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 <string.h>
  27
  28 #include <Astro/orbits.h>
  29
  30 #include <Include/general.h>
  31 #include <Time/fg_time.h>
  32
  33
  34 struct OrbElements pltOrbElements[9];
  35
  36
  37 double fgCalcActTime(struct fgTIME t)
  38 {
  39    double
  40          actTime, UT;
  41    int year;
  42
  43    /* a hack. This one introduces the 2000 problem into the program */
  44    year = t.gmt->tm_year + 1900;
  45
  46    /* calculate the actual time, rember to add 1 to tm_mon! */
  47    actTime = 367 * year - 7 *
  48                   (year + ((t.gmt->tm_mon+1) + 9) / 12) / 4 + 275 *
  49                    (t.gmt->tm_mon+1) / 9 + t.gmt->tm_mday - 730530;
  50
  51     UT = t.gmt->tm_hour + ((double) t.gmt->tm_min / 60);
  52     /*printf("UT = %f\n", UT); */
  53     actTime += (UT / 24.0);
  54     #define DEBUG 1
  55     #ifdef DEBUG
  56     /* printf("  Actual Time:\n"); */
  57     /* printf("  current day = %f\t", actTime); */
  58     /* printf("  GMT = %d, %d, %d, %d, %d, %d\n",
  59            year, t.gmt->tm_mon, t.gmt->tm_mday,
  60            t.gmt->tm_hour, t.gmt->tm_min, t.gmt->tm_sec); */
  61     #endif
  62     return actTime;
  63 }
  64
  65 /* convert degrees to radians */
  66 double fgDegToRad(double angle)
  67 {
  68         return (angle * PIOVER180);
  69 }
  70
  71 double fgCalcEccAnom(double M, double e)
  72 {
  73     double
  74         eccAnom, E0, E1, diff;
  75
  76     eccAnom = M + e * sin(M) * (1.0 + e * cos(M));
  77     /* iterate to achieve a greater precision for larger eccentricities */
  78     if (e > 0.05)
  79     {
  80         E0 = eccAnom;
  81         do
  82         {
  83                 E1 = E0 - (E0 - e * sin(E0) - M) / (1 - e * cos(E0));
  84             diff = abs(E0 - E1);
  85             E0 = E1;
  86                 }
  87         while (diff > fgDegToRad(0.001));
  88         return E0;
  89         }
  90     return eccAnom;
  91 }
  92
  93
  94
  95 void fgReadOrbElements(struct OrbElements *dest, FILE *src)
  96 {
  97         char line[256];
  98     int i,j;
  99     j = 0;
 100     do
 101     {
 102         fgets(line, 256,src);
 103         for (i = 0; i < 256; i++)
 104         {
 105                 if (line[i] == '#')
 106                 line[i] = 0;
 107         }
 108         /*printf("Reading line %d\n", j++); */
 109     }
 110     while (!(strlen(line)));
 111     sscanf(line, "%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf,%lf\n",
 112                 &dest->NFirst, &dest->NSec,
 113             &dest->iFirst, &dest->iSec,
 114             &dest->wFirst, &dest->wSec,
 115             &dest->aFirst, &dest->aSec,
 116             &dest->eFirst, &dest->eSec,
 117             &dest->MFirst, &dest->MSec);
 118 }
 119
 120
 121 void fgSolarSystemInit(struct fgTIME t)
 122 {
 123    struct fgGENERAL *g;
 124    char path[80];
 125    int i;
 126    FILE *data;
 127
 128    printf("Initializing solar system\n");
 129
 130    /* build the full path name to the orbital elements database file */
 131    g = &general;
 132    path[0] = '\0';
 133    strcat(path, g->root_dir);
 134    strcat(path, "/Scenery/");
 135    strcat(path, "Planets.dat");
 136
 137    if ( (data = fopen(path, "r")) == NULL )
 138    {
 139             printf("Cannot open data file: '%s'\n", path);
 140             return;
 141    }
 142    #ifdef DEBUG
 143    printf("  reading datafile %s\n", path);
 144    #endif
 145
 146    /* for all the objects... */
 147    for (i = 0; i < 9; i ++)
 148    {
 149       /* ...read from the data file ... */
 150       fgReadOrbElements(&pltOrbElements[i], data);
 151       /* ...and calculate the actual values */
 152       fgSolarSystemUpdate(&pltOrbElements[i], t);
 153    }
 154
 155 }
 156
 157
 158 void fgSolarSystemUpdate(struct OrbElements *planet, struct fgTIME t)
 159 {
 160    double
 161          actTime;
 162
 163    actTime = fgCalcActTime(t);
 164
 165    /* calculate the actual orbital elements */
 166     planet->M = fgDegToRad(planet->MFirst + (planet->MSec * actTime));  // angle in radians
 167     planet->w = fgDegToRad(planet->wFirst + (planet->wSec * actTime));  // angle in radians
 168     planet->N = fgDegToRad(planet->NFirst + (planet->NSec * actTime));  // angle in radians
 169     planet->i = fgDegToRad(planet->iFirst + (planet->iSec * actTime));  // angle in radians
 170     planet->e = planet->eFirst + (planet->eSec * actTime);
 171     planet->a = planet->aFirst + (planet->aSec * actTime);
 172 }
 173
 174
 175 /* $Log$
 176 /* Revision 1.2  1998/01/19 19:26:58  curt
 177 /* Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 178 /* This should simplify things tremendously.
 179 /*
 180  * Revision 1.1  1998/01/07 03:16:17  curt
 181  * Moved from .../Src/Scenery/ to .../Src/Astro/
 182  *
 183  * Revision 1.6  1997/12/30 20:47:52  curt
 184  * Integrated new event manager with subsystem initializations.
 185  *
 186  * Revision 1.5  1997/12/15 23:55:02  curt
 187  * Add xgl wrappers for debugging.
 188  * Generate terrain normals on the fly.
 189  *
 190  * Revision 1.4  1997/12/10 22:37:51  curt
 191  * Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 192  * i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 193  *
 194  * Revision 1.3  1997/11/25 23:20:44  curt
 195  * Changed planets.dat Planets.dat
 196  *
 197  * Revision 1.2  1997/11/25 19:25:36  curt
 198  * Changes to integrate Durk's moon/sun code updates + clean up.
 199  *
 200  * Revision 1.1  1997/10/25 03:16:10  curt
 201  * Initial revision of code contributed by Durk Talsma.
 202  *
 203  */