PVLIB:用PVLIB计算小时角的几个问题

Question

我试图计算使用PVLIB函数"pvl.solarposition.hour_angle()".的小时角

我正在开发的代码分为02部分：

• 首先，我正在转换在'%Y-%m-%d %H:%M:%S'中形成的UTC时间(一周中的秒)。这里得到的结果是在UTC时间，因为GPS时间是参考UTC时间。
• 在第二部分，我尝试用PVLIB计算小时角，在这部分我遇到了问题。

当我运行小时角时，python将返回一个错误消息：

"naive_times =times.tz_localize(无)#朴素但仍本地化的AttributeError：'str‘对象没有属性’tz_localize‘。

我知道这个错误是关于实现的代码中变量"final_time“的类。根据PVLIB文档，这个变量是需要停留在类pandas.DatetimeIndex (angle.html)上的，我不知道将GPS时间正确地转换到这个类，然后在PVLIB上使用这个结果来计算小时角。

下面是我在测试中使用的部分算法：

import datetime
import pvlib as pvl


t_gps = 138088.886582 #seconds of week

lat = -23.048576 # degress
long = -46.305043 # degrees


## Transfomring the GPS time (seconds of week) in Date Time

## The result printed here is in UTC time because the GPS time is refered in UTC Time.

datetimeformat = ('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
leapsecond = 37
epoch = datetime.datetime.strptime ( "1980-01-06 00:00:00" , datetimeformat)
decorrido = datetime.timedelta( days = (2024 * 7 ), seconds = t_gps + leapsecond)
final_time = datetime.datetime.strftime(epoch + decorrido, datetimeformat)
print(final_time)
print(type(final_time))

## Calculating the hour angle using PVLIB

solar_declin = pvl.solarposition.declination_spencer71(295)
print(solar_declin)

eq_time = pvl.solarposition.equation_of_time_pvcdrom(295)
print(eq_time)

hour_angle = pvl.solarposition.hour_angle(final_time, long, eq_time)
print(hour_angle)

对于这个问题，我的问题是：

1. 如何将GPS时间(一周中的秒)转换为pandas.DatetimeIndex类的%Y-%m-%d %H:%M:%S'格式

1. How the result after the GPS time transformation is in UTC time, I need convert to the local time first and transform again for UTC time including the tz\_localize?

​

Answer 1

在我的方法中，我使用失稳库将gps时间转换为日期时间格式。接下来，这次与熊猫一起转换为时差指数；

=^..^=

import pandas as pd
import pvlib as pvl
from astropy.time import Time

latitude = -23.048576 # degress
longitude = -46.305043 # degrees

# convert gps seconds to time format
gps_time = 138088.886582
t = Time(gps_time, format='gps')
t = Time(t, format='iso')

# create empty df
df = pd.DataFrame(columns = ['Timestamp'])

# create date time series
time_series = pd.to_datetime(str(t), infer_datetime_format=True)

# append time series to data frame
df = df.append({'Timestamp': pd.to_datetime(time_series)}, ignore_index=True)
df = df.append({'Timestamp': pd.to_datetime(time_series)}, ignore_index=True)

# create time index
time_index = pd.DatetimeIndex(df.Timestamp)

# calculate hour angle
hour_angle = pvl.solarposition.hour_angle(time_index, longitude, latitude*60)

输出：

[-356.58415383 -356.58415383]

Answer 2

不要使用datetime或字符串来填充DatetimeIndex，而是创建pandas.Timestamp，这是datetime.datetime的pandas版本。

首先构建一个Posix时间戳，也就是距时代仅几秒钟的时间：

week_number = 2024
t_gps = 138088.886582
leapsecond = 37
posix_ts = week_number * 7 * 24 * 60 * 60 + t_gps + leapsecond

然后构建一个Timestamp

pandas_ts = Timestamp.utcfromtimestamp(posix_ts)
>>> Timestamp('2008-10-17 14:22:05.886582')

此时，Timestamp是“朴素的”：虽然构建为UTC，但它不包含时区信息，因此：

pandas_ts = pandas_ts.tz_localize("UTC")
>>> Timestamp('2008-10-17 14:22:05.886582+0000', tz='UTC')

最后，您可以转换为本地时区：

pandas_ts = pandas_ts.tz_convert("my_time_zone")  # replace by correct tz
>>> Timestamp('2008-10-17 NN:22:05.886582+XXXX', tz='my_time_zone')

并构建所需的DatetimeIndex

di = DatetimeIndex([pandas_ts])
print(di)  # shows the time zone in the type (dtype='datetime64[ns, my_time_zone]')

long = -46.305043
eq_time = pvl.solarposition.equation_of_time_pvcdrom(295)
hour_angle = pvl.solarposition.hour_angle(di, long, eq_time)
print(hour_angle)

不要将tz_localize和tz_convert混为一谈，并记住始终设置时区。通过这种方式控制DatetimeIndex的创建，使用依赖于pandas自动解析的字符串，时区存在问题。