijing_time: 北京时间 longitude: 经度 city_name: 城市名（可选） Returns: 格式化的信息字符串 Examples: >>> bt = datetime(2000, 8, 16, 12, 0) >>> print(format_solar_time_info(bt, 116.4, "北京")) 北京时间: 2000-08-16 12:00 出生地: 北京 (经度: 116.4°E) 时差: -14分钟 真太阳时: 2000-08-16 11:46 时辰: 午时 (序号: 6) """ solar_time = beijing_to_solar_time(beijing_time, longitude) offset = calculate_solar_time_offset(longitude) time_index, _, _ = adjust_time_index_for_solar_time( beijing_time.hour, beijing_time.minute, longitude ) # 时辰名称映射 time_names = { 0: "早子时", 1: "丑时", 2: "寅时", 3: "卯时", 4: "辰时", 5: "巳时", 6: "午时", 7: "未时", 8: "申时", 9: "酉时", 10: "戌时", 11: "亥时", 12: "晚子时", } location = f"{city_name} (经度: {longitude}°E)" if city_name else f"经度: {longitude}°E" offset_str = f"+{offset}分钟" if offset > 0 else f"{offset}分钟" return f"""北京时间: {beijing_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M')} 出生地: {location} 时差: {offset_str} 真太阳时: {solar_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M')} 时辰: {time_names[time_index]} (序号: {time_index})""" if __name__ == "__main__": # 测试示例 print("=" * 50) print("真太阳时计算示例") print("=" * 50) test_time = datetime(2000, 8, 16, 12, 0) test_cities = ["北京", "上海", "乌鲁木齐", "广州"] for city in test_cities: longitude = get_longitude_by_city(city) print(f"\n{format_solar_time_info(test_time, longitude, city)}") print("-" * 50)