Astro/orbits.c

   1 /**************************************************************************
   2  * orbits.c - calculates the orbital elements of the sun, moon and planets.
   3  *            For inclusion in flight gear
   4  *
   5  * Written 1997 by Durk Talsma, started October 19, 1997.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10  * License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20  *
  21  * $Id$
  22  * (Log is kept at end of this file)
  23  **************************************************************************/
  24
  25
  26 #include <math.h>
  27 #include <string.h>
  28
  29 #include <Astro/orbits.h>
  30
  31 #include <Include/general.h>
  32 #include <Time/fg_time.h>
  33
  34
  35 struct OrbElements pltOrbElements[9];
  36
  37
  38 double fgCalcActTime(struct fgTIME t)
  39 {
  40    double
  41          actTime, UT;
  42    int year;
  43
  44    /* a hack. This one introduces the 2000 problem into the program */
  45    year = t.gmt->tm_year + 1900;
  46
  47    /* calculate the actual time, rember to add 1 to tm_mon! */
  48    actTime = 367 * year - 7 *
  49                   (year + ((t.gmt->tm_mon+1) + 9) / 12) / 4 + 275 *
  50                    (t.gmt->tm_mon+1) / 9 + t.gmt->tm_mday - 730530;
  51
  52     UT = t.gmt->tm_hour + ((double) t.gmt->tm_min / 60);
  53     /*printf("UT = %f\n", UT); */
  54     actTime += (UT / 24.0);
  55     #define DEBUG 1
  56     #ifdef DEBUG
  57     /* printf("  Actual Time:\n"); */
  58     /* printf("  current day = %f\t", actTime); */
  59     /* printf("  GMT = %d, %d, %d, %d, %d, %d\n",
  60            year, t.gmt->tm_mon, t.gmt->tm_mday,
  61            t.gmt->tm_hour, t.gmt->tm_min, t.gmt->tm_sec); */
  62     #endif
  63     return actTime;
  64 }
  65
  66 /* convert degrees to radians */
  67 double fgDegToRad(double angle)
  68 {
  69         return (angle * PIOVER180);
  70 }
  71
  72 double fgCalcEccAnom(double M, double e)
  73 {
  74     double
  75         eccAnom, E0, E1, diff;
  76
  77     eccAnom = M + e * sin(M) * (1.0 + e * cos(M));
  78     /* iterate to achieve a greater precision for larger eccentricities */
  79     if (e > 0.05)
  80     {
  81         E0 = eccAnom;
  82         do
  83         {
  84                 E1 = E0 - (E0 - e * sin(E0) - M) / (1 - e * cos(E0));
  85             diff = fabs(E0 - E1);
  86             E0 = E1;
  87                 }
  88         while (diff > fgDegToRad(0.001));
  89         return E0;
  90         }
  91     return eccAnom;
  92 }
  93
  94
  95
  96 void fgReadOrbElements(struct OrbElements *dest, FILE *src)
  97 {
  98         char line[256];
  99     int i,j;
 100     j = 0;
 101     do
 102     {
 103         fgets(line, 256,src);
 104         for (i = 0; i < 256; i++)
 105         {
 106                 if (line[i] == '#')
 107                 line[i] = 0;
 108         }
 109         /*printf("Reading line %d\n", j++); */
 110     }
 111     while (!(strlen(line)));
 112     sscanf(line, "%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf\n",
 113                 &dest->NFirst, &dest->NSec,
 114             &dest->iFirst, &dest->iSec,
 115             &dest->wFirst, &dest->wSec,
 116             &dest->aFirst, &dest->aSec,
 117             &dest->eFirst, &dest->eSec,
 118             &dest->MFirst, &dest->MSec);
 119 }
 120
 121
 122 void fgSolarSystemInit(struct fgTIME t)
 123 {
 124    struct fgGENERAL *g;
 125    char path[80];
 126    int i;
 127    FILE *data;
 128
 129    printf("Initializing solar system\n");
 130
 131    /* build the full path name to the orbital elements database file */
 132    g = &general;
 133    path[0] = '\0';
 134    strcat(path, g->root_dir);
 135    strcat(path, "/Scenery/");
 136    strcat(path, "Planets.dat");
 137
 138    if ( (data = fopen(path, "r")) == NULL )
 139    {
 140             printf("Cannot open data file: '%s'\n", path);
 141             return;
 142    }
 143    #ifdef DEBUG
 144    printf("  reading datafile %s\n", path);
 145    #endif
 146
 147    /* for all the objects... */
 148    for (i = 0; i < 9; i ++)
 149    {
 150       /* ...read from the data file ... */
 151       fgReadOrbElements(&pltOrbElements[i], data);
 152       /* ...and calculate the actual values */
 153       fgSolarSystemUpdate(&pltOrbElements[i], t);
 154    }
 155
 156 }
 157
 158
 159 void fgSolarSystemUpdate(struct OrbElements *planet, struct fgTIME t)
 160 {
 161    double
 162          actTime;
 163
 164    actTime = fgCalcActTime(t);
 165
 166    /* calculate the actual orbital elements */
 167     planet->M = fgDegToRad(planet->MFirst + (planet->MSec * actTime));  // angle in radians
 168     planet->w = fgDegToRad(planet->wFirst + (planet->wSec * actTime));  // angle in radians
 169     planet->N = fgDegToRad(planet->NFirst + (planet->NSec * actTime));  // angle in radians
 170     planet->i = fgDegToRad(planet->iFirst + (planet->iSec * actTime));  // angle in radians
 171     planet->e = planet->eFirst + (planet->eSec * actTime);
 172     planet->a = planet->aFirst + (planet->aSec * actTime);
 173 }
 174
 175
 176 /* $Log$
 177 /* Revision 1.3  1998/01/22 02:59:27  curt
 178 /* Changed #ifdef FILE_H to #ifdef _FILE_H
 179 /*
 180  * Revision 1.2  1998/01/19 19:26:58  curt
 181  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 182  * This should simplify things tremendously.
 183  *
 184  * Revision 1.1  1998/01/07 03:16:17  curt
 185  * Moved from .../Src/Scenery/ to .../Src/Astro/
 186  *
 187  * Revision 1.6  1997/12/30 20:47:52  curt
 188  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 189  *
 190  * Revision 1.5  1997/12/15 23:55:02  curt
 191  * Add xgl wrappers for debugging.
 192  * Generate terrain normals on the fly.
 193  *
 194  * Revision 1.4  1997/12/10 22:37:51  curt
 195  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 196  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 197  *
 198  * Revision 1.3  1997/11/25 23:20:44  curt
 199  * Changed planets.dat Planets.dat
 200  *
 201  * Revision 1.2  1997/11/25 19:25:36  curt
 202  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 203  *
 204  * Revision 1.1  1997/10/25 03:16:10  curt
 205  * Initial revision of code contributed by Durk Talsma.
 206  *
 207  */