太阳升起时的方位角A有以下公式，B为天体赤纬，C为观测点地理纬度。
cosA=-sinB/cosC
这个公式可以用球面三角导出。
方位角是从南点起算，眼地平圈分为360°。南点是0°，西点是90°，北点是180°，东点楼主应该自己可以回答了吧。
B天体赤纬指的是太阳和天赤道的距离（和我们地球上的纬度类似），天赤道以北为正，以南为负。
C观测点地理纬度，相信楼主应该可以说的比我清楚。赤道以北为正，以南为负。
看到这个公式发现了什么？地球上的纬度是从-90°到+90°，就是cosC永远大于零。
然后就可以发现当sinB大于零（就是天体在北半球时），解出的A是在90°到270°之间的两个解。其中90-180°那个解是对应天体落下的方位角的，那另外一个角就是天体升起时的方位角，位于180-270°之间，说明天体在东北升起。
反之，当sinB小于零（就是天体在南半球时），解出的A是在270°到90°之间的两个解。其中0-90°那个解是对应天体落下的方位角的，那另外一个角就是天体升起时的方位角，位于270-360°之间，说明天体在东南升起。
总结下来，只要天体在北半天，只要它能升起，那一定在东北升起；如果它在南半天，只要它能升起，就一定从东南升起。与观测点的位置无关！
至于后半个问题，影子的方位和太阳的方位角只和等于360°，只要知道了太阳的方位角就可以知道影子的方位角了。太阳升起时的方位角上面已经解释了。影子的方位角请楼主自己来思考吧。
楼主试着自己求出答案吧，如果有什么不懂之处欢迎和本人交流讨论。
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