日出和日落时间的计算原理基于地球自转和公转规律，同时取决于观察者的地理位置等多个因素。
日出和日落实际上是太阳上边缘与地平线相切的时刻。在精确计算这些时间时，需要考虑以下重要因素：
太阳视位置的变化。地球公转轨道（黄道）的倾斜导致太阳赤纬随日期变化。这意味着在不同日期，太阳直射点的纬度会有所不同。
观察者的位置也起到关键作用。经纬度决定了太阳在地平线上的运动轨迹，即太阳看起来是从哪个方向升起和落下的。
还需要考虑大气折射的影响。当光线穿过大气层时，会发生折射现象，这使得太阳看起来比实际位置要高一些，通常大约高0.83。在计算日出和日落时间时，这一点需要进行修正。
关于计算的关键公式与参数，包括太阳赤纬和时角。太阳赤纬表示太阳直射点的纬度，随着日期的变化而变化。时角则是太阳相对于当地子午线的角度，与时间有关。
在计算日出和日落时间时，需要遵循以下步骤：
1. 确定太阳赤纬，根据日期计算当日太阳直射点的纬度。
2. 计算理论时角，通过相关公式预测日出和日落的时角。
3. 将时角转换为当地的时间，考虑到经度与时区的差异，并进行必要的调整。
4. 考虑海拔和地形的影响。高海拔地区日出可能会稍早，日落可能稍晚。周围的山脉可能会遮挡地平线，影响观察。
还有一些开源工具可以帮助进行计算，如Python的skyfield库或SPICE工具包，它们内置了高精度的星历表。还需要注意将计算结果转换为当地的标准时间或夏令时。在高纬度地区，还可能出现极昼和极夜现象，这时可能无法观察到传统的日出或日落。
