add logging of PC92A ip addresses
[spider.git] / perl / Sun.pm
index 79da73d4740c06f6cd98ec17e82e2acbbfcb983a..aaf85a33eeb18e569f00bdf2309afa28c717ef70 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-#!/usr/bin/perl -w
+#/usr/bin/perl -w
 #
 # This module was written by Steve Franke K9AN. 
 # November, 1999.
 #
 # Copyright (c) 1999 - Steve Franke K9AN
 #
-# $Id$
+#
 # 
+# 2005/02/25 add calculation of civil dawn and dusk, defined to be times
+#            when solar zenith angle is 96 degrees.
+# 2001/12/16 Fixed Julian_Date_of_Epoch and now I actually use it...
+# 2001/09/15 some changes to take care of cases where the object 
+#            doesn't rise or set on a given day... 
 
 package Sun;
 
-use POSIX;
 
 require Exporter;
 @ISA = qw(Exporter);
 @EXPORT = qw($pi $d2r $r2d );
 
 use strict;
-use vars qw($pi $d2r $r2d );
+
+use vars qw($pi $d2r $r2d);
  
 $pi = 3.141592653589;
 $d2r = ($pi/180);
 $r2d = (180/$pi);
 
-sub julian_day
+use vars qw(%keps);
+use Keps;
+use DXVars;
+use DXUtil;
+use DXDebug;
+
+use POSIX qw(:math_h);
+
+# reload the keps data
+sub load
+{
+       my @out;
+       my $s = readfilestr("$main::root/local/Keps.pm");
+       if ($s) {
+               eval $s;
+               push @out, $@ if $@;
+       }
+    return @out;
+}
+
+sub Julian_Day
 {
        my $year = shift;
        my $month = shift;
@@ -47,6 +72,44 @@ sub julian_day
        $julianday = int(365.25*($year+4716)+int(30.6001*($month+1)))+$day-13-1524.5;
        return $julianday;
 }
+sub Julian_Date_of_Epoch
+{
+       my $epoch=shift;
+       my $year=int($epoch/1000);
+       my $day=$epoch-$year*1000;
+       if ($year < 57 ) {
+               $year=$year+2000;
+       }
+       else {
+               $year=$year+1900;
+       }
+       my $Julian_Date_of_Epoch=Julian_Date_of_Year($year)+$day;
+       return $Julian_Date_of_Epoch;
+}
+
+sub Julian_Date_of_Year
+{
+       my $year=shift;
+       $year=$year-1;
+       my $A=int($year/100);
+       my $B=2-$A+int($A/4);
+       my $Julian_Date_of_Year=int(365.25*$year)+int(30.6001*14)+
+               1720994.5+$B;
+       return $Julian_Date_of_Year;
+}      
+sub ThetaG_JD
+{
+       my $jd=shift;
+       my $omega_E=1.00273790934; # earth rotations per sidereal day
+       my $secday=86400;
+       my $UT=($jd+0.5)-int($jd+0.5);
+       $jd=$jd-$UT;
+       my $TU=($jd-2451545.0)/36525;
+       my $GMST=24110.54841+$TU*(8640184.812866+$TU*(0.093104-$TU*6.2e-6));
+       my $thetag_jd=mod2p(2*$pi*($GMST/$secday+$omega_E*$UT));
+       return $thetag_jd;
+}
+
 sub reduce_angle_to_360
 {
        my $angle = shift;
@@ -55,6 +118,15 @@ sub reduce_angle_to_360
        $angle=$angle+360 if( $angle < 0 );             
        return $angle;
 }
+sub mod2p
+{
+       my $twopi=$pi*2;
+       my $angle = shift;
+
+       $angle=$angle-int($angle/$twopi)*$twopi;
+       $angle=$angle+$twopi if( $angle < 0 );          
+       return $angle;
+}
 sub sindeg
 {
        my $angle_in_degrees = shift;
@@ -93,12 +165,15 @@ sub rise_set
        my $lat = shift;
        my $lon = shift;
        my $sun0_moon1=shift;           # 0 for sun, 1 for moon, 2 for venus...
+       my ($alpha1,$delta1,$alpha2,$delta2,$alpha3,$delta3);
+       my ($aznow,$hnow,$alphanow,$deltanow,$distance,$distancenow);
+       my ($h0,$H);
+       my ($risetime,$settime);
+       my ($dawntime,$dusktime);
 
-       my ($alpha1,$alpha2,$alpha3,$delta1,$delta2,$delta3);
-       my ($m0,$m1,$m2,$theta,$alpha,$delta,$H,$az,$h,$h0,$aznow,$hnow,$corr);
-       my ($i,$arg,$argtest,$H0,$alphanow,$deltanow,$distance,$distancenow);
+       my ($ifrac,$ifracnow);
        
-       my $julianday=julian_day($year,$month,$day);
+       my $julianday=Julian_Day($year,$month,$day);
        my $tt1 = ($julianday-1-2451545)/36525.;
        my $tt2 = ($julianday-2451545)/36525.;
        my $tt3 = ($julianday+1-2451545)/36525.;
@@ -117,36 +192,74 @@ sub rise_set
                ($alpha2, $delta2)=get_sun_alpha_delta($tt2);
                ($alpha3, $delta3)=get_sun_alpha_delta($tt3);
                ($alphanow, $deltanow)=get_sun_alpha_delta($ttnow);
-               $h0=-0.8333;
                $H=$thetanow-$lon-$alphanow;
                $H=reduce_angle_to_360($H);
                ($aznow,$hnow)=get_az_el($H,$deltanow,$lat);
                $hnow=$hnow +
                        1.02/(tandeg($hnow+10.3/($hnow+5.11)))/60;
+               $h0=-0.8333;      # this is for sun rise and sun set
+               ($risetime,$settime)=
+                       do_rise_set_calculations($h0,$theta0,$lat,$lon,$alpha1,$delta1,
+                               $alpha2,$delta2,$alpha3,$delta3);
+               $h0=-6.0;         # this is for civil dawn and dusk
+               ($dawntime,$dusktime)=
+                       do_rise_set_calculations($h0,$theta0,$lat,$lon,$alpha1,$delta1,
+                               $alpha2,$delta2,$alpha3,$delta3);
+               $dawntime = "------" if( $dawntime eq "NoRise" );
+               $dusktime = "------" if( $dusktime eq "NoSet " );
+
+               return (
+                       sprintf("%s", $dawntime), sprintf("%s",$risetime),
+                       sprintf("%s", $settime), sprintf("%s",$dusktime),
+                       $aznow+180,$hnow
+                       );
        }
 
        if ( $sun0_moon1 == 1 ) {
-               ($alpha1, $delta1, $distance)=get_moon_alpha_delta($tt1);
-               ($alpha2, $delta2, $distance)=get_moon_alpha_delta($tt2);
-               ($alpha3, $delta3, $distance)=get_moon_alpha_delta($tt3);
-               ($alphanow, $deltanow, $distancenow)=get_moon_alpha_delta($ttnow);
-               $h0=0.7275*$r2d*asin(6378.14/$distancenow)-34./60.;
+               ($alpha1, $delta1, $distance, $ifrac)=get_moon_alpha_delta($tt1);
+               ($alpha2, $delta2, $distance, $ifrac)=get_moon_alpha_delta($tt2);
+               ($alpha3, $delta3, $distance, $ifrac)=get_moon_alpha_delta($tt3);
+               ($alphanow, $deltanow, $distancenow, $ifracnow)=get_moon_alpha_delta($ttnow);
+               $h0=0.7275*$r2d*asin(6378.14/$distancenow)-34.0/60.;
                $H=$thetanow-$lon-$alphanow;
                $H=reduce_angle_to_360($H);
                ($aznow,$hnow)=get_az_el($H,$deltanow,$lat);
                $hnow=$hnow-$r2d*asin(sin(6378.14/$distancenow)*cosdeg($hnow))+
                        1.02/(tandeg($hnow+10.3/($hnow+5.11)))/60;
+               ($risetime,$settime)=
+                       do_rise_set_calculations($h0,$theta0,$lat,$lon,$alpha1,$delta1,
+                                       $alpha2,$delta2,$alpha3,$delta3);
+               return (sprintf("%s", $risetime), sprintf("%s",$settime), 
+                       $aznow+180,$hnow, -40*log10($distance/385000), $ifracnow );
+
        }
 
-       $arg = (sindeg($h0)-sindeg($lat)*sindeg($delta2))/(cosdeg($lat)*cosdeg($delta2));
-       $argtest = tandeg($lat)*tandeg($delta2);
+}
 
-       if ( $argtest < -1. ) {
-               return sprintf("Doesn't rise.");
-       }
-       if ( $argtest > 1. ) {
-               return sprintf("Doesn't set.");
-       }
+sub do_rise_set_calculations
+{
+       my $norise = 0;
+       my $noset = 0;
+       my ($risehr,$risemin,$risetime,$sethr,$setmin,$settime);
+       my ($m0,$m1,$m2,$theta,$alpha,$delta,$H,$az,$h,$corr);
+       my ($i,$arg,$argtest,$H0);
+
+    my $h0=shift;
+    my $theta0=shift;
+    my $lat=shift;
+    my $lon=shift;
+    my $alpha1=shift;
+    my $delta1=shift;
+    my $alpha2=shift;
+    my $delta2=shift;
+    my $alpha3=shift;
+    my $delta3=shift;
+    
+       $arg = (sindeg($h0)-sindeg($lat)*sindeg($delta2))/(cosdeg($lat)*cosdeg($delta2));
+       if ( abs($arg) > 1. ) {    # either up all day or down all day 
+               $norise = 1;       # leave it to the user to examine 
+               $noset = 1;        # the elevation angle (or look outside!) 
+       }                          # to figure out which.
 
        $H0 = acos($arg)*$r2d;
        my $aa=$alpha2-$alpha1;
@@ -179,67 +292,86 @@ sub rise_set
                $corr=-$H/360;
                $m0=$m0+$corr;
                $m0=$m0+1 if( $m0 < 0 );
-               $m0=$m0-1 if( $m0 > 1 );
+               $m0=$m0-1 if( $m0 >= 1 );
        }
 
-       $m1 = $m0 - $H0/360.;
-       $m1=$m1+1 if( $m1 < 0 );
-       $m1=$m1-1 if( $m1 > 1 );
-       for ($i=1; $i<=2; $i++) {
-               $theta = $theta0+360.985647*$m1;
-               $alpha=$alpha2+$m1*($aa+$ba+$m1*$ca)/2;
-               $delta=$delta2+$m1*($ad+$bd+$m1*$cd)/2;
-               $H=$theta-$lon-$alpha;
-               $H=reduce_angle_to_360($H);
-               ($az,$h)=get_az_el($H,$delta,$lat);
-               $corr=($h-$h0)/(360*(cosdeg($delta)*cosdeg($lat)*sindeg($H)));
-               $m1=$m1+$corr;
+
+       if( !$norise ){
+               $m1 = $m0 - $H0/360.;
                $m1=$m1+1 if( $m1 < 0 );
                $m1=$m1-1 if( $m1 > 1 );
+               for ($i=1; $i<=2; $i++) {
+                       $theta = $theta0+360.985647*$m1;
+                       $alpha=$alpha2+$m1*($aa+$ba+$m1*$ca)/2;
+                       $delta=$delta2+$m1*($ad+$bd+$m1*$cd)/2;
+                       $H=$theta-$lon-$alpha;
+                       $H=reduce_angle_to_360($H);
+                       ($az,$h)=get_az_el($H,$delta,$lat);
+                       $corr=($h-$h0)/(360*(cosdeg($delta)*cosdeg($lat)*sindeg($H)));
+                       $m1=$m1+$corr;
+#                      $norise=1 if( $m1 < 0 || $m1 > 1);
+            $m1=$m1-1 if( $m1 >= 1);
+            $m1=$m1+1 if( $m1 < 0); 
+               }
        }
 
-       $m2 = $m0 + $H0/360.;
-       $m2=$m2+1 if( $m2 < 0 );
-       $m2=$m2-1 if( $m2 > 1 );
-       for ($i=1; $i<=2; $i++) {
-               $theta = $theta0+360.985647*$m2;
-               $alpha=$alpha2+$m2*($aa+$ba+$m2*$ca)/2;
-               $delta=$delta2+$m2*($ad+$bd+$m2*$cd)/2;
-               $H=$theta-$lon-$alpha;
-               $H=reduce_angle_to_360($H);
-               ($az,$h)=get_az_el($H,$delta,$lat);
-               $corr=($h-$h0)/(360*(cosdeg($delta)*cosdeg($lat)*sindeg($H)));
-               $m2 = $m2 + $corr;
-               $m2=$m2+1 if( $m2 < 0 );
-               $m2=$m2-1 if( $m2 > 1 );
-       }
-       my ($risehr,$risemin,$sethr,$setmin);
-       $risehr=int($m1*24);
-       $risemin=($m1*24-int($m1*24))*60+0.5;
-       if ( $risemin >= 60 ) {
-               $risemin=$risemin-60;
-               $risehr=$risehr+1;
-       }
-       $sethr=int($m2*24);
-       $setmin=($m2*24-int($m2*24))*60+0.5;
-       if ( $setmin >= 60 ) {
-               $setmin=$setmin-60;
-               $sethr=$sethr+1;
+       if( !$norise ) {
+               $risehr=int($m1*24);
+               $risemin=($m1*24-int($m1*24))*60+0.5;
+               if ( $risemin >= 60 ) {
+                       $risemin=$risemin-60;
+                       $risehr=$risehr+1;
+               }
+               $risehr=0 if($risehr==24);
+               $risetime=sprintf("%02d:%02dZ",$risehr,$risemin);
+       } else {
+               $risetime="NoRise";
        }
 
-       if ( $sun0_moon1 == 0 ) {
-               return (sprintf("%02d:%02dZ", $risehr,$risemin), sprintf("%02d:%02dZ",$sethr,$setmin),$aznow+180,$hnow);
-       }
-       if ( $sun0_moon1 == 1 ) {
-               return (sprintf("%02d:%02dZ", $risehr,$risemin), sprintf("%02d:%02dZ",$sethr,$setmin), 
-                               $aznow+180,$hnow, -40*log10($distance/385000) );
+       if( !$noset ){
+               $m2 = $m0 + $H0/360.;
+               $m2=$m2+1 if( $m2 < 0 );
+               $m2=$m2-1 if( $m2 >= 1 );
+               for ($i=1; $i<=2; $i++) {
+                       $theta = $theta0+360.985647*$m2;
+                       $alpha=$alpha2+$m2*($aa+$ba+$m2*$ca)/2;
+                       $delta=$delta2+$m2*($ad+$bd+$m2*$cd)/2;
+                       $H=$theta-$lon-$alpha;
+                       $H=reduce_angle_to_360($H);
+                       ($az,$h)=get_az_el($H,$delta,$lat);
+                       $corr=($h-$h0)/(360*(cosdeg($delta)*cosdeg($lat)*sindeg($H)));
+                       $m2 = $m2 + $corr;
+#                      $noset=1 if( $m2 < 0 || $m2 > 1); 
+            $m2=$m2-1 if( $m2 >= 1);
+            $m2=$m2+1 if( $m2 < 0);
+               }
        }
+
+       if( !$noset ) {
+               $sethr=int($m2*24);
+               $setmin=($m2*24-int($m2*24))*60+0.5;
+               if ( $setmin >= 60 ) {
+                       $setmin=$setmin-60;
+                       $sethr=$sethr+1;
+               }
+               $sethr=0 if($sethr==24);
+               $settime=sprintf("%02d:%02dZ",$sethr,$setmin);
+       } else {
+               $settime="NoSet ";
+       }                       
+       return $risetime,$settime;
 }
+
+
+
 sub get_moon_alpha_delta 
 {
        #
        # Calculate the moon's right ascension and declination
        #
+       # As of October 2001, also calculate the illuminated fraction of the 
+       # moon's disk... (why not?)
+       #
        my $tt=shift;
 
        my $Lp=218.3164477+481267.88123421*$tt-
@@ -459,14 +591,27 @@ sub get_moon_alpha_delta
        my $delta=asin(cosdeg($beta)*sindeg($epsilon)*sindeg($lambda)+sindeg($beta)*cosdeg($epsilon))*$r2d;
        $delta = reduce_angle_to_360($delta);
 
-       return ($alpha,$delta,$distance);
+# $phase will be the "moon phase angle" from p. 346 of Meeus' book...
+       my $phase=180.0 - $D - 6.289 *sindeg($Mp)
+                               + 2.100 *sindeg($M)
+                               - 1.274 *sindeg(2.*$D - $Mp)
+                               - 0.658 *sindeg(2.*$D)
+                               - 0.214 *sindeg(2.*$Mp)
+                               - 0.110 *sindeg($D);
+
+# $illum_frac is the fraction of the disk that is illuminated, and will be
+# zero at new moon and 1.0 at full moon.
+
+       my $illum_frac = (1.0 + cosdeg( $phase ))/2.;   
+
+       return ($alpha,$delta,$distance,$illum_frac);
 }
  
 sub get_sun_alpha_delta 
 {
-       #
-       # Calculate Sun's right ascension and declination
-       #
+#
+# Calculate Sun's right ascension and declination
+#
        my $tt = shift;
 
        my $L0 = 280.46646+36000.76983*$tt+0.0003032*($tt^2);
@@ -493,4 +638,326 @@ sub get_sun_alpha_delta
 
        return ($alpha,$delta);
 }
+sub get_satellite_pos
+{
+#
+# This code was translated more-or-less directly from the Pascal
+# routines contained in a report compiled by TS Kelso and based on:
+# Spacetrack Report No. 3
+# "Models for Propagation of NORAD Element Sets"
+# Felix R. Hoots, Ronald L Roehrich
+# December 1980
+#
+# See TS Kelso's web site for more details...
+# Only the SGP propagation model is implemented. 
+#
+# Steve Franke, K9AN.   9 Dec 1999.
+
+#
+#NOAA 15
+#1 25338U 98030A   99341.00000000 +.00000376 +00000-0 +18612-3 0 05978
+#2 25338 098.6601 008.2003 0011401 112.4684 042.5140 14.23047277081382          
+#TDRS 5
+#1 21639U 91054B   99341.34471854  .00000095  00000-0  10000-3 0  4928
+#2 21639   1.5957  88.4884 0003028 161.6582 135.4323  1.00277774 30562
+#OSCAR 16 (PACSAT)
+#1 20439U 90005D   99341.14501399 +.00000343 +00000-0 +14841-3 0 02859
+#2 20439 098.4690 055.0032 0012163 066.4615 293.7842 14.30320285515297      
+#
+#Temporary keps database...
+#
+       my $jtime = shift;
+       my $lat = shift;
+       my $lon = shift;
+       my $alt = shift;
+       my $satname = shift;
+       my $sat_ref = $keps{$satname};
+#printf("$jtime $lat $lon $alt Satellite name = $satname\n");  
+
+       my $qo=120;
+       my $so=78;
+       my $xj2=1.082616e-3;
+       my $xj3=-.253881e-5;
+       my $xj4=-1.65597e-6;
+       my $xke=.743669161e-1;
+       my $xkmper=6378.135;
+       my $xmnpda=1440.;
+       my $ae=1.;
+       my $ck2=.5*$xj2*$ae**2;
+       my $ck4=-.375*$xj4*$ae**4;
+       my $qoms2t=(($qo-$so)*$ae/$xkmper)**4;
+       my $s=$ae*(1+$so/$xkmper);
+
+       my $epoch = $sat_ref ->{epoch};
+#printf("epoch = %10.2f\n",$epoch);
+       my $jt_epoch=Julian_Date_of_Epoch($epoch);
+#printf("JT for epoch = %17.12f\n",$jt_epoch);
+       my $tsince=($jtime-$jt_epoch)*24*60;
+#printf("tsince (min) = %17.12f\n",$tsince);
+
+       my $mm1 = $sat_ref ->{mm1};
+       my $mm2 = $sat_ref ->{mm2};
+       my $bstar=$sat_ref ->{bstar};             # drag term for sgp4 model 
+       my $inclination=$sat_ref->{inclination};  # inclination in degrees
+       my $raan=$sat_ref->{raan};                # right ascension of ascending node in degs
+       my $eccentricity=$sat_ref ->{eccentricity};  # eccentricity - dimensionless
+       my $omegao=$sat_ref ->{argperigee};          # argument of perigee in degs
+       my $xmo=$sat_ref ->{meananomaly};            # mean anomaly in degrees
+       my $xno=$sat_ref ->{meanmotion};             # mean motion in revs per day
+
+#printf("%10.6f %10.6f %10.6f %10.6f %10.6f %10.6f %10.6f %10.6f %10.6f\n",
+#$mm1,$mm2,$bstar,$inclination,$raan,$eccentricity,$omegao,$xmo,$xno);
+       $raan=$raan*$d2r;
+       $omegao=$omegao*$d2r;
+       $xmo=$xmo*$d2r;
+       $inclination=$inclination*$d2r;
+       my $temp=2*$pi/$xmnpda/$xmnpda;
+       $xno=$xno*$temp*$xmnpda;
+       $mm1=$mm1*$temp;
+       $mm2=$mm2*$temp/$xmnpda;
+
+       my $c1=$ck2*1.5;
+       my $c2=$ck2/4.0;
+       my $c3=$ck2/2.0;
+       my $c4=$xj3*$ae**3/(4*$ck2);
+       my $cosio=cos($inclination);
+       my $sinio=sin($inclination);
+       my $a1=($xke/$xno)**(2./3.);
+       my $d1=$c1/$a1/$a1*(3*$cosio*$cosio-1)/(1-$eccentricity*$eccentricity)**1.5;
+       my $ao=$a1*(1-1./3.*$d1-$d1*$d1-134./81.*$d1*$d1*$d1);
+       my $po=$ao*(1-$eccentricity*$eccentricity);
+       $qo=$ao*(1-$eccentricity);
+       my $xlo=$xmo+$omegao+$raan;
+       my $d10=$c3*$sinio*$sinio;
+       my $d20=$c2*(7.*$cosio*$cosio-1);
+       my $d30=$c1*$cosio;
+       my $d40=$d30*$sinio;
+       my $po2no=$xno/($po*$po);
+       my $omgdt=$c1*$po2no*(5.*$cosio*$cosio-1);
+       my $xnodot=-2.*$d30*$po2no;
+       my $c5=0.5*$c4*$sinio*(3+5*$cosio)/(1+$cosio);
+       my $c6=$c4*$sinio;
+       
+       my $a=$xno+(2*$mm1+3*$mm2*$tsince)*$tsince;
+       $a=$ao*($xno/$a)**(2./3.);
+       my $e=1e-6;
+       $e =1-$qo/$a if ($a > $qo);
+       my $p=$a*(1-$e*$e);
+       my $xnodes=$raan+$xnodot*$tsince;
+       my $omgas=$omegao+$omgdt*$tsince;
+       my $xls=mod2p($xlo+($xno+$omgdt+$xnodot+($mm1+$mm2*$tsince)*$tsince)*$tsince);
+
+       my $axnsl=$e*cos($omgas);
+       my $aynsl=$e*sin($omgas)-$c6/$p;
+       my $xl=mod2p($xls-$c5/$p*$axnsl);
+
+       my $u=mod2p($xl-$xnodes);
+       my $item3;
+       my $eo1=$u;
+       my $tem5=1;
+       my $coseo1=0;
+       my $sineo1=0;
+       for ($item3=0; abs($tem5) >= 1e-6 && $item3 < 10; $item3++ )
+       {
+               $sineo1=sin($eo1);
+               $coseo1=cos($eo1);
+               $tem5=1-$coseo1*$axnsl-$sineo1*$aynsl;
+               $tem5=($u-$aynsl*$coseo1+$axnsl*$sineo1-$eo1)/$tem5;
+               my $tem2=abs($tem5);
+               $tem5=$tem2/$tem5 if ($tem2 > 1);
+               $eo1=$eo1+$tem5;
+       }
+
+       $sineo1=sin($eo1);
+       $coseo1=cos($eo1);
+       my $ecose=$axnsl*$coseo1+$aynsl*$sineo1;
+       my $esine=$axnsl*$sineo1-$aynsl*$coseo1;
+       my $el2=$axnsl*$axnsl+$aynsl*$aynsl;
+       my $pl=$a*(1-$el2);
+       my $pl2=$pl*$pl;
+       my $r=$a*(1-$ecose);
+       my $rdot=$xke*sqrt($a)/$r*$esine;
+       my $rvdot=$xke*sqrt($pl)/$r;
+       $temp=$esine/(1+sqrt(1-$el2));
+       my $sinu=$a/$r*($sineo1-$aynsl-$axnsl*$temp);
+       my $cosu=$a/$r*($coseo1-$axnsl+$aynsl*$temp);
+       my $su=atan2($sinu,$cosu);
+
+       my $sin2u=($cosu+$cosu)*$sinu;
+       my $cos2u=1-2*$sinu*$sinu;
+       my $rk=$r+$d10/$pl*$cos2u;
+       my $uk=$su-$d20/$pl2*$sin2u;
+       my $xnodek=$xnodes+$d30*$sin2u/$pl2;
+       my $xinck=$inclination+$d40/$pl2*$cos2u;
+
+       my $sinuk=sin($uk);
+       my $cosuk=cos($uk);
+       my $sinnok=sin($xnodek);
+       my $cosnok=cos($xnodek);
+       my $sinik=sin($xinck);
+       my $cosik=cos($xinck);
+       my $xmx=-$sinnok*$cosik;
+       my $xmy=$cosnok*$cosik;
+       my $ux=$xmx*$sinuk+$cosnok*$cosuk;
+       my $uy=$xmy*$sinuk+$sinnok*$cosuk;
+       my $uz=$sinik*$sinuk;
+       my $vx=$xmx*$cosuk-$cosnok*$sinuk;
+       my $vy=$xmy*$cosuk-$sinnok*$sinuk;
+       my $vz=$sinik*$cosuk;
+
+       my $x=$rk*$ux*$xkmper/$ae;
+       my $y=$rk*$uy*$xkmper/$ae;
+       my $z=$rk*$uz*$xkmper/$ae;
+       my $xdot=$rdot*$ux;
+       my $ydot=$rdot*$uy;
+       my $zdot=$rdot*$uz;
+       $xdot=($rvdot*$vx+$xdot)*$xkmper/$ae*$xmnpda/86400;
+       $ydot=($rvdot*$vy+$ydot)*$xkmper/$ae*$xmnpda/86400;
+       $zdot=($rvdot*$vz+$zdot)*$xkmper/$ae*$xmnpda/86400;
+#printf("x=%17.6f y=%17.6f z=%17.6f \n",$x,$y,$z);
+#printf("xdot=%17.6f ydot=%17.6f zdot=%17.6f \n",$xdot,$ydot,$zdot);
+       my ($sat_lat,$sat_lon,$sat_alt,$sat_theta)=Calculate_LatLonAlt($x,$y,$z,$jtime);
+       my ($az, $el, $distance) = Calculate_Obs($x,$y,$z,$sat_theta,$xdot,$ydot,$zdot,$jtime,$lat,$lon,$alt);
+       return ($sat_lat,$sat_lon,$sat_alt,$az,$el,$distance);
+}
+
+sub Calculate_LatLonAlt
+{
+#
+# convert from ECI coordinates to latitude, longitude and altitude.
+#
+       my $x=shift;
+       my $y=shift;
+       my $z=shift;
+       my $time=shift;
+
+       my $theta=atan2($y,$x);
+       my $lon=mod2p($theta-ThetaG_JD($time));
+       my $range=sqrt($x**2+$y**2);
+       my $f=1/298.26;      # earth flattening constant
+       my $e2=$f*(2-$f);
+       my $xkmper=6378.135;
+       my $lat=atan2($z,$range);
+       my ($phi,$c);
+       do
+       {
+               $phi=$lat;
+               $c=1/sqrt(1-$e2*sin($phi)**2);
+               $lat=atan2($z+$xkmper*$c*$e2*sin($phi),$range);
+       } until abs($lat-$phi) < 1e-10;
+       my $alt=$range/cos($lat)-$xkmper*$c;
+       return ($lat,$lon,$alt,$theta); # radians and kilometers
+       
+}                      
+
+sub Calculate_User_PosVel
+{
+# change from lat/lon/alt/time coordinates to earth centered inertial (ECI)
+# position and local hour angle.
+       my $lat=shift;
+       my $lon=shift;
+       my $alt=shift;
+       my $time=shift;
+       my $theta=mod2p(ThetaG_JD($time)+$lon);
+       my $omega_E=1.00273790934; # earth rotations per sidereal day
+       my $secday=86400;
+       my $mfactor=2*$pi*$omega_E/$secday;
+       my $f=1/298.26;      # earth flattening constant
+       my $xkmper=6378.135;
+       my $c=1/sqrt(1+$f*($f-2)*sin($lat)**2);
+       my $s=(1-$f)*(1-$f)*$c;
+       my $achcp=($xkmper*$c+$alt)*cos($lat);
+       my $x_user=$achcp*cos($theta);
+       my $y_user=$achcp*sin($theta);
+       my $z_user=($xkmper*$s+$alt)*sin($lat);
+       my $xdot_user=-$mfactor*$y_user;
+       my $ydot_user=$mfactor*$x_user;
+       my $zdot_user=0;
+       return ($x_user,$y_user,$z_user,$xdot_user,$ydot_user,$zdot_user,$theta);
+}
+sub Calculate_Obs
+{
+# calculate the azimuth/el of an object as viewed from observers position
+# with object position given in ECI coordinates and observer in lat/long/alt.
+#
+# inputs:      object ECI position vector (km)
+#              object velocity vector (km/s)
+#              julian time
+#              observer lat,lon,altitude (km)
+       my $x=shift;
+       my $y=shift;
+       my $z=shift;
+       my $theta_s=shift;
+       my $xdot=shift; 
+       my $ydot=shift; 
+       my $zdot=shift; 
+       my $time=shift;
+       my $lat=shift;
+       my $lon=shift;
+       my $alt=shift;
+
+       my ($x_o,$y_o,$z_o,$xdot_o,$ydot_o,$zdot_o,$theta)=
+               Calculate_User_PosVel($lat,$lon,$alt,$time);
+       my $xx=$x-$x_o;
+       my $yy=$y-$y_o;
+       my $zz=$z-$z_o;
+       my $xxdot=$xdot-$xdot_o;
+       my $yydot=$ydot-$ydot_o;
+       my $zzdot=$zdot-$zdot_o;
+
+       my $sin_lat=sin($lat);
+       my $cos_lat=cos($lat);
+       my $sin_theta=sin($theta);
+       my $cos_theta=cos($theta);
+       
+       my $top_s=$sin_lat*$cos_theta*$xx
+               + $sin_lat*$sin_theta*$yy
+               - $cos_lat*$zz;
+
+       my $top_e=-$sin_theta*$xx
+               + $cos_theta*$yy;
+
+       my $top_z=$cos_lat*$cos_theta*$xx
+               + $cos_lat*$sin_theta*$yy
+               + $sin_lat*$zz;
+
+       my $az=atan(-$top_e/$top_s);
+       $az=$az+$pi if ( $top_s > 0 );
+       $az=$az+2*$pi if ( $az < 0 );
+
+       my $range=sqrt($xx*$xx+$yy*$yy+$zz*$zz);
+       my $el=asin($top_z/$range);
+       return ($az, $el, $range);
+}
+
+sub Calendar_date_and_time_from_JD
+{
+       my ($jd,$z,$frac,$alpha,$a,$b,$c,$d,$e,$dom,$yr,$mon,$day,$hr,$min);
+       $jd=shift;
+       $jd=$jd+0.5;
+       $z=int($jd);
+       $frac=$jd-$z;
+       $alpha = int( ($z-1867216.5)/36524.25 );
+       $a=$z + 1 + $alpha - int($alpha/4);
+       $a=$z if( $z < 2299161 );
+       $b=$a+1524;
+       $c=int(($b-122.1)/365.25);
+       $d=int(365.25*$c);
+       $e=int(($b-$d)/30.6001);
+       $dom=$b-$d-int(30.6001*$e)+$frac;
+       $day=int($dom);
+       $mon=$e-1 if( $e < 14 );
+       $mon=$e-13 if( $e == 14 || $e == 15 );
+       $yr = $c-4716 if( $mon > 2 );
+       $yr = $c-4715 if( $mon == 1 || $mon == 2 );
+       $hr = int($frac*24);
+       $min= int(($frac*24 - $hr)*60+0.5);
+       if ($min == 60) {   # this may well prove inadequate DJK
+               $hr += 1;
+               $min = 0;
+       }
+       return ($yr,$mon,$day,$hr,$min);
+}
+       
+