CN111061991B - 一种快速确定城市的朝拜方向的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速确定城市的朝拜方向的方法，包括：S1、计算至少一个城市的方位角S2、以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向以根据所述城市的方位角在圆环结构上定位所述城市；S3、将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。本发明还涉及一种快速确定城市的朝拜方向的装置。实施本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法和装置，可以方便快捷地确定至少一个，或者多个城市的朝拜方向，从而满足信仰伊斯兰教人们朝拜需求。

Description

一种快速确定城市的朝拜方向的方法和装置

技术领域

本发明涉及方向检测领域，更具体地说，涉及一种快速确定城市的朝拜方向的方法和装置。

背景技术

伊斯兰教是世界著名的三大宗教之一。据统计，现在全世界信仰伊斯兰教的人约有九亿左右，占世界总人口的18.5％，他们主要分布在北非、西亚、南亚和东南亚等地区。从世界范围来看，除个别国家外，几乎都有数量不等的伊斯兰教徒。目前，约有二十八个国家的人民基本上都信仰伊斯兰教，有三十五个国家的伊斯兰教徒占50％以上，这63个国家中有二十多个属于阿拉伯国家。

按照伊斯兰的传统，全世界的穆斯林朝拜时都要朝向麦加的“克尔白”，这个朝拜时的朝向被称为Qibla。朝拜者在地球上的不同地点进行朝拜时，Qibla也不同。因为地球是一个球体，所以Qibla并不是“克尔白”与朝拜者所在地间最短连线所指的方向，而是过这两地的最大圆上两地间圆弧所指的方向。因此，Qibla无法直接根据两地经纬度的大小来判断，必须要经由球面三角学知识计算得出，过程较为繁琐。

目前并未有任何方法和装置，能够使得朝拜者可以快速确定其所在城市的朝拜方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种能够使得朝拜者可以快速确定其所在城市的朝拜方向的方法和装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种快速确定城市的朝拜方向的方法，包括：

S1、计算至少一个城市的方位角；

S2、以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向以根据所述城市的方位角在圆环结构上定位所述城市；

S3、将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。

在本发明的所述的快速确定城市的朝拜方向的方法中，所述步骤S1进一步包括，基于球面三角公式，计算每个城市各自的方位角。

在本发明的所述的快速确定城市的朝拜方向的方法中，所述步骤S2进一步包括：

S21、基于所述城市的数量，将圆环结构按照圆心角进行分区；

S22、将彼此之间方位角差值不超过设定值的数个城市定位在所述圆环结构的相同分区中。

在本发明的所述的快速确定城市的朝拜方向的方法中，所述步骤S22进一步包括：将每个分区沿着所述圆环结构的半径方向按照位于相同分区的城市的数量或设定值将所述分区等距分为多个小区，在每个小区中定位一个城市。

在本发明的所述的快速确定城市的朝拜方向的方法中，在所述步骤S3中进一步包括：

S31、在所述圆环结构中心放置指南针，并通过所述指南针确定正北方向；

S32、将所述零度线与正北方向重合；

S33、将每个城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为所述城市的朝拜方向。

在本发明的所述的快速确定城市的朝拜方向的方法中，在所述步骤S3中进一步包括：

S34、根据所述指南针，在所述圆环结构上分别标注东、南、西、北中的至少一个朝向。

本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种快速确定城市的朝拜方向的装置，包括圆环结构，所述圆环结构上绘制有表示至少一个城市的图标；所述图标在所述圆环结构上的位置以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向，根据所述城市的方位角确定；将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市的图标在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。

在本发明所述的快速确定城市的朝拜方向的装置中，所述圆环结构按照圆心角进行分区，每个分区中绘制有表示彼此之间方位角差值不超过设定值的数个城市的数个图标。

在本发明所述的快速确定城市的朝拜方向的装置中，每个分区沿着所述圆环结构的半径方向按照位于相同分区的城市的数量或设定值等距分为多个小区，在每个小区中绘制表述一个城市的图标。

在本发明所述的快速确定城市的朝拜方向的装置中，所述圆环结构上进一步标注东、南、西、北中的至少一个朝向；且所述的快速确定城市的朝拜方向的装置进一步包括用于确定正北方向的指南针。

实施本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法和装置，可以方便快捷地确定至少一个，或者多个城市的朝拜方向，从而满足信仰伊斯兰教人们朝拜需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法的第一实施例的流程图；

图2示出了城市A的方位角的示意图；

图3示出了城市A的方位角在圆环结构上定位的示意图；

图4是本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法的第二实施例的流程图；

图5是根据本发明的优选实施例的华盛顿特区的方位角的计算示意图；

图6是根据本发明的快速确定城市的朝拜方向的装置的优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明涉及一种快速确定城市的朝拜方向的方法，包括：S1、计算至少一个城市的方位角S2、以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向以根据所述城市的方位角在圆环结构上定位所述城市；S3、将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。本发明还涉及一种快速确定城市的朝拜方向的装置，包括圆环结构，所述圆环结构上绘制有表示至少一个城市的图标；所述图标在所述圆环结构上的位置以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向，根据所述城市的方位角确定；将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市的图标在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。实施本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法和装置，可以方便快捷地确定至少一个，或者多个城市的朝拜方向，从而满足信仰伊斯兰教人们朝拜需求。

图1是本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法的第一实施例的流程图。如图1所示，在步骤S1中，计算至少一个城市的方位角。在本发明的优选实施例中，可以计算多个城市的方位角，也可以只计算一两个城市的方位角。因为地球是一个球体，所以朝拜方向(Qibla)并不是“克尔白”与朝拜者所在地间最短连线所指的方向，而是过这两地的最大圆上两地间圆弧所指的方向。为了计算某城市的Qilba，首先引入方位角的概念。如附图2所示，某城市的方位角即为过“克尔白”(B点)与该城市(A点)的最大圆上该两地间的圆弧(弧AB)，与该城市所在经线上该城市与北极点(点O)间的圆弧(弧OA)间的夹角(角OAB)。方位角可以由A、B点的经纬度及球面三角公式计算出。本领域技术人员可以采用本领域中已知的任何方位角计算方法进行计算。经度以东经为正值，西经为负值，角度以顺时针方向为正值，逆时针方向为负值，则A点所指代城市的经度小于“克尔白”的经度(东经39.816667度，即+39.816667°)时，角OAB为正值；A点所指代城市的经度大于“克尔白”的经度时，角OAB为负值。图2中的A点所指代城市经度为负，小于“克尔白”的经度，故图2中的角OAB为正。本领域技术人员知悉，可以采用本领域中的任何已知方法进行方位角的计算。

在步骤S2中，以圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向以根据所述城市的方位角在圆环结构上定位所述城市。图3示出了城市A的方位角在圆环结构上定位的示意图。在计算出某城市的方位角之后，取一个圆环结构，以该圆环结构竖直向上的半径作为零度线，顺时针方向作为正向，依据计算出的方位角将该城市标注在圆环结构上。本领域技术人员知悉，圆环结构的材质，大小，直径均可以根据实际需要进行设置。

在步骤S3中，将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。因为角OAB是过A点所指代城市与“克尔白”的最大圆上该两地间的圆弧与A点所指代城市所在经线上该城市与北极点间的圆弧间的夹角，故当使用者身处A点所指代城市时，只要圆环的0度线与地理北方的方向一致，则此时圆环上A点相对于圆环中心的方位即为“克尔白”相对于A点所指代城市的方位(即该城市的Qilba)。在本发明的进一步的优选实施例中，可以采用指南针，指北针，或者不依靠工具而仅仅是依据观察者的经验，判定正北方向。

实施本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法，可以方便快捷地确定至少一个城市的朝拜方向，从而满足信仰伊斯兰教人们朝拜需求。并且通过本发明的方法可以实现精确的朝拜方向。

图4是本发明的快速确定城市的朝拜方向的方法的第二实施例的流程图。在图4所示实施例中，可以标注定位多个城市，从而以便实现全球多个城市的朝拜方向的快速确定。在步骤S1中，基于球面三角公式，计算每个城市各自的方位角。在本实施例中，优选50个以上的城市的各自的方位角，以便在圆环结构上显示尽可能多的城市。

图5示出了如何采用球面三角公式计算华盛顿的方位角过程。首先查得“克尔白”的经纬度为北纬21.4167度、东经39.8167度，华盛顿的经纬度为北纬38.8935度，西经77.1547度。引入地心、北极点、赤道、0°经线等辅助点、线后，两地在地球上的相对位置如下图5所示，∠OAB即为需要求得的方位角。图中∠α为A点所在经线与0°经线在地球球面上的夹角，∠β为B点所在经线与0°经线在地球球面上的夹角。线a为A点所在经线与赤道的交点(0度，西经77.1547度)和地心M间的连线，线b为B点所在经线与赤道的交点(0度，东经39.8167度)和地心M间的连线，线c为A点与地心M间的连线，线d为B点与地心M间的连线，线e为北极点0与地心M间的连线。

如图可知，∠α＝A点经度，∠β＝B点经度。因为B点(克尔白)固定，∠β＝39.8167°，又因为B点经度为东经，所以当A点的经度为西经时，∠BOA＝A点经度+B点经度＝77.1547°+39.8167°＝116.9714°。(如A点经度为东经，∠BOA＝A点经度-B点经度后取绝对值)。

同样如图可知，∠1＝A点纬度，∠2＝B点纬度。因为B点固定，∠2＝21.4167°，∠4＝90°-∠2＝90°-21.4167°＝68.5833°。当A点的纬度为北纬时，∠3＝90°-∠1＝90°-38.8935°＝51.1065°。(如A点纬度为南纬，∠3＝90°+∠1)。

由球面三角余弦定理：

cos(∠BMA)＝cos(∠OMB)*cos(∠OMA)+sin(∠OMB)*sin(∠OMA)*cos(∠BOA)

＝cos(∠4)*cos(∠3)+sin(∠4)*sin(∠3)*cos(∠BOA)

＝0.3651*0.6279+0.9309*0.7783*(-0.4535)

＝-0.0993

即∠BMA＝95.7°

再由球面三角正弦定理：

sin(∠BOA)/sin(∠BMA)＝sin(∠OAB)/sin(∠OMB)

即sin(∠OAB)＝sin(∠OMB)*sin(∠BOA)/sin(∠BMA)

＝sin(∠4)*sin(∠BOA)/sin(∠BMA)

＝0.9309*0.8912/0.9951

＝0.8337

即∠OAB＝56.48°

角度以顺时针方向为正值，逆时针方向为负值，由上述图5可知华盛顿的方位角为正值。

在步骤S2中，基于所述城市的数量，将圆环结构按照圆心角进行分区。在本发明的一个优选实施例中，如图6所示，可以将圆环结构分成24个分区，每个分区的圆心角为15度。当然，在本发明的其他优选实施例中，还可以采用其他的分区数量，比如按照圆心角为10度，分成36个分区，等等。

在步骤S3中，将彼此之间方位角差值不超过设定值的数个城市定位在所述圆环结构的相同分区中。如前所述，同样是以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向以根据所述城市的方位角来进行定位。例如方位角差值的设定值优选与圆心角的度数对应。即如果将圆环结构分成24个分区，每个分区的圆心角为15度，则将方位角差值为15度城市定位在同一个分区中，即方位角差值的设定值同样为15度。以图6为例，例如将万象、平壤、曼谷和首尔四个城市定位在同一分区11中。在图6所示的优选实施例中，将该分区11沿着圆环结构的半径方向等距将该分区11分成4个小区，然后将万象、平壤、曼谷和首尔四个城市分别定位在各个小区中。为了盘面整洁，在图6所示实施例中，全部的分区都分成了4个小区，当然在本发明的其他优选实施例中，也可以设置其他数量的小区，比如，可以按照该小区中实际的城市数量来设置，如果只有两个城市，则将该分区分成两个小区即可。当然，在本发明的其他优选实施例中，如果万象、平壤、曼谷和首尔四个城市的方位角并不相同，也可以按照其方位角的实际度数在分区11中设置这些城市的位置。

圆环结构上标注的城市数量及标注方式根据使用者的不同情况可以有多种选择。例如，在需要标注的城市数量较多时，可按上述例子进行分区，以便在圆环上容纳尽可能多的城市；而当需要标注的城市数量较少时，可以不进行分区而是精确的依据方位角来标注城市的位置，以便获得最精确的Qilba。即圆环结构内容可以高度定制化。

在步骤S4中，在所述圆环结构中心放置指南针，并通过所述指南针确定正北方向。当然，在本发明的其他优选实施例中，还可以采用指北针，或者其他指向工具，例如手机，手表等等来确定方向。

在步骤S5中，将圆环结构的零度线与正北方向重合。在本发明的一个优选实施例中，可以采用手动或者机械制动的方式旋转圆环结构。也可以将圆环结构设置成，其零度线自动与正北方向重合。

在步骤S6中，将每个城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为所述城市的朝拜方向。位于同一分区的多个城市，朝拜方向相同，这可能会存在一定的偏差，但是这些偏差相对来说，是可以忽略的。在本发明的优选实施例中，根据所述指南针，在所述圆环结构上分别标注东、南、西、北中的至少一个朝向。优选的，还可以在圆环结构上标注指代北、东北、东、东南、南、西南、西、西北八个方位的英文字母，方便使用者使用指南针定位地理北方。

在本发明中，实际上就是利用“克尔白”及各城市的经纬度计算出“克尔白”相对各城市的方位角(某城市的方位角为过“克尔白”与该城市的最大圆上该两地间的圆弧与该城市所在经线上该城市与北极点间的圆弧间的夹角)，之后取一个圆环，以该圆环竖直向上的半径作为0度线，顺时针方向作为正向，依据计算出的方位角，将各城市依次标注在该圆环上，并在圆环中心布置一个指南针。使用时，先用指南针确定所在城市的地理北方，之后将标有城市的圆环水平放置且0度线正对指南针所示的地理北方，此时所在城市在圆环上所处位置相对圆环中心的方向即为该城市的Qibla。因此，采用本发明的方法可直接将全球各城市的Qibla展示出来，朝拜者可直接使用本产品确定朝拜方向，更加方便快捷。

本发明还涉及一种快速确定城市的朝拜方向的装置，包括圆环结构，所述圆环结构上绘制有表示至少一个城市的图标。所述图标在所述圆环结构上的位置以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向，根据所述城市的方位角确定；将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市的图标在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。

图6示出了本发明的快速确定城市的朝拜方向的装置的进一步的优选实施例。如图6所示，该快速确定城市的朝拜方向的装置包括圆环结构1和指南针2。如图6所示，该圆环结构1上圆心角进行分区，每个分区中绘制有表示彼此之间方位角差值不超过设定值的数个城市的数个图标。如图6所示，圆环结构分成24个分区，每个分区的圆心角为15度，将万象、平壤、曼谷和首尔四个城市定位在同一分区11中。在图6所示的优选实施例中，将该分区11沿着圆环结构的半径方向等距将该分区11分成4个小区，然后将万象、平壤、曼谷和首尔四个城市分别定位在各个小区中。为了盘面整洁，在图6所示实施例中，全部的分区都分成了4个小区，当然在本发明的其他优选实施例中，也可以设置其他数量的小区，比如，可以按照该小区中实际的城市数量来设置，如果只有两个城市，则将该分区分成两个小区即可。当然，在本发明的其他优选实施例中，如果万象、平壤、曼谷和首尔四个城市的方位角并不相同，也可以按照其方位角的实际度数在分区11中设置这些城市的位置。同时还在圆环结构1上标注指代北、东北、东、东南、南、西南、西、西北八个方位的英文字母，方便使用者使用指南针定位地理北方。每个城市图标在圆环结构1上的设置位置，可以按照图1-5中所述的实施例确定，在此就不再累述了。

使用者在使用时，将圆环结构1的所述零度线与正北方向重合，并将他所在的城市的图标在所述圆环结构1上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向。本发明的快速确定城市的朝拜方向的装置还可以设置在手表中，手机上，任何穿戴设备上，从而方便穆斯林教徒使用。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种快速确定城市的朝拜方向的方法，其特征在于，包括：

步骤S1、计算至少一个城市的方位角，所述方位角为过克尔白与所述城市的最大圆上的两地间的圆弧与所述城市所在经线上所述城市与北极点间的圆弧间的夹角，所述方位角的角度以顺时针方向为正值，逆时针方向为负值；

步骤S2、以圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向以根据所述城市的方位角在所述圆环结构上定位所述城市；

步骤S3、将所述零度线与正北方向重合，并将所述城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向；

所述步骤S2进一步包括：步骤S21、基于城市的数量，将圆环结构按照圆心角进行分区；步骤S22、将彼此之间方位角差值不超过设定值的数个城市定位在所述圆环结构的相同分区中；

所述步骤S22进一步包括：将每个分区沿着所述圆环结构的半径方向按照位于相同分区的城市的数量或城市的数量设定值将对应分区等距分为多个小区，在每个小区中定位一个城市；

在所述步骤S3中进一步包括：

步骤S31、在所述圆环结构的中心放置指南针，并通过所述指南针确定正北方向；

步骤S32、将所述零度线与正北方向重合；

步骤S33、将每个城市在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为对应城市的朝拜方向；

步骤S34、根据所述指南针，在所述圆环结构上分别标注东、南、西、北中的至少一个朝向。

2.根据权利要求1所述的快速确定城市的朝拜方向的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括，基于球面三角公式，计算每个城市各自的方位角。

3.一种快速确定城市的朝拜方向的装置，包括圆环结构，所述圆环结构上绘制有表示至少一个城市的图标；所述图标在所述圆环结构上的位置以所述圆环结构的向上的半径为零度线，顺时针方向为正向，根据城市的方位角确定；将所述零度线与正北方向重合，并将城市的图标在所述圆环结构上所处的位置相对所述圆环结构的中心的方向作为朝拜方向；所述圆环结构按照圆心角进行分区，每个分区中绘制有表示彼此之间方位角差值不超过设定值的数个城市的数个图标；每个分区沿着所述圆环结构的半径方向按照位于相同分区的城市的数量或城市的数量设定值等距分为多个小区，在每个小区中绘制表述一个城市的图标，所述方位角为过克尔白与所述城市的最大圆上的两地间的圆弧与所述城市所在经线上所述城市与北极点间的圆弧间的夹角，所述方位角的角度以顺时针方向为正值，逆时针方向为负值；所述圆环结构上进一步标注东、南、西、北中的至少一个朝向；且所述快速确定城市的朝拜方向的装置进一步包括用于确定正北方向的指南针。