]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/Time/sunsolver.cxx
Clean-up cmake (linker) dependencies.
[flightgear.git] / src / Time / sunsolver.cxx
index c04e366dd2a70286c741df704033301f5f898ad8..b37112816282f1e061219139f600a770087b47ad 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
  *
  * Written by Curtis Olson, started September 2003.
  *
- * Copyright (C) 2003  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.org
+ * Copyright (C) 2003  Curtis L. Olson  - http://www.flightgear.org/~curt
  *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  *
  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  * along with this program; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  *
  * $Id$
  */
 
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#      include <config.h>
+#endif
 
-#include <simgear/math/point3d.hxx>
-#include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
+#include <cmath>
+#include <ctime>
+#include <cassert>
+
+#include <simgear/math/SGMath.hxx>
 #include <simgear/timing/sg_time.hxx>
 
 #include <Main/globals.hxx>
-
-#include "sunpos.hxx"
+#include <Main/fg_props.hxx>
 
 #include "sunsolver.hxx"
 
 
-const time_t day_secs = 86400;
+static const time_t day_secs = 86400;
+static const time_t half_day_secs = day_secs / 2;
+static const time_t step_secs = 60;
 
-static double sun_angle( const SGTime &t, sgVec3 world_up,
-                         double lon_rad, double lat_rad ) {
-    sgVec3 nup, nsun;
-    Point3D p, rel_sunpos;
+/* given a particular time expressed in side real time at prime
+ * meridian (GST), compute position on the earth (lat, lon) such that
+ * sun is directly overhead.  (lat, lon are reported in radians */
 
-    SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "  Updating Sun position" );
-    SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "  Gst = " << t.getGst() );
+void fgSunPositionGST(double gst, double *lon, double *lat) {
+    /* time_t  ssue;           seconds since unix epoch */
+    /* double *lat;            (return) latitude        */
+    /* double *lon;            (return) longitude       */
 
-    double sun_lon, sun_gd_lat, sun_gc_lat, sl_radius;
-    fgSunPositionGST( t.getGst(), &sun_lon, &sun_gd_lat );
+    double tmp;
 
-    sgGeodToGeoc(sun_gd_lat, 0.0, &sl_radius, &sun_gc_lat);
+    SGPropertyNode* sun = fgGetNode("/ephemeris/sun");
+    assert(sun);
+    double xs = sun->getDoubleValue("xs");
+    //double ys = sun->getDoubleValue("ys");
+    double ye = sun->getDoubleValue("ye");
+    double ze = sun->getDoubleValue("ze");
+    double ra = atan2(ye, xs);
+    double dec = atan2(ze, sqrt(xs * xs + ye * ye));
+
+    tmp = ra - (SGD_2PI/24)*gst;
+    
+    double signedPI = (tmp < 0.0) ? -SGD_PI : SGD_PI;
+    tmp = fmod(tmp+signedPI, SGD_2PI) - signedPI;
+
+    *lon = tmp;
+    *lat = dec;
+}
+
+static double sun_angle( const SGTime &t, const SGVec3d& world_up,
+                         double lon_rad, double lat_rad ) {
+    SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "  Updating Sun position" );
+    SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "  Gst = " << t.getGst() );
 
-    p = Point3D( sun_lon, sun_gc_lat, sl_radius );
-    Point3D sunpos = sgPolarToCart3d(p);
+    double sun_lon, sun_gc_lat;
+    fgSunPositionGST( t.getGst(), &sun_lon, &sun_gc_lat );
+    SGVec3d sunpos = SGVec3d::fromGeoc(SGGeoc::fromRadM(sun_lon, sun_gc_lat,
+                                                        SGGeodesy::EQURAD));
 
     SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "    t.cur_time = " << t.get_cur_time() );
     SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, 
-           "    Sun Geodetic lat = " << sun_gd_lat
-           << " Geocentric lat = " << sun_gc_lat );
+           "    Sun Geocentric lat = " << sun_gc_lat );
 
     // calculate the sun's relative angle to local up
-    sgCopyVec3( nup, world_up );
-    sgSetVec3( nsun, sunpos.x(), sunpos.y(), sunpos.z() );
-    sgNormalizeVec3(nup);
-    sgNormalizeVec3(nsun);
+    SGVec3d nup = normalize(world_up);
+    SGVec3d nsun = normalize(sunpos);
     // cout << "nup = " << nup[0] << "," << nup[1] << "," 
     //      << nup[2] << endl;
     // cout << "nsun = " << nsun[0] << "," << nsun[1] << "," 
     //      << nsun[2] << endl;
 
-    double sun_angle = acos( sgScalarProductVec3 ( nup, nsun ) );
+    double sun_angle = acos( dot( nup, nsun ) );
+
+    double signedPI = (sun_angle < 0.0) ? -SGD_PI : SGD_PI;
+    sun_angle = fmod(sun_angle+signedPI, SGD_2PI) - signedPI;
+
     double sun_angle_deg = sun_angle * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
-    while ( sun_angle_deg < -180 ) { sun_angle += 360; }
     SG_LOG( SG_EVENT, SG_DEBUG, "sun angle relative to current location = "
            << sun_angle_deg );
 
@@ -79,147 +109,44 @@ static double sun_angle( const SGTime &t, sgVec3 world_up,
 
 
 /**
- * Given the current unix time in seconds, calculate seconds to noon
+ * Given the current unix time in seconds, calculate seconds to the
+ * specified sun angle (relative to straight up.)  Also specify if we
+ * want the angle while the sun is ascending or descending.  For
+ * instance noon is when the sun angle is 0 (or the closest it can
+ * get.)  Dusk is when the sun angle is 90 and descending.  Dawn is
+ * when the sun angle is 90 and ascending.
  */
-time_t fgTimeSecondsUntilNoon( time_t cur_time,
-                               double lon_rad,
-                               double lat_rad )
-{
-    // cout << "location = " << lon_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << ", "
-    //      << lat_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << endl;
-    Point3D geod( lon_rad, lat_rad, 0 );
-    Point3D tmp = sgGeodToCart( geod );
-    sgVec3 world_up;
-    sgSetVec3( world_up, tmp.x(), tmp.y(), tmp.z() );
-    SGTime t = SGTime( lon_rad, lat_rad, "", 0 );
-
-    double best_angle = 180.0;
-    time_t best_time = cur_time;
-
-    for ( time_t secs = cur_time; secs < cur_time + day_secs; secs += 300 ) {
-        t.update( lon_rad, lat_rad, secs, 0 );
-        double angle = sun_angle( t, world_up, lon_rad, lat_rad );
-        if ( angle < best_angle ) {
-            // cout << "best angle = " << angle << " offset = "
-            // << secs - cur_time << endl;
-            best_angle = angle;
-            best_time = secs;
-        }
-    }
-
-    if ( best_time > day_secs / 2 ) {
-        best_time -= day_secs;
-    }
-
-    return best_time - cur_time;
-}
-
-
-/**
- * Given the current unix time in seconds, calculate seconds to midnight
- */
-time_t fgTimeSecondsUntilMidnight( time_t cur_time,
+time_t fgTimeSecondsUntilSunAngle( time_t cur_time,
                                    double lon_rad,
-                                   double lat_rad )
+                                   double lat_rad,
+                                   double target_angle_deg,
+                                   bool ascending )
 {
     // cout << "location = " << lon_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << ", "
     //      << lat_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << endl;
-    Point3D geod( lon_rad, lat_rad, 0 );
-    Point3D tmp = sgGeodToCart( geod );
-    sgVec3 world_up;
-    sgSetVec3( world_up, tmp.x(), tmp.y(), tmp.z() );
+    SGVec3d world_up = SGVec3d::fromGeod(SGGeod::fromRad(lon_rad, lat_rad));
     SGTime t = SGTime( lon_rad, lat_rad, "", 0 );
 
-    double best_angle = 0.0;
-    time_t best_time = cur_time;
-
-    for ( time_t secs = cur_time; secs < cur_time + day_secs; secs += 300 ) {
-        t.update( lon_rad, lat_rad, secs, 0 );
-        double angle = sun_angle( t, world_up, lon_rad, lat_rad );
-        if ( angle > best_angle ) {
-            // cout << "best angle = " << angle << " offset = "
-            //      << secs - cur_time << endl;
-            best_angle = angle;
-            best_time = secs;
-        }
-    }
-
-    if ( best_time > day_secs / 2 ) {
-        best_time -= day_secs;
-    }
-
-    return best_time - cur_time;
-}
-
-
-/**
- * Given the current unix time in seconds, calculate seconds to dusk
- */
-time_t fgTimeSecondsUntilDusk( time_t cur_time,
-                               double lon_rad,
-                               double lat_rad )
-{
-    // cout << "location = " << lon_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << ", "
-    //      << lat_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << endl;
-    Point3D geod( lon_rad, lat_rad, 0 );
-    Point3D tmp = sgGeodToCart( geod );
-    sgVec3 world_up;
-    sgSetVec3( world_up, tmp.x(), tmp.y(), tmp.z() );
-    SGTime t = SGTime( lon_rad, lat_rad, "", 0 );
-
-    double best_diff = 90.0;
+    double best_diff = 180.0;
     double last_angle = -99999.0;
     time_t best_time = cur_time;
 
-    for ( time_t secs = cur_time; secs < cur_time + day_secs; secs += 300 ) {
+    for ( time_t secs = cur_time - half_day_secs;
+          secs < cur_time + half_day_secs;
+          secs += step_secs )
+    {
         t.update( lon_rad, lat_rad, secs, 0 );
-        double angle = sun_angle( t, world_up, lon_rad, lat_rad );
-        double diff = fabs( angle - 90.0 );
+        double angle_deg = sun_angle( t, world_up, lon_rad, lat_rad );
+        double diff = fabs( angle_deg - target_angle_deg );
         if ( diff < best_diff ) {
-            if ( last_angle <= 180.0 && ( last_angle < angle ) ) {
+            if ( last_angle <= 180.0 && ascending
+                 && ( last_angle > angle_deg ) ) {
                 // cout << "best angle = " << angle << " offset = "
                 //      << secs - cur_time << endl;
                 best_diff = diff;
                 best_time = secs;
-            }
-        }
-
-        last_angle = angle;
-    }
-
-    if ( best_time > day_secs / 2 ) {
-        best_time -= day_secs;
-    }
-
-    return best_time - cur_time;
-}
-
-
-/**
- * Given the current unix time in seconds, calculate seconds to dawn
- */
-time_t fgTimeSecondsUntilDawn( time_t cur_time,
-                               double lon_rad,
-                               double lat_rad )
-{
-    // cout << "location = " << lon_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << ", "
-    //      << lat_rad * SG_RADIANS_TO_DEGREES << endl;
-    Point3D geod( lon_rad, lat_rad, 0 );
-    Point3D tmp = sgGeodToCart( geod );
-    sgVec3 world_up;
-    sgSetVec3( world_up, tmp.x(), tmp.y(), tmp.z() );
-    SGTime t = SGTime( lon_rad, lat_rad, "", 0 );
-
-    double best_diff = 90.0;
-    double last_angle = -99999.0;
-    time_t best_time = cur_time;
-
-    for ( time_t secs = cur_time; secs < cur_time + day_secs; secs += 300 ) {
-        t.update( lon_rad, lat_rad, secs, 0 );
-        double angle = sun_angle( t, world_up, lon_rad, lat_rad );
-        double diff = fabs( angle - 90.0 );
-        if ( diff < best_diff ) {
-            if ( last_angle <= 180.0 && ( last_angle > angle ) ) {
+            } else if ( last_angle <= 180.0 && !ascending
+                        && ( last_angle < angle_deg ) ) {
                 // cout << "best angle = " << angle << " offset = "
                 //      << secs - cur_time << endl;
                 best_diff = diff;
@@ -227,11 +154,7 @@ time_t fgTimeSecondsUntilDawn( time_t cur_time,
             }
         }
 
-        last_angle = angle;
-    }
-
-    if ( best_time > day_secs / 2 ) {
-        best_time -= day_secs;
+        last_angle = angle_deg;
     }
 
     return best_time - cur_time;