Astro/moon.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * moon.c
   3  * Written by Durk Talsma. Started October 1997, for the flight gear project.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   8  * License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18  *
  19  * $Id$
  20  * (Log is kept at end of this file)
  21  **************************************************************************/
  22
  23
  24 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  25 #  include <config.h>
  26 #endif
  27
  28 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  29 #  include <windows.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <math.h>
  33 #include <GL/glut.h>
  34 #include <XGL/xgl.h>
  35
  36 #include <Aircraft/aircraft.h>
  37 #include <Debug/fg_debug.h>
  38 #include <Include/fg_constants.h>
  39 #include <Include/general.h>
  40 #include <Main/views.hxx>
  41 #include <Time/fg_time.hxx>
  42
  43 #include "orbits.hxx"
  44 #include "moon.hxx"
  45
  46
  47 struct CelestialCoord moonPos;
  48
  49 static float xMoon, yMoon, zMoon;
  50 static GLint moon = 0;
  51
  52
  53
  54 /* --------------------------------------------------------------
  55       This section contains the code that calculates the actual
  56       position of the moon in the night sky.
  57 ----------------------------------------------------------------*/
  58 struct CelestialCoord fgCalculateMoon(struct OrbElements params,
  59                                       struct OrbElements sunParams,
  60                                       struct fgTIME t)
  61 {
  62   struct CelestialCoord
  63     geocCoord, topocCoord;
  64
  65   double
  66     eccAnom, ecl, lonecl, latecl, actTime,
  67     xv, yv, v, r, xh, yh, zh, xg, yg, zg, xe, ye, ze,
  68     Ls, Lm, D, F, mpar, gclat, rho, HA, g;
  69
  70   fgAIRCRAFT *a;
  71   fgFLIGHT *f;
  72
  73   a = &current_aircraft;
  74   f = a->flight;
  75
  76   /* calculate the angle between ecliptic and equatorial coordinate
  77    * system, in Radians */
  78   actTime = fgCalcActTime(t);
  79   ecl = ((DEG_TO_RAD * 23.4393) - (DEG_TO_RAD * 3.563E-7) * actTime);
  80   /*ecl = 0.409093 - 6.2186E-9 * actTime; */
  81
  82   /* calculate the eccentric anomaly */
  83   eccAnom = fgCalcEccAnom(params.M, params.e);
  84
  85   /* calculate the moon's distance (r) and  true anomaly (v) */
  86   xv = params.a * ( cos(eccAnom) - params.e);
  87   yv = params.a * ( sqrt(1.0 - params.e*params.e) * sin(eccAnom));
  88   v =atan2(yv, xv);
  89   r = sqrt(xv*xv + yv*yv);
  90
  91   /* estimate the geocentric rectangular coordinates here */
  92   xh = r * (cos (params.N) * cos (v + params.w) -
  93             sin (params.N) * sin (v + params.w) * cos (params.i));
  94   yh = r * (sin (params.N) * cos (v + params.w) +
  95             cos (params.N) * sin (v + params.w) * cos (params.i));
  96   zh = r * (sin(v + params.w) * sin(params.i));
  97
  98   /* calculate the ecliptic latitude and longitude here */
  99   lonecl = atan2( yh, xh);
 100   latecl = atan2( zh, sqrt( xh*xh + yh*yh));
 101
 102   /* calculate a number of perturbations, i.e. disturbances caused by
 103    * the gravitational influence of the sun and the other mayor
 104    * planets. The largest of these even have their own names */
 105   Ls = sunParams.M + sunParams.w;
 106   Lm =    params.M +    params.w + params.N;
 107   D = Lm - Ls;
 108   F = Lm - params.N;
 109
 110   lonecl += DEG_TO_RAD * (
 111                           - 1.274 * sin (params.M - 2*D)                        /* the Evection         */
 112                           + 0.658 * sin (2 * D)                                 /* the Variation        */
 113                           - 0.186 * sin (sunParams.M)                           /* the yearly variation */
 114                           - 0.059 * sin (2*params.M - 2*D)
 115                           - 0.057 * sin (params.M - 2*D + sunParams.M)
 116                           + 0.053 * sin (params.M + 2*D)
 117                           + 0.046 * sin (2*D - sunParams.M)
 118                           + 0.041 * sin (params.M - sunParams.M)
 119                           - 0.035 * sin (D)                                      /* the Parallactic Equation */
 120                           - 0.031 * sin (params.M + sunParams.M)
 121                           - 0.015 * sin (2*F - 2*D)
 122                           + 0.011 * sin (params.M - 4*D)
 123                           );
 124   latecl += DEG_TO_RAD * (
 125                           - 0.173 * sin (F - 2*D)
 126                           - 0.055 * sin (params.M - F - 2*D)
 127                           - 0.046 * sin (params.M + F - 2*D)
 128                           + 0.033 * sin (F + 2*D)
 129                           + 0.017 * sin (2 * params.M + F)
 130                           );
 131
 132   r += (
 133         - 0.58 * cos(params.M - 2*D)
 134         - 0.46 * cos(2*D)
 135         );
 136
 137   xg = r * cos(lonecl) * cos(latecl);
 138   yg = r * sin(lonecl) * cos(latecl);
 139   zg = r *               sin(latecl);
 140
 141   xe  = xg;
 142   ye = yg * cos(ecl) - zg * sin(ecl);
 143   ze = yg * sin(ecl) + zg * cos(ecl);
 144
 145
 146
 147
 148   geocCoord.RightAscension = atan2(ye, xe);
 149   geocCoord.Declination = atan2(ze, sqrt(xe*xe + ye*ye));
 150
 151   /* New since 25 december 1997 */
 152   /* Calculate the moon's topocentric position instead of it's geocentric! */
 153
 154   /* calculate the moon's parrallax, i.e. the apparent size of the
 155    * (equatorial) radius of the Earth, as seen from the moon */
 156   mpar = asin( 1 / r);
 157   gclat = FG_Latitude - 0.083358 * sin (2 * DEG_TO_RAD *  FG_Latitude);
 158   rho = 0.99883 + 0.00167 * cos(2 * DEG_TO_RAD * FG_Latitude);
 159
 160   if (geocCoord.RightAscension < 0)
 161     geocCoord.RightAscension += (2*FG_PI);
 162
 163   HA = t.lst - (3.8197186 * geocCoord.RightAscension);
 164
 165   g = atan (tan(gclat) / cos( (HA / 3.8197186)));
 166
 167
 168
 169   topocCoord.RightAscension = geocCoord.RightAscension -
 170       mpar * rho * cos (gclat) * sin (HA) / cos (geocCoord.Declination);
 171   topocCoord.Declination = geocCoord.Declination -
 172       mpar * rho * sin (gclat) * sin (g - geocCoord.Declination) / sin (g);
 173   return topocCoord;
 174 }
 175
 176
 177 void fgMoonInit( void ) {
 178     GLfloat moonColor[4] = {0.85, 0.75, 0.35, 1.0};
 179     GLfloat black[4] = { 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 };
 180
 181     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_INFO, "Initializing the Moon\n");
 182     fgSolarSystemUpdate(&(pltOrbElements[1]), cur_time_params);
 183     moonPos = fgCalculateMoon(pltOrbElements[1], pltOrbElements[0],
 184                               cur_time_params);
 185     fgPrintf( FG_ASTRO, FG_DEBUG,
 186               "Moon found at %f (ra), %f (dec)\n", moonPos.RightAscension,
 187               moonPos.Declination);
 188
 189     xMoon = 60000.0 * cos(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 190     yMoon = 60000.0 * sin(moonPos.RightAscension) * cos(moonPos.Declination);
 191     zMoon = 60000.0 * sin(moonPos.Declination);
 192
 193     if (moon) {
 194         xglDeleteLists (moon, 1);
 195     }
 196
 197     moon = xglGenLists (1);
 198     xglNewList (moon, GL_COMPILE);
 199
 200     xglMaterialfv (GL_FRONT, GL_AMBIENT, black);
 201     xglMaterialfv (GL_FRONT, GL_DIFFUSE, moonColor);
 202     xglPushMatrix ();
 203     xglTranslatef (xMoon, yMoon, zMoon);
 204     xglScalef (1400, 1400, 1400);
 205
 206     glutSolidSphere (1.0, 10, 10);
 207     xglPopMatrix ();
 208     xglEndList ();
 209 }
 210
 211
 212 /* Draw the moon */
 213 void fgMoonRender( void ) {
 214     xglCallList(moon);
 215 }
 216
 217
 218 /* $Log$
 219 /* Revision 1.2  1998/04/24 00:45:00  curt
 220 /* Wrapped "#include <config.h>" in "#ifdef HAVE_CONFIG_H"
 221 /* Fixed a bug when generating sky colors.
 222 /*
 223  * Revision 1.1  1998/04/22 13:21:28  curt
 224  * C++ - ifing the code a bit.
 225  *
 226  * Revision 1.9  1998/04/18 04:13:56  curt
 227  * Moved fg_debug.c to it's own library.
 228  *
 229  * Revision 1.8  1998/04/03 21:52:49  curt
 230  * Converting to Gnu autoconf system.
 231  *
 232  * Revision 1.7  1998/02/23 19:07:54  curt
 233  * Incorporated Durk's Astro/ tweaks.  Includes unifying the sun position
 234  * calculation code between sun display, and other FG sections that use this
 235  * for things like lighting.
 236  *
 237  * Revision 1.6  1998/02/07 15:29:32  curt
 238  * Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
 239  * <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 240  *
 241  * Revision 1.5  1998/02/02 20:53:21  curt
 242  * To version 0.29
 243  *
 244  * Revision 1.4  1998/01/27 00:47:46  curt
 245  * Incorporated Paul Bleisch's <bleisch@chromatic.com> new debug message
 246  * system and commandline/config file processing code.
 247  *
 248  * Revision 1.3  1998/01/19 19:26:57  curt
 249  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 250  * This should simplify things tremendously.
 251  *
 252  * Revision 1.2  1998/01/19 18:40:16  curt
 253  * Tons of little changes to clean up the code and to remove fatal errors
 254  * when building with the c++ compiler.
 255  *
 256  * Revision 1.1  1998/01/07 03:16:16  curt
 257  * Moved from .../Src/Scenery/ to .../Src/Astro/
 258  *
 259  * Revision 1.16  1998/01/06 01:20:24  curt
 260  * Tweaks to help building with MSVC++
 261  *
 262  * Revision 1.15  1998/01/05 18:44:35  curt
 263  * Add an option to advance/decrease time from keyboard.
 264  *
 265  * Revision 1.14  1997/12/30 20:47:50  curt
 266  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 267  *
 268  * Revision 1.13  1997/12/30 16:41:00  curt
 269  * Added log at end of file.
 270  *
 271  */