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Text File  |  1989-10-29  |  115KB  |  2,411 lines

  1.                   +--------------------------------------+
  2.                   !          InstantTrack  V1.00         !
  3.                   ! Copyright (c) Franklin Antonio, 1989 !
  4.                   +--------------------------------------+
  5.  
  6.  
  7. Introduction...
  8. ---------------
  9. InstantTrack was designed to assist amateur radio operators who need to track
  10. a large number of earth-orbiting satellites, point antennas at them in real 
  11. time, estimate when communications links will be possible with operators in 
  12. other parts of the world, etc.
  13.  
  14. InstantTrack is copyrighted software.  See the copyright and distribution 
  15. information later in this document.
  16.  
  17. InstantTrack has several features that make it unique among satellite tracking
  18. programs, and a few features which, while not unique, are relatively uncommon
  19. among low cost satellite tracking programs.
  20.  
  21. I've taken the liberty of listing a few of these here, 
  22.  
  23.     Speed -- InstantTrack is faster than any other tracking program.
  24.         Humans should never wait for computers.
  25.  
  26.     Ease of use -- Most commands are a single keystroke.  Usually tedious
  27.         functions are fully automated.
  28.  
  29.     Automated orbital element entry -- InstantTrack reads the popular
  30.         NASA and AMSAT format satellite element files and updates its
  31.         database automatically.  You need never again manually enter
  32.         dozens of 10 digit numbers.
  33.  
  34.     Automated time setting -- InstantTrack automatically sets time on your
  35.         computer by accessing the NBS time service via your modem.
  36.  
  37.     Instant Visibility -- InstantTrack shows you the positions of your
  38.         "favorite" satellites, even before you issue the first 
  39.         keystroke.  The menu of 200 satellites shows you which are
  40.         visible from your location even before you select a satellite.
  41.         The menu of 1754 cities shows you which cities are visible
  42.         from the selected satellite even before... etc.
  43.  
  44.     Graphics -- InstantTrack displays full color high resolution (EGA/VGA)
  45.         maps of the Earth, showing satellite and observers position,
  46.         two kinds of satellite footprint, grayline, etc.  (Map projec-
  47.         tion is selectable.)  Users can also select either a diagram
  48.         of the satellite's orbit showing orientation of the satellite,
  49.         or a map of the sky, showing the satellite's position against
  50.         the field of stars.  
  51.  
  52.         You can move from map to map or satellite to satellite with a
  53.         single keystroke, instantly.
  54.  
  55.     Large # of Sats & Stations -- InstantTrack supports a database of 200
  56.                 satellites and 50 observer locations.  A unique grouping 
  57.         feature allows you to categorize satellites, and perform most
  58.         operations on either a selected group, or the entire database.
  59.  
  60.     City Database -- InstantTrack includes a database of 1754 cities
  61.         worldwide.  Locations of the satellite (sub-satellite points)
  62.         and observers are displayed relative to the nearest city!  
  63.         Observing stations can be specified by entering as little as
  64.         their city name!  
  65.  
  66.     Grid Squares -- InstantTrack understands the gridsquare system.  
  67.         Observing stations can be specifyed by typing only their
  68.         gridsquare.
  69.  
  70.     Satellite Covisibility -- InstantTrack shows you when satellites can
  71.         see other satellites (i.e when crosslinks are possible), when
  72.         satellites are in eclipse (in the shadow of the earth), etc.
  73.         This display, of course, updates in real-time, so you can see
  74.         crosslinks appear and disappear.
  75.  
  76.         Satellite Offpointing -- (sometimes called Squint Angle) InstantTrack
  77.                 computes the angle by which the satellite's antennas are
  78.         pointed away from you.  Helps you understand why quality of
  79.         communications via satellites such as Oscar-10 and Oscar-13 
  80.         (spin-stabilized satellites with directional antennas) varies.
  81.  
  82.         InstantTrack's graphics show you where a satellite's antennas
  83.         are pointing.  Maps display a contour line of squint angle.
  84.         Stations within this line have low squint, and can establish
  85.         the best links via such satellites.  
  86.  
  87.     Path Loss -- InstantTrack shows the path loss between your station and
  88.         the satellite in realtime.
  89.  
  90.     Schedules -- InstantTrack can show you the next three weeks schedule
  91.         for a satellite , or one day's schedule for 20 satellites on
  92.         one easy-to-read screen.
  93.  
  94.     Realtime Rotor Control -- InstantTrack supports realtime antenna rotor
  95.         control via the Kansas-City-Tracker interface.
  96.  
  97.     Background Mode --A unique background mode allows you to track
  98.         satellites & point antennas in real-time while you run other
  99.         programs.  
  100.  
  101.     Sun & Moon -- InstantTrack tracks the Sun & Moon as well as the 
  102.         satellites in its database.
  103.  
  104.     Fast Rise-Time Finder -- InstantTrack computes the time at which a
  105.         satellite will rise over the horizon without the usual delay
  106.         caused by stepping through small time increments between now
  107.         and then.
  108.  
  109.         Tracking Multiple Stations -- You can see the computed parameters
  110.         (azimuth, elevation, squint, etc) both from your perspective
  111.         and from the perspective of the station at the other end of
  112.         the satellite link.  
  113.  
  114.     Documentation -- Extensive and Tutorial.
  115.  
  116.     Online Help -- InstantTrack contains an online help facility which
  117.         can be entered from almost any screen.
  118.  
  119.     IT's Been Tested -- InstantTrack has been extensively beta tested by a
  120.         group of 12 volunteers on three continents for six months
  121.         prior to release.
  122.  
  123.  
  124. Required Hardware...
  125. --------------------
  126. Any IBMPC, or AT, PS2, clone, etc with at least 512k memory.  
  127.  
  128. Any display type is ok for the text mode screens.  Maps presently require EGA 
  129. or VGA display.  I'm not particularly fond of the ancient CGA boards; If you 
  130. have one of those, beware that i have taken no steps to avoid 'CGA snow'.  
  131.  
  132. A numeric coprocessor (8087 or 80287) is NOT required, but it is recommended.
  133. InstantTrack isn't really Instant without a coprocessor, but it will still
  134. probably be faster at most things than any other tracking program.
  135.  
  136. A mouse is NOT required, but can be used on the map screens.
  137.  
  138. Due to the large file sizes involved, a hard disk is strongly advised.
  139.  
  140.  
  141. Getting Started...
  142. ------------------
  143. There are only two things you must do to get started... set your time zone,
  144. and enter your station elements.  These are described in the sections titled 
  145. "Setting Your Time zone", and "Station Elements (Where Are You?)" which follow.
  146.  
  147. You then run one of the following two programs...
  148.     IT    --  if your computer has an 8087 or 80287
  149.     ITNCP   --  if your computer does NOT have an 8087 or 80287
  150.                     (the letters NCP stand for No Co-Processor)
  151.  
  152.  
  153.  
  154. Organization of This Document...
  155. --------------------------------
  156. The remainder of this file is organized as follows...
  157.  
  158.     The Main Menu Screen
  159.     Help Screens
  160.     Time, Timezones, etc
  161.        Setting Time Accurately
  162.        Setting Your Time zone
  163.            How Time Is Displayed and Entered
  164.     Station Elements (Where Are You?)
  165.     Satellite Elements & Parameters (What Are The Orbits?)
  166.        Entering Satellite Elements
  167.               Automatic Satellite Element Entry
  168.               Manual Satellite Element Entry
  169.               Satellite Elements Maintenance Functions
  170.        Understanding Satellite Elements
  171.            Understanding Satellite Parameters
  172.     Realtime Tracking A Satellite (Text or Map)
  173.        Choosing A Satellite
  174.        Understanding The Real time (Text) Display
  175.        Commands
  176.              Controlling the Observer List
  177.              Setting a Specific Time
  178.            Understanding The Realtime (Map) Display
  179.        Commands
  180.        Driving an Automatic Antenna Rotor
  181.         Satellite Position Table (Ephemeris)
  182.            Parameter Entry
  183.            Understanding The Display
  184.            Commands
  185.     Satellite Schedule Display
  186.        Understanding The Display
  187.        Commands
  188.     Satellite Covisibility Display
  189.        Understanding The Display
  190.        Commands
  191.     Setting Time via NBS
  192.        What is NBS ACTS?
  193.        Procedure
  194.        What Can Go Wrong?
  195.        Technical Notes re Dialing Modems, etc.
  196.     Nonnumerical Geography: Maps, Cities, Gridsquares, etc.
  197.        Maps
  198.        Cities
  199.        Gridsquares
  200.     Files Used by InstantTrack
  201.     Copyright Notice, Distribution Policy, etc.
  202.     Warranty
  203.     Acknowledgements
  204.     Appendix 1 -- Example Satellite Element File Formats
  205.        NASA Format
  206.        AMSAT Format
  207.     Bibliography
  208.  
  209.  
  210.  
  211. The Main Menu Screen...
  212. -----------------------
  213. The main menu is the first screen to appear when you fire up InstantTrack.
  214. This screen is a simple menu which allows you to pick among the basic
  215. functions that InstantTrack performs.  Each of these functions is described
  216. in a later section of this DOC file.
  217.  
  218. At the bottom of the main menu screen, there is a horizontal red line, below
  219. which appear your present pointing angles (azim/elev) to five selected
  220. satellites, and also the Sun and Moon.  Each pair of angles is displayed in
  221. yellow if the object is now above your horizon, and green if it is below.
  222. (These colors are consistent in displays throughout InstantTrack)
  223.  
  224. On slower computers, it may take a couple of seconds for these numbers to
  225. appear.  (although on faster machines, they appear instantly)  It is important
  226. for you to realize that you do not have to wait for these numbers to appear
  227. before making your menu selection.  As soon as you type a key, this program
  228. will jump instantly to the desired function.  That's how i've tried to make 
  229. InstantTrack work -- you (almost) never wait for anything.
  230.  
  231.  
  232. Help Screens...
  233. ---------------
  234. InstantTrack contains a modest online help facility.  Select "HELP" at the 
  235. main menu to get online help, or type '?' while in any of the major function
  236. screens.  You may then navigate among the help pages using the PgUp and PgDn 
  237. keys.  Return from a help screen by typing 'Q'.
  238.  
  239.  
  240. Time, Timezones, etc...
  241. -----------------------
  242. InstantTrack must know time correctly, before it can locate satellites.  The 
  243. program reads your computer's DOS clock (which we assume is set to your local
  244. time zone).  Local time is then converted to UTC (also known as Greenwich Mean
  245. Time) which is used in the orbit calculations.  
  246.  
  247. So, there are two requirements.  First, you must set your computer's DOS clock
  248. reasonably accurately.  Second, you must tell InstantTrack what time zone it
  249. is in.
  250.  
  251.   Setting Time Accurately...
  252.   --------------------------
  253. How accurately must you set your computer's DOS clock?  The answer depends on
  254. orbital mechanics, and geometry.  Assuming the goal is to point an antenna at
  255. a satellite, we can determine how much time error will produce a certain 
  256. amount of antenna pointing error.  There are several sources of antenna 
  257. pointing "error" of course.  Time error is just one contribution. 
  258.  
  259. Low-Earth-Orbiting satellites move the fastest, and therefore require the most
  260. accurate time.  Consider a satellite orbiting at 250 km altitude.  This is 
  261. about as low as useful satellites go.  The angles change fastest when the 
  262. satellite is directly overhead, so we'll compute that case.
  263.  
  264.          Pointing error for 250km satellite directly overhead..
  265.              Time Error --> Pointing Error
  266.             1 second        1.8 degrees
  267.            10 seconds      17.  degrees
  268.             1 minute       61.  degrees
  269.  
  270. This is a worst case!  In most amateur radio satellite situations, time 
  271. accurate to 30 seconds is probably fine.
  272.  
  273. There are several ways to set your computer's clock.  You can do it by hand,
  274. of course, getting time information from the phone company, or WWV.  This 
  275. works very well.
  276.  
  277. InstantTrack can also set your computer's clock for you by accessing a new
  278. National Bureau of Standards (NBS) telephone time service called ACTS.  With
  279. NBS-ACTS, your computer uses your modem to make a very quick long-distance 
  280. call to a modem at NBS.  This feature is described in more detail in a later
  281. section.
  282.  
  283.  
  284.   Setting Your Time zone...
  285.   ------------------------
  286. You tell InstantTrack the name of the local time zone by setting a DOS 
  287. environment variable called "TZ". (short for Time zone)  You should put the
  288. command to set it in your autoexec.bat file, so that you never forget.
  289. You must set TZ to your time zone by executing a DOS command like this...
  290.  
  291.     SET TZ=PST8PDT
  292.  
  293. The first three letters (PST in this case) are the name of a time zone, 
  294. followed by an optionally signed number indicating the number of hours 
  295. difference between UTC and your time zone, followed by an optional three letter
  296. name of a daylight-savings-time time zone.  If you live in an area where 
  297. daylight-savings-time is not used, you should leave off the last three 
  298. letters.
  299.  
  300. Other examples..  SET TZ=EST5EDT  or SET TZ=MST7MDT, etc.
  301.  
  302. If you don't set TZ at all, it defaults to PST.
  303.  
  304.  
  305.   How Time is Displayed and Entered
  306.   ---------------------------------
  307. Many InstantTrack screens display date and time.  These dates & times may
  308. be displayed as either UTC or LOCAL time.  You get to choose.  Some users
  309. prefer to "think" in UTC, others become totally confused trying to mentally
  310. convert back and forth between UTC and LOCAL time.  Most of us are somewhere
  311. in between.
  312.  
  313. When InstantTrack starts up, time display is in UTC.  At any time during most
  314. screens, you can type the Z command, which toggles the time display mode
  315. between UTC and LOCAL.  (Z stands for timeZone)
  316.  
  317. You can always tell which mode you're in.  A realtime time display appears
  318. at the top left corner of most screens, and it contains the timezone name.
  319. For example, the time displayed might be  "03/01/92 06:22:37 UTC".  If i then
  320. type Z, the display will instantly become "02/29/92 23:22:37 PDT".  
  321.  
  322. What about time entry?   A few InstantTrack screens will prompt you to enter
  323. a time.  In most cases, you can just respond by typing the Enter key.  
  324. InstantTrack will accept this to mean "right now".  If you need to enter some
  325. other time, InstantTrack will accept any of the following formats...
  326.  
  327.     mm/dd/yy hh:mm:ss    -- fully specified date & time
  328.     mm/dd/yy hh:mm        -- seconds default to 00
  329.     mm/dd/yy        -- time defaults to 00:00:00
  330.     hh:mm:ss        -- day defaults to today
  331.     hh:mm            -- and seconds default to 00
  332.  
  333. The examples above show a 2-digit year.  That's all that you normally need
  334. to type.  For example 90 means 1990.  IT will assume that a 2-digit year is
  335. in the range [1950..2049], which is, of course, what you normally want.
  336. You may type the full 4 digit year if you wish.
  337.  
  338. You may also omit leading zeros.  For example 3/2/89 22:0 is a legal entry.
  339.  
  340. Time entry always assumes the same timezone as time display.  In other words,
  341. if you have InstantTrack displaying times in UTC, it will assume you will
  342. enter times in UTC.  
  343.  
  344.  
  345.  
  346. Station Elements (Where Are You?)...
  347. ------------------------------------
  348. To tell InstantTrack where you are located, or where your friends are located,
  349. select "Update Station Elements" at the main menu.
  350.  
  351. You will then be presented with a "Station Selection Menu".  InstantTrack
  352. contains a database which remembers the locations of up to 50 stations.
  353. The first station (station #1) in this database is special.  InstantTrack
  354. expects first station to be where YOU are located.  The other 49 entries
  355. can be used to specify the location of stations you often communicate with.
  356.  
  357. The parameters of the stations you enter in the station database will be
  358. saved on disk (in the file IT.QTH), and will be available next time you run
  359. InstantTrack.  The program also understands the concept of a "visiting
  360. station", that is one you may want to define for the moment, but which does
  361. not get entered into the permanent database.  More about visitors later.
  362.  
  363. Pick a station to edit.  The first time you run InstantTrack, you should edit
  364. station #1 so that it represents your station's location!
  365.  
  366. A station edit screen will appear, and the present station latitude, longi-
  367. tude, and elevation above sea level will be displayed, along with some 
  368. "computed information" which is displayed to help you verify that you've 
  369. entered your station location correctly.  
  370.  
  371. Editing station data is simple.  Use up-arrow and down-arrow keys to move the
  372. cursor to the line you want to change.  To change a value, type the = key
  373. followed by the new value.  Type the enter key to enter the value.  
  374.  
  375. To exit this screen, type the Q key.  (All screens in InstantTrack exit when 
  376. you type the Q key.  Q stands for Quit.)
  377.  
  378. Latitude and longitude are entered in degrees.  (Not degrees:minutes:seconds)
  379. Latitude must be a number in the range [-90,+90].  Longitude must be a number
  380. in the range [-180,+180].  Altitude is measured in meters above sea-level.
  381.  
  382. By convention, longitude is negative to the West of the Greenwich Meridian,
  383. and positive to the East.  Some satellite tracking programs have used the
  384. opposite convention, so be alert.  *All stations in the United States have
  385. negative longitude.*  If I forget the minus sign when entering my station
  386. longitude, I move from "17 mi NW of San Diego, CA" to "161 mi South of Suchow,
  387. China".  This could happen to you too.  Beware.
  388.  
  389. You should try to find your latitude and longitude to at least two places
  390. after the decimal point.  Altitude is not nearly so important; you can 
  391. guess.
  392.  
  393.  
  394.  
  395. Satellite Elements & Parameters (What Are The Orbits?)...
  396. ---------------------------------------------------------
  397. Satellite Orbital Elements are numbers that tell us the orbit of each
  398. satellite.  Elements for common satellites are distributed through amateur
  399. radio bulletin boards, and other means.
  400.  
  401. InstantTrack comes with elements for many satellites already defined.  You can
  402. update these elements by telling InstantTrack to read in files containing new
  403. elements, or by entering elements manually.  InstantTrack can read satellite 
  404. element files in two common formats.
  405.  
  406. Entering satellite elements is easy.  Understanding them is a bit more
  407. difficult.  I have tried to make the section titled "Understanding Satellite
  408. Elements" as easy to read as possible.  
  409.  
  410. In addition to the "classical" Orbital Elements, InstantTrack's satellite 
  411. database contains several other pieces of information about each satellite
  412. (schedule, beacon frequency, etc).  These are stored in the same database,
  413. and edited the same way that the orbital elements are edited.  They're 
  414. described in a separate section below, titled "Understanding Satellite
  415. Parameters".
  416.  
  417.  
  418.  
  419.   Entering Satellite Elements
  420.   ---------------------------
  421.  
  422. Satellite elements are widely distributed via Amateur Radio bulletin boards
  423. of both the telephone and the packet radio variety.  They are also distrib-
  424. uted in the HAMNET forum on CompuServe (a commercial service), and via the 
  425. rec.ham-radio newsgroup on Internet and Usenet.  Many amateurs involved in
  426. satellite operation have tuned in to one of these sources.  These sources have
  427. a tremendous advantage over printed sources (AMSAT newsletters, NASA Predic-
  428. tion Bulletins, etc), because the elements are available in computer-readable
  429. form.
  430.  
  431. There are two common formats in which orbital elements are distributed.
  432. These are called the "NASA" and "AMSAT" formats.  Both are ascii text files
  433. that are both human and computer-readable, although the "NASA" format is
  434. difficult for humans to read.  InstantTrack can read either format.  Ideally,
  435. you will find a source for elements in computer-readable form, and never be 
  436. forced to type in elements by hand!
  437.  
  438. To enter satellite elements, select "Update Satellite Elements" on the main
  439. menu.  This will take you to the Update Elements menu.  Here you can choose
  440. from a variety of satellite database update functions...
  441.  
  442.      1. ALL:    Read in elements for ALL satellites in file.
  443.      2. ONE:    Read in elements for ONE specific satellite.
  444.      3. UPDATE: Read in elements for ALL satellites EXCEPT those
  445.                 for which the program already has newer elements.
  446.      4. OLD:    Delete satellites with old orbital elements.
  447.      5. CRASH:  Delete satellites that have crashed.
  448.      6. DELETE: Delete a satellite manually.
  449.      7. SQUISH: Compact the satellite elements database.
  450.      8. EDIT:   View / Edit satellite elements by hand.
  451.  
  452. These functions are described below.
  453.  
  454.  
  455.  
  456.     Automatic Sat. Element Entry
  457.     ----------------------------
  458. In most cases, you will probably specify option 3.  Under option 3, as
  459. InstantTrack reads in elements for each satellite, it compares the Epoch of
  460. the element set in the database to the Epoch of the element set in the file.
  461. The element set from the file is only read in if its Epoch is later than the
  462. Epoch of the element set you already have.
  463.  
  464. There are some interesting cases where you may wish to update only the ele-
  465. ments for one particular satellite (option 2).  For example, shortly after
  466. Oscar 13 was launched, an incorrect NASA element set was widely distributed.
  467. If you load new elements, then find that the orbit for one satellite is fouled
  468. up, you can use this feature to recover an older set of elements for that
  469. satellite (assuming you have kept the AMSAT or NASA text files around).
  470.  
  471. You will be asked whether the file is in "NASA" or "AMSAT" format and the name
  472. of the "NASA" or "AMSAT" file you want to read.  Examples of these formats
  473. can be found in an appendix at the end of this document
  474.  
  475. As InstantTrack reads the file, it lists the name of each satellite it finds,
  476. followed by a brief description of what action was taken.  This may be...
  477.  
  478. "updated"
  479.        meaning the element set was correctly formatted, and has been read into
  480.        the database, or 
  481. "mandatory fields missing or misformatted"
  482.        meaning that part of the file you are reading in was garbled, or
  483. "no match; no action" 
  484.        meaning that particular satellite did not match the name you 
  485.        specified (under option 2), or 
  486. "file contains old elements; no action" 
  487.        meaning that elements read from the file contained elements with an 
  488.        earlier Epoch than the corresponding element set already in the 
  489.        database (under option 3), or
  490. "no space in database"
  491.        which is self-explanatory,
  492. "mod 10 line checksum failed"
  493.        which means that a line of text in a NASA format file was garbled
  494.  
  495. There are several other similar messages possible while reading NASA format
  496. files.  Because NASA format files are a little human-unfriendly, the program
  497. prints the offending line in the file with the error message, and asks you 
  498. whether you want to continue with the next satellite in the file, or quit.  
  499.  
  500. If you have trouble reading a file of satellite elements, look at the file
  501. format information in the appendix.  Note that AMSAT format files contain
  502. guide words that InstantTrack uses to locate each orbital element.  This
  503. allows the program to ignore extraneous information which might appear in the
  504. file (explanatory headings, etc).  NASA format files, on the other hand, have
  505. a rigid structure, with no guide words.  Therefore, you must ensure that NASA
  506. format files do not contain extraneous text.  The file must contain 3 lines
  507. of text for each satellite (as described in the appendix) and nothing else.
  508. You may need to strip extraneous headers or other text from a NASA file using
  509. your favorite text editor before feeding it to InstantTrack.
  510.  
  511. After updating satellite elements, the database file IT.ORB is automatically
  512. updated.
  513.  
  514.  
  515.     Manual Satellite Element Entry
  516.     ------------------------------
  517. To examine orbital elements of satellites in the InstantTrack database, or
  518. manually enter or edit them, specify option 8 (View / Edit Satellite Elements)
  519. on the Update Sat. Elements screen.
  520.  
  521. InstantTrack will then present you with a satellite selection menu, so that
  522. you can specify which satellite elements you want to view or edit.
  523.  
  524. After you pick a satellite, the "Manual Edit Satellite Elements" screen will
  525. appear, showing the present elements for the satellite you picked.  For
  526. example...
  527.  
  528.              Satellite: ao-13
  529.          Object Number: 19216
  530.       NASA Designation: 1988-51b
  531.         Epoch Time, T0: 88 361.0000000 
  532.            12/26/1988  00:00:0.00
  533.          Epoch Rev, K0: 377
  534.       Mean Anomaly, M0: 126.35640°
  535.        Mean Motion, N0: 2.096985043
  536.        Inclination, I0:  57.40580°
  537.       Eccentricity, E0: 0.66206910
  538.        Arg Perigee, W0: 195.23090°
  539.           R.A.A.N., O0: 228.38820°
  540.         Beacon Frq, F1: 145.8120
  541.              Decay, N1:  7.00000e-008
  542.         Schedule: 003B100J150B240O 
  543.         Attitude: 2,212
  544.         Diameter: 3
  545.           Groups: a
  546.  
  547. The meaning of each of these values is explained in the following section
  548. labelled "Understanding Satellite Elements".
  549.  
  550. At this point the following commands can be used...
  551.  
  552.   Up Arrow    -- move cursor to previous element
  553.   Down Arrow  -- move cursor to next element
  554.   Left Arrow  -- move to previous satellite in database
  555.   Right Arrow -- move to next satellite in database
  556.        =      -- edit this element
  557.        D      -- view derived values
  558.        Q      -- quit editing.  go back to main menu
  559.  
  560. To change the value of an element, move the cursor to the appropriate line,
  561. type the = key, then type a new value for the element, followed by the enter
  562. key.  The program will not allow inappropriate values to be entered.  
  563.  
  564. Note that Epoch Time is displayed on two lines.  The first line displays 
  565. epoch as a year and day number.  The second line displays the same epoch in 
  566. common units.  Epoch may manually entered on either of these two lines.  Enter
  567. on the first line if you are typing a time in the year and day number format,
  568. and on the second line if you are using the more familiar m/d/y h:m:s form.
  569.  
  570. As you make changes to the elements, these changes are recorded in the copy
  571. of the satellite elements database that InstantTrack is holding in memory.
  572. If you have changed any elements, InstantTrack will ask you whether the 
  573. changes should be written to the satellite elements file on disk.
  574.  
  575. The D command causes derived values to appear on the right hand side of the
  576. screen.  These values are explained below, in the section labelled "Under-
  577. standing Derived Values".  
  578.  
  579.  
  580.     Satellite Elements Maintenance Functions
  581.     ----------------------------------------
  582. The Update Satellite Elements Menu allows you to do some additional things
  583. besides the basic functions described above.  Specifically...
  584.  
  585.      4. OLD:    Delete satellites with old orbital elements.
  586.      5. CRASH:  Delete satellites that have crashed.
  587.      6. DELETE: Delete a satellite manually.
  588.      7. SQUISH: Compact the satellite elements database.
  589.  
  590. Because InstantTrack can handle such a large number of satellites, you will
  591. probably never need to delete anything from the database.  My philosophy is
  592. that if you don't NEED to delete objects, then you should probably leave them
  593. in the database, and i urge you to adopt this philosophy.
  594.  
  595. However, if you often load elements for short-lived objects or missions 
  596. (discarded boosters, shuttle missions, etc) the database may become cluttered
  597. with entries which are no longer valid, or the database may simply fill up.
  598. Selections 4,5,6 allow you to get rid of unwanted objects.
  599.  
  600. Option 4 "OLD" deletes all satellites with an epoch older than some number of
  601. days.  You can specify the age cutoff.  It defaults to 100 days.  
  602.  
  603. Option 5 "CRASH" deletes all satellites where IT computes a perigee which is
  604. below the surface of the earth.  The object may have actually crashed, or the
  605. element set you have may no longer be valid.  The files of NASA elements
  606. distributed by T.S.Kelso often contain some very short-lived objects.  It is
  607. not uncommon to find a couple of objects that crash within days after you get
  608. a new file of elements.  It is not necessary to delete these objects, but IT
  609. will find them and delete them for you if you wish.
  610.  
  611. Option 6 lets you delete a specific satellite.  This is straightforward.
  612.  
  613. Option 7:  As you delete satellites from the database, you leave holes.  In
  614. other words, if you delete satellite #33, then #33 will show as blank on the
  615. satellite menu.  Option 7 slides all the satellites down in the database to
  616. fill in the holes.  This is also entirely optional.  
  617.  
  618.  
  619.  
  620.   Understanding Satellite Elements
  621.   --------------------------------
  622. Seven numbers are required to define a satellite orbit.  This set of seven
  623. numbers is called the satellite orbital elements, or sometimes "Keplerian" 
  624. elements (after Johann Kepler [1571-1630]), or just elements.  These numbers
  625. define an ellipse, orient it about the earth, and place the satellite on the
  626. ellipse at a particular time.  In the Keplerian model, satellites orbit in an
  627. ellipse of constant shape and orientation.
  628.  
  629. The real world is slightly more complex than the Keplerian model, and the 
  630. program compensates for this by introducing minor corrections to the Keplerian
  631. model.  These corrections are known as perturbations.  The perturbations that 
  632. this program knows about are due to the lumpiness of the earth's gravitational
  633. field (which luckily you don't have to specify), and the "drag" on the
  634. satellite due to atmosphere.  Drag becomes an optional eighth orbital element.
  635.  
  636. Orbital elements remain a mystery to most people.  This is due i think first 
  637. to the aversion many people (including me) have to thinking in three 
  638. dimensions, and second to the horrible names the ancient astronomers gave 
  639. these seven simple numbers and a few related concepts.  To make matters 
  640. worse, sometimes several different names are used to specify the same number.
  641. Vocabulary is the hardest part of celestial mechanics!
  642.  
  643. The basic orbital elements are...
  644.             1. Epoch
  645.             2. Orbital Inclination
  646.             3. Right Ascension of Ascending Node
  647.             4. Argument of Perigee
  648.             5. Eccentricity
  649.             6. Mean Motion
  650.             7. Mean Anomaly
  651. And the    optional...
  652.             8. Drag
  653.  
  654. The following definitions are intended to be easy to understand.  More rigor-
  655. ous definitions can be found in almost any book on the subject.  I've used aka
  656. as an abbreviation for "also known as" in the following text.
  657.  
  658.  
  659. 1. "Epoch"  [aka "Epoch Time" or "T0"]
  660.  
  661.    A set of orbital elements is a snapshot, at a particular time, of the 
  662.    orbit of a satellite.  Epoch is simply a number which specifies the time
  663.    at which the snapshot was taken.
  664.  
  665.  
  666. 2. "Orbital Inclination"  [aka "Inclination" or "I0"]
  667.  
  668.    The orbit ellipse lies in a plane known as the orbital plane.  The orbital
  669.    plane always goes thru the center of the earth, but may be tilted any angle
  670.    relative to the equator.  Inclination is the angle between the orbital 
  671.    plane and the equatorial plane.  By convention, inclination is a number 
  672.    between 0 and 180 degrees.  
  673.  
  674.    Some vocabulary:  Orbits with inclination near 0 degrees are called 
  675.    "equatorial" orbits (because the satellite stays nearly over the equator).
  676.    Orbits with inclination near 90 degrees are called "polar" (because the 
  677.    satellite crosses over the north and south poles).  The intersection of the
  678.    equatorial plane and the orbital plane is a line which is called the "line 
  679.    of nodes".  More about that later.
  680.  
  681.  
  682. 3. "Right Ascension of Ascending Node"  [aka "RAAN" or "RA of Node" or "O0" 
  683.     and occasionally called "Longitude of Ascending Node"]
  684.  
  685.    RAAN wins the prize for most horribly named orbital element.
  686.    Two numbers orient the orbital plane in space.  The first number was
  687.    Inclination.  This is the second.  After we've specified inclination,
  688.    there are still an infinite number of orbital planes possible.  The "line
  689.    of nodes" can poke out the anywhere along the equator.  If we specify where
  690.    along the equator the line of nodes pokes out, we will have the orbital 
  691.    plane fully specified.  The line of nodes pokes out two places, of course.
  692.    We only need to specify one of them.  One is called the ascending node 
  693.    (where the satellite crosses the equator going from south to north.  The 
  694.    other is called the descending node (where the satellite crosses the equa-
  695.    tor going from north to south)).  By convention, we specify the location of
  696.    the ascending node.
  697.  
  698.    Now, the earth is spinning.  This means that we can't use the common 
  699.    latitude/longitude coordinate system to specify where the line-of-nodes 
  700.    points.  Instead, we use an astronomical coordinate system, known as the 
  701.    right_ascension/declination coordinate system, which does not spin with the
  702.    earth.  Right ascension is another fancy word for an angle, in this case, 
  703.    an angle measured in the equatorial plane from a reference point in the sky
  704.    where right ascension is defined to be zero.  This point is called, by 
  705.    astronomers, the vernal equinox.
  706.  
  707.    Finally, "right ascension of ascending node" is an angle, measured at the
  708.    center of the earth, from the vernal equinox to the ascending node.
  709.  
  710.    I know this is getting complicated.  Here's an example.  Draw a line from
  711.    the center of the earth to the point where our satellite crosses the equa-
  712.    tor (going from south to north).  If this line points directly at the 
  713.    vernal equinox, then RAAN = 0 degrees.
  714.  
  715.    By convention, RAAN is a number in the range 0 to 360 degrees.
  716.  
  717.    I used the term "vernal equinox" above without really defining it.  If you
  718.    can tolerate a minor digression, i'll do that now.  Teachers have told
  719.    children for years that the vernal equinox is "the place in the sky where
  720.    the sun rises on the first day of Spring".  This is a horrible definition.
  721.    Most teachers, and students, have no idea what the first day of spring is 
  722.    (except a date on a calendar), and no idea why the sun should be in the 
  723.    same place in the sky on that date every year.  
  724.  
  725.    You now have enough astronomy vocabulary to get a better definition.  
  726.    Consider the orbit of the sun around the earth.  I know in school they told
  727.    you the earth orbits around the sun, but the math is equally valid either
  728.    way, and it suits our needs at this instant to think of the sun orbiting
  729.    the earth.  The orbit of the sun has an inclination of about 23.5 degrees.
  730.    (Astronomers don't usually call this 23.5 degree angle an 'inclination', by
  731.    the way.  They use an infinitely more obscure name: 'The Obliquity of The 
  732.    Ecliptic'.)  The orbit of the sun is divided (by humans) into four equally
  733.    sized portions called seasons.  The one called Spring begins when the sun
  734.    pops up past the equator.  In other words, the first day of Spring is the 
  735.    day that the sun crosses through the equatorial plane going from South to 
  736.    North.  We have a name for that!  It's the ascending node of the Sun's 
  737.    orbit.  So finally, the vernal equinox is nothing more than the ascending 
  738.    node of the Sun's orbit.  The Sun's orbit has RAAN = 0 simply because we've
  739.    defined the Sun's ascending node as the place from which all ascending 
  740.    nodes are measured.  The RAAN of your satellite's orbit is just the angle
  741.    (measured at the center of the earth) between the place the Sun's orbit 
  742.    pops up past the equator, and the place your satellite's orbit pops up past
  743.    the equator.  
  744.  
  745.  
  746. 4. "Argument of Perigee"  [aka "ARGP" or "W0"]
  747.  
  748.    Argument is yet another fancy word for angle.  Now that we've oriented the
  749.    orbital plane in space, we need to orient the orbit ellipse in the orbital
  750.    plane.  We do this by specifying a single angle known as argument of 
  751.    perigee.
  752.  
  753.    A few words about elliptical orbits..  The point where the satellite is
  754.    closest to the earth is called perigee, although it's sometimes called 
  755.    periapsis or perifocus.  We'll call it perigee.  The point where the 
  756.    satellite is farthest from earth is called apogee (aka apoapsis, or
  757.    apifocus).  If we draw a line from perigee to apogee, this line is called 
  758.    the line-of-apsides.  (Apsides is, of course, the plural if apsis.)  
  759.    I know, this is getting complicated again.  Sometimes the line-of-apsides
  760.    is called the major-axis of the ellipse.  It's just a line drawn through
  761.    the ellipse the "long way".  
  762.  
  763.    The line-of-apsides passes through the center of the earth.  We've 
  764.    previously identified another line passing through the center of the earth.
  765.    That was the line-of-nodes.  The angle between these two lines is called
  766.    the argument of perigee.  Where any two lines intersect, they form two
  767.    complimentary angles, so to be specific, we say that argument of perigee
  768.    is the angle (measured at the center of the earth) from the ascending node
  769.    to perigee.  
  770.  
  771.    Example:  When ARGP = 0, the perigee occurs at the same place as the
  772.    ascending node.  That means that the satellite would be closest to earth
  773.    just as it rises up over the equator.  When ARGP = 180 degrees, apogee
  774.    would occur at the same place as the ascending node.  That means that the
  775.    satellite would be farthest from earth just as it rises up over the 
  776.    equator.
  777.  
  778.    By convention, ARGP is an angle between 0 and 360 degrees.
  779.  
  780.  
  781. 5. "Eccentricity"  [aka "ecce" or "E0" or "e"]
  782.  
  783.    This one is simple.  In the Keplerian orbit model, the satellite orbit is
  784.    an ellipse.  Eccentricity tells us the "shape" of the ellipse.  When e=0, 
  785.    the ellipse is a circle.  When e is very near 1., the ellipse is very long 
  786.    and skinny.  
  787.  
  788.    (To be precise, the Keplerian orbit is a conic section, which can be either
  789.    an ellipse, which includes circles, a parabola, a hyperbola, or a straight
  790.    line!  But here, we are only interested in elliptical orbits.  The other
  791.    kinds of orbits are not used for satellites, at least not on purpose, and 
  792.    InstantTrack isn't programmed to handle them.)
  793.  
  794.    For our purposes, eccentricity must be in the range 0 <= e < 1.
  795.  
  796.  
  797. 6. "Mean Motion"  [aka "N0"]
  798.    (related to "orbit period" and "semimajor-axis")
  799.  
  800.    So far we've nailed down the orientation of the orbital plane, the
  801.    orientation of the orbit ellipse in the orbital plane, and the shape
  802.    of the orbit ellipse.  Now we need to know the "size" of the orbit
  803.    ellipse.  In other words, how far away is the satellite?
  804.  
  805.    Kepler's third law of orbital motion gives us a precise relationship
  806.    between the speed of the satellite and its distance from the earth.
  807.    Satellites that are close to the earth orbit very quickly.  Satellites far
  808.    away orbit slowly.  This means that we could accomplish the same thing by
  809.    specifying either the speed at which the satellite is moving, or its
  810.    distance from the earth!
  811.  
  812.    Satellites in circular orbits travel at a constant speed.  Simple.  We just
  813.    specify that speed, and we're done.  Satellites in non-circular (i.e 
  814.    eccentricity > 0) orbits move faster when they are closer to the earth, and
  815.    slower when they are farther away.  The common practice is to average the
  816.    speed.  You could call this number "average speed", but astronomers call it
  817.    the "Mean Motion".  Common units are revolutions per day.
  818.  
  819.    We have to be careful, even with simple words like revolution.  In this 
  820.    context, a revolution or period is defined as the time from one perigee to 
  821.    the next.
  822.  
  823.    Sometimes "orbit period" is specified as an orbital element instead of Mean
  824.    Motion.  Period is simply the reciprocal of Mean Motion.  A satellite with 
  825.    a Mean Motion of 2 revs per day, for example, has a period of 12 hours.  
  826.  
  827.    Sometimes semi-major-axis (SMA) is specified instead of Mean Motion.  SMA
  828.    is one-half the length (measured the long way) of the orbit ellipse, and is
  829.    directly related to mean motion by a simple equation.
  830.  
  831.    Typically, satellites have Mean Motions in the range of 1 rev/day to about
  832.    16 rev/day.
  833.  
  834.  
  835. 7. "Mean Anomaly"  [aka "M0" or "MA" or "Phase"]
  836.  
  837.    Now that we have the size, shape, and orientation of the orbit firmly
  838.    established, the only thing left to do is specify where exactly the
  839.    satellite is on this orbit ellipse at some particular time.  Our very first
  840.    orbital element (Epoch) specified a particular time, so all we need to do
  841.    now is specify where, on the ellipse, our satellite was exactly at the
  842.    Epoch time.
  843.  
  844.    "Anomaly" is yet another astronomer-word for angle.  Mean anomaly is simply
  845.    an angle that marches uniformly in time from 0 to 360 degrees during one 
  846.    revolution.  It is defined to be 0 degrees at perigee, hence is 180 degrees
  847.    at apogee.
  848.  
  849.    If you had a satellite in a circular orbit (therefore moving at constant
  850.    speed) and you stood in the center of the earth and measured this angle
  851.    from perigee, you would point directly at the satellite.  Satellites in 
  852.    non-circular orbits move at a non-constant speed, so this simple relation
  853.    doesn't hold.  This relation does hold for two important points on the
  854.    orbit, however, no matter what the eccentricity.  Perigee always occurs at
  855.    MA = 0, and apogee always occurs at MA = 180 degrees.
  856.  
  857.    It has become common practice with radio amateur satellites to use Mean
  858.    Anomaly to schedule satellite operations.  Satellites commonly change modes
  859.    or turn on or off at specific places in their orbits, specified by Mean
  860.    Anomaly.  Unfortunately, when used this way, it is common to specify MA in
  861.    units of 256ths of a circle instead of degrees!  To minimize confusion, 
  862.    when I display MA in units of 256ths of a circle, I call it "Phase" instead
  863.    of "Mean Anomaly".  When entering Mean Anomaly as an orbital element, it 
  864.    must, however, be specified in degrees, between 0 and 360!
  865.  
  866.    Example:  Suppose Oscar-99 has a period of 12 hours, and is turned off from
  867.    Phase 240 to 16.  That means it's off for 32 ticks of phase.  There are 256
  868.    of these ticks in the entire 12 hour orbit, so it's off for (32/256)x12hrs
  869.    = 1.5 hours.  Note that the off time is centered on perigee.  Satellites 
  870.    in highly eccentric orbits are often turned off near perigee when they're
  871.    moving the fastest, and therefore difficult to use.
  872.  
  873.  
  874. 8. "Drag"  [aka "N1"]
  875.  
  876.    Drag caused by the earth's atmosphere causes satellites to spiral downward.
  877.    As they spiral downward, they speed up.  The Drag orbital element simply
  878.    tells us the rate at which Mean Motion is changing due to drag or other
  879.    related effects.  Precisely, Drag is one half the first time derivative of
  880.    Mean Motion.
  881.  
  882.    Its units are revolutions per day per day.  It is typically a *very* small
  883.    number.  Common values for low-earth-orbiting satellites are on the order
  884.    of 10^-4.  Common values for high-orbiting satellites are on the order of
  885.    10^-7 or smaller.  
  886.  
  887.    Occasionally, published orbital elements for a high-orbiting satellite will
  888.    show a negative Drag!  At first, this may seem absurd.  Drag due to
  889.    friction with the earth's atmosphere can only make a satellite spiral
  890.    downward, never upward.
  891.  
  892.    There are several potential reasons for negative drag.  First, the 
  893.    measurement which produced the orbital elements may have been in error.
  894.    It is common to estimate orbital elements from a small number of 
  895.    observations made over a short period of time.  With such measurements, it
  896.    is extremely difficult to estimate Drag.  Very ordinary small errors in
  897.    measurement can produce a small negative drag.
  898.  
  899.    The second potential cause for a negative drag in published elements is a
  900.    little more complex.  A satellite is subject to many forces besides the two
  901.    we have discussed so far (earth's gravity, and atmospheric drag).  Some of
  902.    these forces (for example gravity of the sun and moon) may act together to 
  903.    cause a satellite to be pulled upward by a very slight amount.  This can 
  904.    happen if the Sun and Moon are aligned with the satellite's orbit in a 
  905.    particular way.  If the orbit is measured when this is happening, a small 
  906.    negative Drag term may actually provide the best possible 'fit' to the 
  907.    motion the satellite is actually performing over a *short* period of time.
  908.  
  909.    You typically want a set of orbital elements to estimate the position of
  910.    a satellite reasonably well for as long as possible.  (often several
  911.    months)  Negative Drag never accurately reflects what's happening over a
  912.    long period of time.  This program will accept negative values for Drag, 
  913.    but I don't approve of them.  Feel free to substitute zero in place of any
  914.    published negative Drag value.
  915.  
  916.  
  917.   Understanding Satellite Parameters
  918.   ----------------------------------
  919.   All the satellite parameters described below are optional.  They allow
  920.   InstantTrack to perform some of its more sophisticated (and fun)
  921.   calculations, so you are urged to read this section, even though you are
  922.   not required to enter these parameters.
  923.  
  924.   Beacon Frequency
  925.  
  926.   You can specify a frequency of interest for each satellite.  This is 
  927.   typically the frequency of a beacon transmitter on the satellite.  This
  928.   number is used in the calculation of doppler, path loss and Tsky.  (Doppler
  929.   and path loss are described in the section on realtime tracking.)
  930.  
  931.  
  932.   Schedule
  933.  
  934.   Many satellites have several operating modes, and switch from one mode to
  935.   another at predefined places in their orbits.  InstantTrack understands
  936.   satellite schedules which are based on "phase" (mean anomaly expressed in
  937.   units of 256ths of a circle.)  This is the common scheduling technique
  938.   for amateur radio satellites.
  939.  
  940.   If given a schedule, InstantTrack will calculate and display the satellite
  941.   mode.
  942.  
  943.   The schedule is a string of numbers and letters.  A three digit number
  944.   specifies the phase at which a mode begins, then a single letter specifies
  945.   the mode.  This is repeated up to 6 times.  (In other words, a schedule may
  946.   contain up to six mode changes, but no more.)  The numbers in the string
  947.   should be in an ascending sequence.  No spaces are allowed.
  948.  
  949.   For example, a recent OSCAR-13 schedule read...
  950.  
  951.            Phase                 Mode
  952.            000-002               Off
  953.            003-099               mode-B
  954.            100-149               mode-JL
  955.            150-239               mode-B
  956.            240-255               Off
  957.  
  958.   The schedule string you would enter into InstantTrack in this case is
  959.   002B100J150B240O .  Read this as, "At phase 002 change to mode B.  At phase
  960.   100 change to mode J.", etc.
  961.  
  962.  
  963.   Attitude
  964.  
  965.   The spacecraft attitude is a measure of how the satellite is oriented in
  966.   space.  Hopefully, it is oriented so that its antennas point toward earth!
  967.   There are several orientation schemes used in satellites.  This program 
  968.   assumes that the satellite maintains a constant inertial orientation, i.e
  969.   that it's antennas point a fixed direction in space.  (true of some, but
  970.   not all satellites).  Such a satellite is sometimes called spin-stabilized.
  971.  
  972.   If spacecraft attitude has not been set, then it will display as "None Set"
  973.   in the satellite element editor.  In this case, InstantTrack will not know
  974.   the spacecraft attitude, and therefore will not calculate offpoint (squint)
  975.   angles, or the good squint angle regions on the map.  This will not affect
  976.   operation of the more basic calculations (Azimuth, Elevation, Doppler, etc).
  977.   Attitude is optional.  
  978.  
  979.   Attitude is described by two angles, often called Bahn Latitude, and Bahn 
  980.   Longitude.  These are published from time to time for the elliptical-orbit 
  981.   amateur radio satellites in the AMSAT ASR, and they don't often change.  All
  982.   you have to do is enter these two numbers, LATITUDE FIRST, then a comma, 
  983.   THEN LONGITUDE.  For highly elliptical orbits (Oscar-10, Oscar-13, etc)
  984.   these numbers are usually in the vicinity of: 0,180.  This means that the 
  985.   antennas point directly toward earth when the satellite is at apogee.
  986.  
  987.   These two numbers describe a direction in a spherical coordinate system, 
  988.   just as geographic latitude and longitude describe a direction from the 
  989.   center of the earth.  In this case, however, the primary axis is along the 
  990.   vector from the satellite to the center of the earth when the satellite is 
  991.   at perigee.  It's yet another coordinate system!
  992.  
  993.   An excellent description of Bahn coordinates can be found in Phil Karn's
  994.   "Bahn Coordinates Guide".  See the bibliography.
  995.  
  996.  
  997.   Diameter
  998.  
  999.   This parameter gives InstantTrack a rough idea of the size of the satellite.
  1000.   Diameter is specified in units of Meters.  In version 0.93, this param. is
  1001.   not yet used.  
  1002.  
  1003.  
  1004.   Groups
  1005.  
  1006.   Because InstantTrack contains such a large database of satellites, it is
  1007.   convenient to categorize satellites in the database, so that some functions
  1008.   can operate on a subset of the database.  There are 27 "groups" of satel-
  1009.   lites that you are allowed to define.  They are named A thru Z, and ! .
  1010.   There are also two predefined groups named * and %.  Each satellite may be 
  1011.   a member of up to eight groups.
  1012.  
  1013.   The following groupnames have special meaning...
  1014.  
  1015.     *  --  This group contains all satellites.
  1016.     !  --  Your "favorite satellites" group.  Displayed on main menu.
  1017.     %  --  All satellites that do not belong to an A-Z group.
  1018.  
  1019.   Here are some groups that I have defined.  You may use these same meanings
  1020.   for these letters, or any other meanings you choose.
  1021.  
  1022.     A = Amateur Radio Satellites (Oscars)
  1023.     G = GPS (Navstar) Navigation Satellites
  1024.     L = Low Earth Orbiting Satellites
  1025.     P = Pacsats (Amateur Packet-Radio Satellites)
  1026.     R = Russian Satellites
  1027.     W = Weather Satellites
  1028.  
  1029.   You specify which groups a satellite is in by entering a "groups" string
  1030.   in the satellite element editor.
  1031.  
  1032.   Example:  The satellite RS10 shows  Groups: rla
  1033.  
  1034.   This means it is Russian and Low-Earth-Orbiting and an Amateur Radio 
  1035.   Satellite.
  1036.  
  1037.  
  1038. Understanding Derived Values
  1039. ----------------------------
  1040. The D command causes several "derived values" to be displayed on the right
  1041. hand side of the satellite elements edit screen.  These numbers are derived
  1042. from the orbital elements of each satellite (but are not easily computed in 
  1043. your head).  They are intended to provide a more convenient description of the
  1044. orbit (at least for humans), than the original elements.
  1045.  
  1046.   Epoch Age
  1047.  
  1048.   This is simply the time since the "epoch".  This tells you how old the
  1049.   orbital element set has become.
  1050.  
  1051.  
  1052.   Satellite Age
  1053.  
  1054.   This is a quick and dirty estimate of how long ago the satellite was
  1055.   launched.  It is computed from Epoch Rev and Mean Motion.  Of course,
  1056.   mean motion changes during a satellite's life, and the elements don't give
  1057.   us any historical information, so we just assume for this calculation that
  1058.   mean motion has been constant.  For most satellites, the error in the
  1059.   computed age seems to be less than 1%.  For low-earth-orbiting satellites
  1060.   near end-of-life, the error will be larger, because mean-motion HAS been
  1061.   changing.  For Oscar-10, the computed age may be completely wrong, depending
  1062.   on the source of your elements, because NASA publishes an incorrect epoch
  1063.   rev!
  1064.  
  1065.  
  1066.   Orbital Period
  1067.  
  1068.   This is the duration of one orbit, measured from perigee to perigee.
  1069.   Computed from mean-motion and decay.
  1070.  
  1071.  
  1072.   Perigee Height
  1073.   Apogee Height
  1074.  
  1075.   This is the distance from the earth's surface to the satellite (ie height)
  1076.   when the satellite is closest (ie at perigee), and farthest (ie at apogee).
  1077.  
  1078.  
  1079.   Latitude of Apogee
  1080.  
  1081.   Satellites in highly elliptic orbits are usually used when they are near
  1082.   apogee.  It is therefore useful to picture above what part of the earth
  1083.   apogee will occur.  Latitude of apogee is computed from argument of perigee
  1084.   and R.A.A.N.  Because both of these quantities change with time, latitude
  1085.   of apogee also changes with time.  Both the present value and rate of change
  1086.   are shown.
  1087.  
  1088.  
  1089.   Argument of Perigee & R.A.A.N.
  1090.  
  1091.   These values change with time.  (The values contained in the orbital
  1092.   elements are the values as they were at Epoch.)  Both the present value and
  1093.   rate of change are shown on the right hand side of the screen.
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097. Realtime Tracking a Satellite...(Text or Map Version)
  1098. -----------------------------------------------------
  1099. When you choose either of the "Realtime Track 1 Satellite" items on the main 
  1100. menu, you are immediately presented with a satellite selection menu.  After you
  1101. choose a satellite, all the information about that satellite appears.
  1102.  
  1103.   Choosing a Satellite
  1104.   --------------------
  1105. The satellite selection menu appears whenever you enter any mode which will
  1106. display information about one particular satellite.  Initially, you see the
  1107. first page of the menu, which contains the first 50 satellites.  You can use
  1108. the PgUp and PgDn keys to move between pages of the menu.
  1109.  
  1110. The satellite names are displayed in one of three colors: white, green, or 
  1111. yellow, with the following meanings..
  1112.  
  1113.      White  -- InstantTrack has not recently calculated this sat's position.
  1114.      Green  -- This satellite is below the horizon right now.
  1115.      Yellow -- This satellite is above the horizon right now.
  1116.  
  1117. All are initially white, of course.  While waiting for you to make your 
  1118. choice, InstantTrack whips thru all the satellites in the database, calculat-
  1119. ing their position, turning each name green or yellow.  This only takes a few
  1120. seconds, and lets you know, even before selecting a satellite, whether or not 
  1121. it is above the horizon!  
  1122.  
  1123. Initially, the selection menu displays all satellites in the database.
  1124. There is also a "group" command which restricts the selection menu to display
  1125. only a certain group of satellites.  The group command is the character "g"
  1126. followed by a one-letter group name.  The group concept is explained in the 
  1127. section on satellite parameters.  
  1128.  
  1129. After you select your satellite, and type Enter, the realtime tracking screen
  1130. appears.  You do NOT need to wait for the names to change color before typing
  1131. your choice.  
  1132.  
  1133.  
  1134.  
  1135.   Understanding The Realtime (Text) Display
  1136.   -----------------------------------------
  1137. This screen contains almost everything you would ever want to know about the 
  1138. present location of one satellite, and the view of that satellite from one or
  1139. several observers on Earth.  The display normally operates in realtime,
  1140. which means that it displays information about the satellite which is valid
  1141. right now.  It is also possible to enter a specific time, which is not "right
  1142. now" using the T command.  Included on this screen are...
  1143.  
  1144.   Azimuth and Elevation..  
  1145.       These are the angles you use to point an antenna from your station 
  1146.       to the satellite.  When Elevation is negative, the satellite is below
  1147.       the horizon, and not visible from your station.
  1148.  
  1149.   Range and dR/dt
  1150.       Range is the distance (in km) from your station to the satellite.
  1151.       dR/dt is the rate at which Range is changing, in (km/second).
  1152.       dR/dt determines Doppler.
  1153.  
  1154.   Offpointing Angle (OFP)
  1155.       Many satellites use directional antennas.  Unfortunately, the satellite
  1156.       antenna is seldom pointed directly at you!  This angle is a measure of
  1157.       how far away from you the satellite antenna is pointed.  It is 0 degrees
  1158.       when the satellite antenna is pointed directly at you.  If you know the
  1159.       beamwidth of the satellite antenna (this information has been published)
  1160.       you can estimate how much degradation the link will suffer due to the
  1161.       offpointing.  For example, if the satellite has an antenna with a 3db
  1162.       beamwidth of 24 degrees, (i.e 12 degree half-beamwidth) then you will 
  1163.       suffer 3db of loss when the offpoint angle is 12 degrees.  When the 
  1164.       offpointing is more than twice the half-beamwidth, it becomes difficult
  1165.       to predict the satellite antenna's performance, because you're in the
  1166.       region where antenna sidelobes begin to appear.
  1167.  
  1168.       Oscar-10 and Oscar-13 both have considerable asymmetries in some of
  1169.       their antennas.  Because the satellites are spinning, these antenna 
  1170.       asymmetries cause the signal to vary in amplitude.  This is often called
  1171.       spin modulation.  The spin modulation should be least when the offpoint-
  1172.       ing angle is small.
  1173.  
  1174.       This angle is sometimes called "squint".
  1175.  
  1176.   Path Loss
  1177.       Path Loss is the amount by which a signal is attenuated as it travels
  1178.       from your station to the satellite, or vice versa.  This is a function
  1179.       of frequency (as set in the satellite element database), and range from
  1180.       your station to the satellite.  Path loss is only displayed if the 
  1181.       current satellite is above the horizon, and a frequency has been entered
  1182.       for this satellite in the database.  
  1183.  
  1184.       Satellites commonly operate on two or more frequencies simultaneously.
  1185.       At this time, I only display the path loss at one frequency.  You can
  1186.       scale this number to produce path loss at a different frequency if you
  1187.       wish.  Path loss increases 1dB for every 12.2% increase in freq.  For 
  1188.       example, amateur radio satellites often use uplink/downlink bands 
  1189.       separated in frequency by a factor of 3.  (i.e 145MHz / 435MHz)  A factor
  1190.       of 3 in frequency corresponds to approx 9.5dB change in path loss.
  1191.  
  1192.       I suggest you use path loss as a relative indication (for a given 
  1193.       frequency, mode, earth station configuration, etc.) of expected link 
  1194.       quality.  Satellite communications is almost always downlink limited.
  1195.       The downlink signal power available at your receiver is (all numbers in
  1196.       dB)...
  1197.  
  1198.             Transmitter power
  1199.               + Xmit antenna gain
  1200.               + Path Loss
  1201.               + Rcv antenna gain
  1202.  
  1203.       If all other things were constant, receive signal power would vary
  1204.       directly with path loss.  If you keep track of the path loss shown on
  1205.       the screen when communications is possible, ***ADD MORE HERE***
  1206.  
  1207.  
  1208.   Subsatellite Point ...
  1209.       If you draw a line from the satellite to the center of the earth,
  1210.       the point where this line intersects the earth's surface is called
  1211.       the subsatellite point.  The coordinates of the subsat point are
  1212.       displayed three different ways.
  1213.  
  1214.       Latitude/Longitude... 
  1215.           This is the coordinate system in which the subsat point is
  1216.           traditionally displayed.  It is useful when comparing results
  1217.           against other programs.  Unfortunately, most humans don't think in
  1218.           terms of latitude and longitude.  These are not user-friendly
  1219.           coordinates.
  1220.  
  1221.       Nearest City...
  1222.           This is the user-friendly way to describe a location on the earth.
  1223.           It displays the distance and direction to the nearest city.  
  1224.           The nearest city is chosen from InstantTrack's database of over 
  1225.           1700 cities worldwide.  For example, the subsat point lat=40.0,
  1226.           lon= -110.0 would be displayed as "142.7 Km East of Provo, Utah".
  1227.  
  1228.       ARRL Gridsquare...
  1229.           Radio Amateur operators sometimes use a gridsquare coordinate system
  1230.           to identify places on the earth.  InstantTrack also displays the
  1231.           subsat point as a gridsquare.  Our example [40.0,-110.0] is in
  1232.           gridsquare DM59ax.  An article listed in the bibliography describes
  1233.           the gridsquare system.
  1234.  
  1235.   Phase
  1236.       This is a number that increments from 0 thru 255 during each orbit of 
  1237.       the satellite.  See the discussion of mean anomaly in the "Understanding
  1238.       Satellite Elements" section.
  1239.  
  1240.   Mode
  1241.       This is the operating mode of the satellite.  Determined by the satell-
  1242.       ite schedule.  See "Understanding Satellite Parameters" for a discussion
  1243.       of schedules.  Note that mode will only be displayed if a valid schedule
  1244.       has been entered for this satellite.
  1245.  
  1246.  
  1247.   XYZ-Coordinates
  1248.       These are the coordinates of the satellite and the observer in the cart-
  1249.       esian geocentric inertial coordinate system.  These are called IJK 
  1250.       coordinates in some books.  The X axis points from the center of the 
  1251.       earth toward the vernal equinox.  The Y axis points 90 degrees to the
  1252.       east of the X axis.  The Z axis points straight up thru the North Pole.
  1253.       Units are Kilometers.  All the other numbers on this screen are calcu-
  1254.       lated from the cartesian coordinates of the satellite and observer.
  1255.  
  1256.   Next Rise/Set
  1257.       This is the time at which the satellite is next expected to rise or set
  1258.       over the horizon.  This is only calculated if you have enabled this 
  1259.       feature, via the "w" command.  
  1260.  
  1261.   R.A. / Dec
  1262.       These are the Right Acension and Declination of the satellite as viewed
  1263.       from your location.  Right Acension and Declination are coordinates used
  1264.       by astronomers to locate objects in the sky.  They are similar to longi-
  1265.       tude and lattitude, except that they represent locations on the celest-
  1266.       ial sphere instead of the Earth.  R.A. and Dec are the coordinates shown
  1267.       on star charts.
  1268.  
  1269.   Tsky
  1270.       This is the sky noise temperature in the direction of the satellite (ie
  1271.       the direction in which your antennas are pointed).  The stars generate
  1272.       radio noise.  (That's what Radio Astronomy is about.)  This noise is
  1273.       largest when your antennas are pointed toward the plane of the galaxy
  1274.       (also known as the milky way), and very large when pointed toward the
  1275.       center of the galaxy.  Tsky also depends on frequency.  (Tsky is larger
  1276.       at lower frequencies.)  If you have entered a frequency in the satellite
  1277.       database for a particular satellite then InstantTrack will compute and
  1278.       display the expected sky temperature.  Noise temperatures can be added
  1279.       directly.  You can therefore add Tsky to the temperatures of other noise
  1280.       sources in your receiving system (preamp, cable attenuation, sidelobes)
  1281.       when calculating receiving system performance.  See the ARRL Handbook.
  1282.  
  1283.  
  1284.   Commands
  1285.   --------
  1286. While in the realtime tracking (text) screen, the following one-character 
  1287. commands apply... 
  1288.        space -- freeze/unfreeze the display.
  1289.          B   -- enable/disable the bottom-row display
  1290.          C   -- enable/disable nearest-city display
  1291.          E   -- look at orbital elements for this satellite
  1292.          I   -- enable/disable display of XYZ coordinates.
  1293.          O   -- add/delete a station (observer).
  1294.          W   -- enable/disable computation & display of next rise/set time.
  1295.          R   -- enable/disable antenna rotor control
  1296.          S   -- enable/disable RA/Dec/Tsky display
  1297.          T   -- set a specific time, or return to realtime.
  1298.      Q   -- quit tracking.  go back to main menu.
  1299.   Left Arrow  -- advance to next satellite.
  1300.   Right Arrow -- go back to previous satellite.
  1301.  
  1302. If you don't remember all these commands, remember that you can type ? while
  1303. the realtime text screen is running, and this menu of possibilities will 
  1304. appear instantly on your screen.  To exit that help screen, as usual, type Q.
  1305.  
  1306. All these commands should operate in a fairly obvious fashion except for the
  1307. "O" and "T" commands, which are described here...  
  1308.  
  1309.  
  1310.   Setting a Specific Time
  1311.   -----------------------
  1312.  
  1313. InstantTrack normally displays satellite positions in realtime.  In other
  1314. words, the calculations assume the position of the earth and satellite "right
  1315. now".  If you want to see the calculations for some specific time, type the
  1316. character T.  You will then be prompted to enter a specific time.  Here, and
  1317. all other places that InstantTrack prompts for a time, any of several formats
  1318. will be accepted.  See the section "How Time is Displayed and Entered" for
  1319. more detail.  You can return to realtime calculations by typing T followed by
  1320. a return.
  1321.  
  1322.  
  1323.   Controlling the Observer-List
  1324.   -----------------------------
  1325.  
  1326. The realtime text screen will display station-related parameters (azimuth,
  1327. elevation, squint, path-loss, etc) for a list of up to four stations.  When 
  1328. you first fire up the screen, only one station is shown.  This is always the
  1329. first station (station #0) from the station database.  This section describes
  1330. how you can add stations to or delete stations from the station list using
  1331. the "O" command.  
  1332.  
  1333. After you type "O", you will be prompted to specify the station you want to
  1334. add to the list...  
  1335.  
  1336.          Observer name, city, gridsquare, lat/lon, s, c, or d# : 
  1337.  
  1338. What this prompt tells you is that you can type almost anything you know
  1339. about the observer you'd like to add, and InstantTrack will try to use that
  1340. information.  
  1341.  
  1342. Because there are several options here, the explanation begins to sound 
  1343. complicated.  Stay tuned.  It's very simple!  We'll take these one at a time.
  1344.  
  1345. If you know the name (callsign) of the station you'd like to add, and that 
  1346. station is in the station database, you can just type the callsign.
  1347. InstantTrack will search the database, and find the station information.  For
  1348. example, if you've just started a conversation with KB5MU via your favorite
  1349. satellite, then you can just type KB5MU.
  1350.  
  1351. If you know the station you want to add is in the database, but you can't 
  1352. remember the callsign, then you can type "s", which gets you to the station
  1353. selection menu, which displays all the stations which you have defined, and
  1354. where you can pick the station you want.
  1355.  
  1356. If the station you want to add is not in the station database, and you don't
  1357. want to take the time to edit the database, you can describe a "visiting"
  1358. station.  This can be done several ways!.  By city name, gridsquare, or
  1359. latitude/longitude...
  1360.  
  1361. If you know the gridsquare of the station you want to add, you can just type
  1362. the gridsquare.  For example, if you've started a conversation with someone
  1363. who says he's at grid "DM12", then you can just type DM12 .  Either the four
  1364. character or six character gridsquare will be accepted.  Most Amateur Radio 
  1365. operators know their gridsquare.  Asking "What's your gridsquare?" then typing
  1366. it into InstantTrack is usually a very convenient way to get the station at 
  1367. the "other end" of the satellite link into your computer.
  1368.  
  1369. If you know the name of a reasonably large city (large enough to be in
  1370. InstantTrack's database of 1754 cities) near the fellow you want to add,
  1371. you can just type the name of the city or any part of the name!  InstantTrack
  1372. will search the city database, and display a menu of cities that matched the 
  1373. string you typed, allowing you to select which one you want.  For example, if 
  1374. you type "Berlin", the menu will have two entries: "New Berlin, WI" and "West 
  1375. Berlin, West Germany".  If you have trouble spelling the name of the city.. Is
  1376. it "Gdansk" or "Gadansc" or "Gedansik"?  You can just type "Poland".  All the
  1377. cities InstantTrack knows about in Poland will be displayed, and you can pick
  1378. the one you want.  
  1379.  
  1380. You can also enter a menu of all cities known to InstantTrack by typing "c".
  1381.  
  1382. Finally, if you know the latitude and longitude of the station you want to 
  1383. add, you can just type them in.  Type latitude first, followed by a slash, 
  1384. then longitude.  If he's at the north pole, for example, you would type 90/0 .
  1385.  
  1386. The "O" command can also be used to delete a station from the list.  After
  1387. the "O", type "d" followed by the position in the list of the station you
  1388. want to delete.  "d1" would delete the second station on the screen, "d2" 
  1389. would delete the third, etc.  You are not allowed to delete the first station
  1390. on the list.  That's you!
  1391.  
  1392. If you are using InstantTrack to drive an antenna rotor in realtime, you 
  1393. should know that the program assumes that the antenna is located at the
  1394. coordinates of the first station on the list.  
  1395.  
  1396.  
  1397.  
  1398.   Understanding The Realtime (Map) Display
  1399.   -----------------------------------------
  1400. The Realtime Map Display is similar to the Realtime Text Display described
  1401. above, except that there is a map on the screen, and less room for text.
  1402.  
  1403. Four different kinds of map can be displayed.  Two of these (Cylindrical
  1404. Equidistant and Orthographic) are maps of Earth.  The third (Orbit-View) is
  1405. a geometric view of the orbit ellipse and earth.  The fourth (Sky-View) is a 
  1406. map of the sky, as viewed from your location.
  1407.  
  1408. The Map displays are ONLY available if you have an EGA or VGA display.
  1409.  
  1410.   Maps of Earth
  1411.   -------------
  1412.  
  1413. The map of the world can be displayed in either a Cylindrical Equidistant or 
  1414. Orthographic projection.  
  1415.  
  1416. Cylindrical Equidistant is a "rectangular looking" map projection.  It is 
  1417. similar to the Mercator projection, which was probably what you first used in
  1418. the 2nd grade or so for your first introduction to geography.   This projec-
  1419. tion has the advantage that we can display it VERY quickly.  (because it 
  1420. always looks the same).  
  1421.  
  1422. The Orthographic projection is a perspective view of the earth from a long 
  1423. distance away, like the photographs of earth taken from the moon, or an earth
  1424. globe held at arm's length.  It has the advantage of a very realistic look and
  1425. very low distortion, except near the edges of the globe.  It has the disadvan-
  1426. tage that it is much slower to draw, because of the amount of math required 
  1427. to calculate screen coordinates.  You can use either projection, or flip 
  1428. between them (by typing "p") at any time.
  1429.  
  1430. Cylindrical maps are (roughly) centered on 0.0 longitude, unless you enable
  1431. scroll mode (by typing "s"), after which cylindrical maps will be centered
  1432. (roughly) on the satellite.  By putting the satellite near the center of the
  1433. screen, the scrolling mode avoids the possibility that the satellite footprint
  1434. will wrap around the sides of the screen.  I am personally more comfortable
  1435. with the non-scrolling mode.  Take your pick.
  1436.  
  1437.  
  1438. These maps show the whole earth, including boundaries between countries.
  1439.  
  1440. Displayed on the map are...
  1441.  
  1442. 1. The observer. (you!)  A yellow "x" marks the location of the observer.
  1443.  
  1444. 2. The sun.  A purple dot appears at the "sub-sun point" on the earth.  If you
  1445.    stood at this point on the earth, the sun would be straight up.
  1446.  
  1447. 3. The grayline (sometimes called the terminator). This shows what parts of 
  1448.    the Earth are in sunlight.  The grayline is drawn in two shades of purple.
  1449.    The lighter purple is the sunlit side of the grayline.  
  1450.  
  1451. 4. The satellite.  A white dot appears at the "sub-satellite point" on the 
  1452.    earth.
  1453.  
  1454. 5. The satellite's geometric footprint.  This shows what parts of the Earth 
  1455.    are in view of the chosen satellite.   I call it the geometric footprint
  1456.    because it is determined by geometry alone (with no consideration of which
  1457.    direction the satellite's antenna may be pointing).  Other software calls
  1458.    this simply "the footprint".  The geometric footprint is drawn in white.
  1459.  
  1460. 6. The satellite's antenna footprint.  This shows what parts of the Earth are
  1461.    in the "good" part of the satellite's antenna pattern.  Specifically, this
  1462.    is a line of constant offpoint angle = 20 degrees.  (See discussion of 
  1463.    offpoint angle in Understanding the (Text) Display above.)  The antenna 
  1464.    footprint is drawn in light blue.
  1465.  
  1466.    There are several situations in which the antenna footprint is not drawn..
  1467.  
  1468.    a. No antenna footprint is drawn if the satellite's "attitude" has not been
  1469.       set.  Some satellites do not have directional antennas, and others do 
  1470.       not have published attitudes.  This avoids displaying an antenna foot-
  1471.       print when it would not be appropriate.
  1472.  
  1473.    b. No antenna footprint is drawn in the case where all area in the geo-
  1474.       metric footprint has a "good" offpoint angle.  Think of the antenna
  1475.       pattern as a cone shining down from the satellite.  The antenna foot-
  1476.       print is the intersection of this cone with the Earth.  If this cone 
  1477.       encloses the entire Earth, there is no intersection, and the antenna 
  1478.       pattern is good everywhere.
  1479.  
  1480.    c. No antenna footprint is drawn in the case where all area in the geo-
  1481.       metric footprint has a "bad" offpoint angle.  If the satellite's
  1482.       antenna points away from the Earth (Oscar 13 near perigee, for example),
  1483.       then the antenna pattern "cone" misses the Earth entirely, then there is
  1484.       no intersection, hence no antenna footprint, and the antenna pattern is
  1485.       bad everywhere.
  1486.  
  1487.    Because the antenna pattern footprint may be a new concept for you, it may
  1488.    be a little confusing.  Don't let this bother you.  If you can't visualize
  1489.    what the antenna footprint means on the cylindrical map, switch to the
  1490.    Orthographic map (see below), where things seem to be much more obvious.
  1491.  
  1492. These sun, satellite, and various footprints are redrawn from time to time as
  1493. the satellite and sun move.
  1494.  
  1495.   The Orbit-View
  1496.   --------------
  1497.  
  1498. The Orbit-View projection is a simple stick-figure diagram showing the orbit
  1499. ellipse, and the Earth, drawn to scale.  Similar diagrams can be found in any
  1500. book on orbital mechanics.  The satellite is shown in its current position on
  1501. the orbit ellipse, but of course the satellite is drawn larger than scale!
  1502.  
  1503. This view is designed to help you visualize the relative geometry of the orbit,
  1504. and the satellite attitude.  
  1505.  
  1506. The orbit ellipse is drawn as if it were in the same plane as your computer's
  1507. display screen, with perigee on the left, and apogee on the right.  The orbit
  1508. ellipse is white, the earth is brown, and the satellite is shown as a red dot.
  1509. The satellite travels counterclockwise on this ellipse.
  1510.  
  1511. If you have set the satellite's attitude, then then the direction of the sat-
  1512. ellite's antennas is shown with a small light-blue arrow.  Ideally, this blue
  1513. arrow would point directly at the yellow x (your location)!  Because this ar-
  1514. row may not lie in the orbital plane (ie Bahn Latitude may not = 0), two addi-
  1515. tional views of the orbit appear.  These are edge views.  The one on the left 
  1516. of the screen is a view of the orbit from the direction of perigee.  In other 
  1517. words it is as if you bent your head around and looked at the orbit ellipse 
  1518. from the left side of your screen.  The view on top is similar, as if you 
  1519. viewed the orbit ellipse from the top of your screen looking down.
  1520.  
  1521. At the time I am writing this, Oscar-10 has an unusual attitude (62,-26), and
  1522. is therefore a good example.  Select the map screen by typing 2 at the main
  1523. menu, then select Oscar-10 from the satellite menu, then switch to the orbit-
  1524. view by typing 3P  .   
  1525.  
  1526. A note for students of Celestial Mechanics.. In the center view, the W vector 
  1527. points toward you, out of the screen.  In the edge view on the left, the P 
  1528. vector, and in the edge view at the top the Q vector points out of the screen.
  1529.  
  1530.   The Sky-View
  1531.   ------------
  1532.  
  1533. The sky-view projection is a map of the sky from the perspective of an obser-
  1534. ver at your location, looking directly toward the satellite.  The satellite is
  1535. shown on this map along with the 790 brightest stars, and possibly the sun and
  1536. the horizon, if they happen to be in view.
  1537.  
  1538. The map is a Gnomic projection (which is a fancy way of saying that it is a 
  1539. perspective projection of the celestial sphere from the viewpoint of a person
  1540. at the center of the sphere), with a field-of-view that extends 100 degrees
  1541. horizontally, and 60 degrees vertically.  The sky-view is always centered on
  1542. the satellite.  
  1543.  
  1544. The satellite is drawn as a red dot.  Stars are small white dots, of various
  1545. sizes, depending on the magnitude of the star.  The sun (if present) is shown
  1546. as a yellow dot.  The horizon, if present, is a horizontal gray line.  
  1547.  
  1548. The map is always drawn right-side-up, so stars shown below the horizon line
  1549. are, in fact, below the horizon.  Such stars are not blanked, even though you
  1550. cannot see them through the earth, because they will help you recognize 
  1551. constellations near the horizon.  
  1552.  
  1553. As an aid in locating the correct portion of the sky on star charts, etc, the
  1554. Right Ascension and Declination of the satellite are shown at the bottom of
  1555. the screen.  (RA and Dec are coordinates used by astronomers to locate objects
  1556. in the sky.  They are similar to longitude and lattitude, except that they
  1557. represent locations on the celestial sphere instead of the Earth.)
  1558.  
  1559. Like the other maps, the sky-view is automatically updated, as the earth turns
  1560. and the satellite moves.
  1561.  
  1562.  
  1563.   Commands
  1564.   --------
  1565. While in the realtime tracking (map) screen, the following one-character 
  1566. commands apply... 
  1567.        space -- freeze/unfreeze the display
  1568.          E   -- look at orbital elements for this satellite
  1569.      F   -- start/stop fast-forward mode
  1570.          O   -- add/delete an observer
  1571.      P   -- change the map projection
  1572.             1P -- change to cylindrical equidistant
  1573.             2P -- change to orthographic
  1574.             3P -- change to orbit-view
  1575.         4P -- change to sky-view
  1576.          R   -- enable/disable antenna rotor control (via Kansas City Tracker)
  1577.          S   -- toggle scroll mode (for cylindrical map)
  1578.          T   -- set a specific time, or return to realtime.
  1579.      U   -- force an update of the map now.
  1580.          W   -- enable/disable next Rise/Set time calculation & display.
  1581.      Q   -- quit tracking.  go back to main menu.
  1582.   Left Arrow  -- advance to next satellite
  1583.   Right Arrow -- go back to previous satellite
  1584.  
  1585. When you initially start up the map screen, it will be running in "realtime",
  1586. computing the position of the satellite, earth, etc "right now".  There are
  1587. three commands that can be used to change this: "space", "F", and "T".
  1588.  
  1589. The spacebar simply stops the screen, like the freeze-frame button on a VCR.
  1590. Typing the spacebar again pops you back to realtime.
  1591.  
  1592. The "T" command also produces a screen that stands still, but "T" allows you
  1593. to enter a specific time for which you want the calculations performed.
  1594. For example, if you are scheduled to use Oscar-13 at 4pm this afternoon, and
  1595. you'd like to see where the Sat. will be at that time, you can type T, then
  1596. respond to the prompt by typing 16:00 follwed by Enter.  InstantTrack will
  1597. immediately calculate and display everything for that specific time.
  1598.  
  1599. At this time prompt, you may enter a date&time in mm/dd/yy hh:mm:ss format,
  1600. or a date only in mm/dd/yy format (time defaults to midnight), or a time only
  1601. in hh:mm:ss or hh:mm format (date defaults to today) or you can just type
  1602. Enter, in which case you will pop back to realtime operation.
  1603.  
  1604. Finally, the "F" command puts the program in a simple fast-forward mode.
  1605. This is useful when you want to see where a satellite is going in the next
  1606. few minutes or hours.  (Actually, you probably want to see where it's foot-
  1607. print, Offpointing Angle, Doppler, etc are going.)
  1608.  
  1609. When you type "F", this screen will start to move ahead in time steps which
  1610. are approximately 1/100th of an orbital period for the chosen satellite.
  1611. Typing a second "F" will pop you back to realtime.
  1612.  
  1613. At the risk of belaboring the explanation, I will point out that these 
  1614. commands can be used together.  You can use "T" to jump to next tuesday,
  1615. then "F" to fast-forward from there, and then "space" to momentarily freeze
  1616. the fast-forward.
  1617.  
  1618.  
  1619.  
  1620.   Driving an Automatic Antenna Rotor
  1621.   ----------------------------------
  1622. InstantTrack will optionally drive an automatic antenna rotor controller, 
  1623. to make your antennas track a satellite in realtime.  
  1624.  
  1625. At this time, the only such device that InstantTrack is programmed to handle 
  1626. is the "Kansas City Tracker" sold by L.L.Grace Communications Products.  The 
  1627. KCT is a single board interface that plugs into an IBM-PC style backplane.  
  1628. The address for L.L.Grace can be found in the bibliography.  The author has no
  1629. affiliation with this company.
  1630.  
  1631. When InstantTrack is in one of its realtime screens, the "R" command enables 
  1632. or disables realtime rotor control.  
  1633.  
  1634. InstantTrack communicates with the rotor controller driver TSR, which must be
  1635. previously loaded.  The "R" command tests for the presence of such a driver.
  1636. If present, an "R" appears on the top line of the screen.  Otherwise, Instant-
  1637. Track beeps, then continues.
  1638.  
  1639. InstantTrack can also work in concert with a TSR program called OrbitDRV which
  1640. allows your computer to track satellites and control your antennas "in the
  1641. background" while you use your computer for other things.  OrbitDRV is
  1642. described in detail in the file ORBITDRV.DOC.  An alternate command interface
  1643. for OrbitDRV is described in the file ITRACK.DOC.
  1644.  
  1645.  
  1646. Satellite Position Table (Ephemeris)
  1647. ------------------------------------
  1648. This is the "old standard" display you expect from a satellite tracking 
  1649. program.  Its a table of the computed position of a satellite at various times
  1650. in the future.  The info in the table is a subset of the data on the realtime
  1651. tracking screen.  Each item has therefore already been explained.  Note that
  1652. the display has two formats, and you can toggle between them with the C com-
  1653. mand.
  1654.  
  1655.  
  1656.   Entering Parameters
  1657.   -------------------
  1658. You will be asked to select a satellite, using the standard satellite selec-
  1659. tion menu.  After that, you will be asked for a starting time, and a time
  1660. increment.  In each case, the program provides a reasonable default value 
  1661. which you can select by simply typing the Enter key in response to each 
  1662. question.  Start time defaults to right now, and the time increment defaults
  1663. to .01 / Mean Motion (which means the time increments will be smaller for 
  1664. faster moving satellites).  
  1665.  
  1666.  
  1667.   Understanding The Display
  1668.   -------------------------
  1669. The numeric information presented on this display is a subset of the infor-
  1670. mation on the realtime text display.  See explanations in the text display
  1671. section.
  1672.  
  1673.  
  1674.   Commands
  1675.   --------
  1676. While displaying a table of satellite positions, the following commands apply.
  1677.  
  1678.   Enter Key  -- display the next page of the table.
  1679.      Q       -- quit tracking.  go back to main menu.
  1680.   Left Arrow  -- advance to next satellite
  1681.   Right Arrow -- go back to previous satellite
  1682.      C       -- toggle the display format.  (Lat/Lon vs Cities)
  1683.      S       -- toggle the scroll mode. (Page-at-a-time vs Scrolling)
  1684.      W       -- toggle the fast rise-time finder on/off.
  1685.  
  1686. Most of these commands are self-explanatory.  The "W" command is here only to
  1687. help me verify InstantTrack's fast satellite rise-time finding algorithm.
  1688. When this is disabled, the word "SLO" will appear in the upper left corner of
  1689. the screen, and the program will use the simpler but slower method of stepping
  1690. time and recalcing satellite position until the satellite appears above the
  1691. horizon.  Results should always be the same either way.  The times displayed
  1692. will be slightly different, because the slow method has a time granularity of
  1693. one time step.
  1694.  
  1695.  
  1696.  
  1697. The Satellite Schedule Display...
  1698. ---------------------------------
  1699.  
  1700. This display is an attempt to provide you with a quick indication of when
  1701. satellite operations may be possible.  The schedule shows you when a satellite
  1702. will be above the horizon as viewed from your station.  If you have entered a
  1703. satellite schedule for this satellite (in the satellite database), then the 
  1704. satellite operating mode will also be shown whenever the satellite is up.
  1705.  
  1706. There are two forms of the display.  You can display a single satellite for
  1707. 20 days, or 20 satellites on a single day.
  1708.  
  1709. You will be prompted for the starting date&time.  As with all time prompts
  1710. in InstantTrack, you may enter the either or both date & time.  You may also
  1711. type neither, in which case starting time will default to right now.
  1712.  
  1713. If you have asked for a single-satellite schedule, you will then select a 
  1714. satellite on the satellite selection menu.  If you have asked for a multiple-
  1715. satellite schedule, you will be prompted for the name of a satellite group.
  1716. If you do not enter a group name, the group will default to *, (ie all sat-
  1717. ellites).  Groups are explained in the section on Satellite Parameters.
  1718.  
  1719.  
  1720.   Understanding The Display
  1721.   -------------------------
  1722. In the first form, each day is shown as a row on the display.  Each column 
  1723. indicates a 20 minute period during the day.  A portion of the display looks 
  1724. like this...
  1725.  
  1726.   Satellite: Oscar-13        Station: N6NKF
  1727.  
  1728.                           Hours UTC
  1729.           0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 ... 23
  1730.   05/21/89------------oooBBBBBBJJJBBBBB-------------- ... --
  1731.   05/22/89------------------BJJJ----------B---------- ... --
  1732.   05/23/89----------------BJ----------BBBB----------- ... --
  1733.  
  1734. In the second form, each satellite is shown as a row on the display.  A
  1735. portion of the display looks like this...
  1736.  
  1737.   Day: 05/21/89              Station: N6NKF
  1738.  
  1739.                           Hours UTC
  1740.           0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 ... 23
  1741.   Sun     ------------******************************* ... --
  1742.   Moon    -*************************----------------- ... --
  1743.   Oscar 13------------oooBBBBBBJJJBBBBB-------------- ... --
  1744.  
  1745. "-" indicates that the satellite is below the horizon.  Any other character
  1746. indicates that the satellite is above the horizon.  If you have entered a 
  1747. schedule for this satellite, then these characters will correspond to the
  1748. operating mode.  If you have not entered a schedule, then "*" is used to 
  1749. indicate above horizon.
  1750.  
  1751. Even though the display only has room for three columns per hour (one point
  1752. every 20 minutes), this display will reliably indicate the presence of 
  1753. satellite passes as small as 1 minute!
  1754.  
  1755. As with other displays, yellow and green are used to indicate above and below
  1756. the horizon.  I have carefully avoided use of special characters which might
  1757. not appear properly on a printer.  After the schedule is complete, use
  1758. Shift-PrtSc to capture a copy to your printer.
  1759.  
  1760. To try something familiar, display a schedule for the moon.
  1761.  
  1762. The idea for this display format came from a program written by John Mezak,
  1763. K2RDX.
  1764.  
  1765.  
  1766.   Commands
  1767.   --------
  1768. During the schedule display, the following commands apply...
  1769.  
  1770.      Q       -- quit the schedule.  go back to main menu.
  1771.  
  1772.  
  1773.  
  1774. The Satellite Covisibility Display...
  1775. -------------------------------------
  1776. Some satellites have the capability of establishing a communications link
  1777. directly with another satellite.  This is called a crosslink.  Crosslinks
  1778. are only possible when one satellite can "see" the other, i.e when the earth
  1779. doesn't get in the way of the direct line-of-sight path from one satellite to
  1780. the other satellite.  This display shows you, in realtime, which satellites
  1781. "see" which satellites, i.e where crosslinks are theoretically possible.
  1782. Crosslinks are possible an amazingly large fraction of the time.
  1783.  
  1784. There is growing interest in recent years in very small communications 
  1785. satellites in low earth orbit (LEO).  These are cheaper to build and launch 
  1786. than large satellites, and many can be launched at one time.  The AMSAT micro-
  1787. sat project has designed a very small (9" cube) amateur radio digital communi-
  1788. cations satellite, and is at the time of this writing building several for an
  1789. upcoming launch.  A disadvantage of low earth orbit is that any one low 
  1790. satellite can see a very small fraction of the earth's surface at any time,
  1791. making long distance communication impossible.  The AMSAT micro-sat overcomes 
  1792. this difficulty by operating in a store-and-forward mode.  An alternative 
  1793. solution would be to design microsats with crosslink capabilities.  
  1794.  
  1795. Looking forward to the day when amateur satellites will support crosslinks,
  1796. this display tells you when such crosslinks are possible.
  1797.  
  1798.  
  1799.   Understanding The Display
  1800.   -------------------------
  1801. The display is a matrix.  Each row and column represents a satellite.  There
  1802. is a small green dot at the intersection of any row & column if the two 
  1803. satellites cannot see each other, and a big yellow dot if they can.
  1804.  
  1805. Unfortunately, I can only fit 20 x 58 of this matrix on the screen at any one
  1806. time.  The four arrow keys scroll the display in various directions so you can
  1807. see any part of the entire 150 x 150 matrix.
  1808.  
  1809. Two additional columns on the left are labelled "O" and "S".  These stand for
  1810. "Observer" (that's you), and "Sun".  Dots in the O column indicate whether the
  1811. satellite named to the left is visible to you at the present time.  Dots in 
  1812. the S column indicate whether the satellite named to the left can see the sun.
  1813. (LEO satellites are in the earth's shadow a much larger fraction of the time
  1814. than higher orbiting satellites.)
  1815.  
  1816. A small dot next to the date & time in the upper left of the screen blinks
  1817. once every time that the computer has recomputed the positions of all the
  1818. satellites and updated the display.  
  1819.  
  1820.   Commands
  1821.   --------
  1822.   arrow keys -- cause scrolling, so you can view selected portion of the
  1823.         covisibility display.
  1824.        Q     --  quit this screen.
  1825.  
  1826.  
  1827.  
  1828. Setting Time via NBS...
  1829. -----------------------
  1830.  
  1831.   What is NBS ACTS?
  1832.   -----------------
  1833. NBS ACTS is the Advanced Computer Time Service provided by the US Government
  1834. National Bureau of Standards.  The NBS Time Service presently uses an ordinary
  1835. phone number in the 303 area code.  The only cost of using the service is the
  1836. cost of a very quick long-distance call.  The NBS plans to switch to a 900-
  1837. number in the future.
  1838.  
  1839.   Procedure
  1840.   ---------
  1841. To set your computer's DOS clock via NBS ACTS, select "Update Time (NBS)" at
  1842. the main menu.
  1843.  
  1844. InstantTrack will tell your modem to dial, and all characters exchanged
  1845. between the modem and computer will be displayed on the screen.  The NBS sends
  1846. one time-stamp every second.  As soon as NBSCOM has correctly received two 
  1847. time stamps in a row, it will hang up the phone, and tell you the results.  An
  1848. example session follows.  At any time during the modem dialog, you can type
  1849. any key, and the program will hang up the phone and exit immediately.
  1850.  
  1851. A sample session...
  1852.     --- Modem dialog follows --- Type any key to abort. ---
  1853.     ? = HELP
  1854.     National Bureau of Standards
  1855.     Telephone Time Service
  1856.                             D  L D
  1857.      MJD  YR MO DA  H  M  S ST S UT1 msADV         OTM
  1858.     47511 88-12-16 06:03:44 00 0 -.1 045.0 UTC(NBS) *
  1859.     47511 88-12-16 06:03:45 00 0 -.1 045.0 UTC(NBS) *
  1860.  
  1861.     --- Setting DOS Date & Time to local: 12/15/1988 22:03:44 ---
  1862.     --- Your DOS time was ahead of NBS by 5.22 seconds ---
  1863.     --- Info only: Your hardware real time clock reads: 12/15/1988 22:04:44 ---
  1864.     --- Done --- Phone call duration was 20.4 seconds. ---
  1865.  
  1866. Note that your DOS clock is set to your "local" time zone, controlled by your
  1867. setting of the "TZ" environment variable.  This is described earlier in this
  1868. document.
  1869.  
  1870. The "Info only" line about your hardware realtime clock is only printed if you
  1871. have an IBM AT, or a machine with an AT-compatible BIOS.  NBSCOM reads the AT
  1872. RTC, but does not, at this time, attempt to set it.  It makes no attempt to
  1873. read or write the large variety of different third-party aftermarket RTCs that
  1874. are present in many IBM PC's and XT's.  
  1875.  
  1876. The average phone call duration is about 20 seconds.  If there is phone line 
  1877. noise that garbles some of the characters, it will take a little longer.  
  1878. InstantTrack contains a timeout to prevent phone calls longer than 90 seconds.  
  1879. The NBS has provided a timeout which hangs up the phone at their end at 55 
  1880. seconds.  
  1881.  
  1882.  
  1883.   What Can Go Wrong?
  1884.   ------------------
  1885. The most common thing that can go wrong is that your modem may require 
  1886. different commands than the one i've provided, or you may have your modem
  1887. on a different com port.  You may edit the file NBSCOM.INI to correct these
  1888. problems.  
  1889.  
  1890.  
  1891.   Technical Notes re Dialing modems, etc.
  1892.   ---------------------------------------
  1893. One of the challenges when writing any program that attempts to dial and 
  1894. interact with a modem is the very large variety of different brands and
  1895. models of modems in use.  They all support a slightly different set of 
  1896. commands, and handle the various RS232 modem control signals in a slightly
  1897. different way.  Furthermore, there are an amazing variety of different ways
  1898. that RS232 cables can be wired.  
  1899.  
  1900. Most commercial communications programs (Crosstalk, MIRROR, ProComm,...) solve
  1901. this problem by providing a large number (as many as 20) different config-
  1902. uration files which tell the program how to interact with each different kind
  1903. of modem.  These differences include the command set, handling of modem con-
  1904. trol signals (which are required, and which are provided by the modem), hand-
  1905. shake timing, call progress indications, etc.
  1906.  
  1907. I've taken a different approach.  
  1908.  
  1909. I've written serial i/o routines which are completely oblivious to the state 
  1910. of the RS232 modem-control signals.  If your modem happens to not provide one 
  1911. of the modem-control signals, or use one of them in an unusual way, NBSCOM 
  1912. doesn't care.  (The standard IBM BIOS, on the other hand, requires that the 
  1913. modem raise DSR and CTS.)  For outgoing modem-control signals, NBSCOM raises 
  1914. DTR and RTS, which, hopefully will satisfy all modems that care.  (The stan-
  1915. dard IBM BIOS raises DTR, but then toggles RTS, depending on whether you are 
  1916. reading or writing to the serial port.)  
  1917.  
  1918. I've also provided an NBSCOM.INI file where you can specify the exact 
  1919. character strings that should be sent to your modem to dial and hang up.  The 
  1920. Hayes-type commands that i've included by default will probably work with 90% 
  1921. of all modems, but if you require something different, you can just change it.
  1922.  
  1923. The program also raises DTR and RTS before dialing, and drops them after 
  1924. dialing.  Some modems hang up the phone in response to a falling DTR instead 
  1925. of a command.
  1926.  
  1927. Finally, while most commercial programs attempt to interact with the call
  1928. progress indications (i.e detection of dial-tone, busy signal, etc) provided
  1929. by most modern modems, i have ignored them completely.  I simply dial, then
  1930. wait for characters from the modem that look like the NBS format.  This has
  1931. the disadvantage that if anything goes wrong during the call (say, for exam-
  1932. ple, a busy signal) this program will simply wait 'til its timeout occurs.
  1933. A program that listens for the call-progress info from a modem would know that
  1934. that had happened immediately, and tell you.  This simple-minded approach has
  1935. the advantage that it is compatible with a wide variety of modems, and it has
  1936. not yet been an inconvenience.  I have yet to get a busy signal from NBS!  
  1937. You can, of course, immediately abort a call at any time manually, by typing
  1938. any key on the keyboard.  
  1939.  
  1940.  
  1941.  
  1942. Nonnumerical Geography: Maps, Cities, Gridsquares, etc...
  1943. ---------------------------------------------------------
  1944. Traditionally, satellite tracking programs have indicated the position of a
  1945. satellite by displaying two numbers: latitude and longitude.  I don't know
  1946. about you, but I don't immediately recognize a location, its distance from
  1947. me or other known locations, etc when presented with lat/lon coordinates.
  1948. InstantTrack uses three hopefully more human-friendly methods..
  1949.  
  1950.   Maps
  1951.   ----
  1952. Of course, pointing at a map is the most user-friendly way to specify a 
  1953. location.  InstantTrack contains a map of the world, and a map of the sky,
  1954. both of which are described above under the heading "Understanding the Real-
  1955. time (Map) Display".
  1956.  
  1957.   Cities
  1958.   ------
  1959. InstantTrack contains a database of the names and locations of 1754 cities 
  1960. worldwide.  About half of these cities are in the United States, and the other
  1961. half scattered around the rest of the world.  Data for U.S. cities were
  1962. obtained from magnetic tapes available from the U.S. Geological Survey. 
  1963. The selection criteria for U.S. cities was population.  West of -99 deg
  1964. longitude, all cities >20,000 pop are included.  East of -99 deg longitude,
  1965. all cities >29,000 pop are included.  I typed in the data for non-U.S. cities
  1966. from atlases and other reference books.  
  1967.  
  1968.   Gridsquares
  1969.   -----------
  1970. The Grid Locator System, or gridsquares, (in Europe it's called the Maidenhead
  1971. Locator System) is used by amateur radio operators.  It is simply an encoding
  1972. of latitude and longitude into a four or six character string.  Its quicker
  1973. to say "DM12it" over the radio than "I'm at 32.817 degrees North latitude, 
  1974. 117.267 degrees East longitude".  See Tyson's article in QST.  It's listed in
  1975. the bibliography.
  1976.  
  1977.  
  1978.  
  1979. Files used by InstantTrack...
  1980. -----------------------------
  1981. Computer readable files used by InstantTrack...
  1982.   IT.EXE    This is the executable program.
  1983.   ITNCP.EXE    Alternate executable program if you have No math CoProcessor.
  1984.   IT.ORB    Library of satellite orbital elements.
  1985.   IT.QTH    Library of station elements.
  1986.   IT.CTY    Library of 1754 city locations worldwide.
  1987.   IT.MP?    Maps of earth.
  1988.   IT.STR    Map of 790 bright stars.
  1989.   IT.HLB    Text for the online help screens.
  1990.  
  1991. Human readable files that come with InstantTrack...
  1992.   IT.DOC    The documentation file you are now reading.
  1993.   IT.UPD    Info about recent changes, bugs, etc. in InstantTrack.
  1994.   NBSCOM.INI    Configuration info for dialing NBS ACTS.
  1995.  
  1996. Documentation for related programs...
  1997.   ORBITDRV.DOC  The documentation file for OrbitDRV
  1998.   ITRACK.DOC    The documentation file for ITRACK
  1999.  
  2000.  
  2001. Generally, all the computer-readable files should be placed in the same 
  2002. directory, and IT should be run while connected to that directory.
  2003.  
  2004. If you wish to run InstantTrack while connected to directories other than the
  2005. one in which you have placed these files, you should define a DOS environment
  2006. variable named INSTANTTRACK, and make it point at the directory containing
  2007. the InstantTrack files.  
  2008.  
  2009. Example:  SET INSTANTTRACK=D:\it
  2010.  
  2011. You may also wish to put the directory containing the InstantTrack .EXE files
  2012. in your PATH definition, so that DOS will know where to find them when you
  2013. type IT or ITNCP.
  2014.  
  2015. Example: SET PATH=C:\;C:\bin;D:\it
  2016.  
  2017.  
  2018.  
  2019. Copyright Notice, Distribution Policy, etc...
  2020. ---------------------------------------------
  2021. This program is Copyright (c) Franklin Antonio, 1989, All Rights Reserved.
  2022.  
  2023. Copies of InstantTrack may be purchased in the United States from AMSAT-NA,
  2024. a non-profit organization which constructs and launches amateur radio
  2025. satellites.  When you purchase a copy of InstantTrack from AMSAT-NA, the
  2026. entire purchase price goes toward the amateur radio space program.
  2027.  
  2028. InstantTrack is distributed in the United Kingdom by AMSAT-UK, and in 
  2029. Australia by AMSAT-Australia.  Address information for the AMSAT organizations
  2030. can be found in the appendix.
  2031.  
  2032. Any distribution of InstantTrack requires a license.
  2033.  
  2034.  
  2035.  
  2036. Warranty...
  2037. -----------
  2038. No warranty is expressed or implied.  This software has been written as an
  2039. amateur hobby effort, and I will only support it at that level.  You are
  2040. encouraged to report bugs however.  
  2041.  
  2042.  
  2043.  
  2044. Acknowledgements...
  2045. -------------------
  2046. I've borrowed most of the good ideas from other tracking programs i've used.
  2047. Namely, the W0SL tracking program written by Roy Welch (W0SL), which is a 
  2048. derivative of the W3IWI Orbit program by Tom Clark (W3IWI), and of course,
  2049. QuikTrak(tm) by Bob McGwier (N4HY).  The idea for the compact schedule display
  2050. came from John Mezak (K2RDX).  All the code in InstantTrack, however, is 
  2051. my own.
  2052.  
  2053. Paul Williamson (KB5MU), provided extensive assistance testing this program.
  2054. Paul also wrote the "TSR" part of OrbitDRV, and all of ITRACK and DUMMYKCT.
  2055. Other beta-testers included Mike Brock (WB6HHV), Dave Guimont, (WB6LLO),
  2056. Steve Wilmet (WB6BDY), Harry Bluestein (N6TE), Ross Forbes (WB6GFJ),
  2057. John Fail (KL7GRF), Glenn Moody (N4OUL), Vern Hajek (K6UGS),
  2058. Chuck Dowling (KI6TG), Graham Ratcliff (VK5AGR), Steve Roberts (N4RVE),
  2059. Courtney Duncan (N5BF), Ron Broadbent (G3AAJ), Tom Lafleur (KA6IQA).
  2060. Steve wrote a review of InstantTrack in the Nov '89 issue of '73 magazine.
  2061.  
  2062.  
  2063. Appendix 1 -- Example Satellite Element File Formats...
  2064. -------------------------------------------------------
  2065.  
  2066. NASA Format
  2067. -----------
  2068. This is the format used by NASA to distribute satellite elements in their
  2069. "NASA Prediction Bulletin".  The origin of the format is unknown.  Some old
  2070. NORAD reports refer to this as T-card format.  NASA documents often call it
  2071. the "2-line" format.  
  2072.  
  2073. InstantTrack expects a file which contains groups of 3 lines:  One line 
  2074. containing the satellite's name, followed by the NASA 2 lines of numbers.
  2075.  
  2076. Files of this format are distributed by T.S.Kelso to two nationwide computer
  2077. networks, and end up on BBS's and electronic mail systems around the country.
  2078. On usenet these can be found in the rec.ham-radio newsgroup.  On internet, in
  2079. the INFO-HAMS digest.  If you don't have access to usenet or internet, they
  2080. are also available on his telephone BBS "The Celestial RCP/M" (513) 427-0674.
  2081.  
  2082. NASA format files look like this...
  2083.  
  2084. OSCAR 10
  2085. 1 14129U          88230.56274695 0.00000042           10000-3 0  3478
  2086. 2 14129  27.2218 308.9614 6028281 329.3891   6.4794  2.05877164 10960
  2087. GPS-0008
  2088. 1 14189U          88230.24001475 0.00000013                   0  5423
  2089. 2 14189  63.0801 108.8864 0128028 212.9347 146.3600  2.00555575 37348
  2090.  
  2091. Each number is in a specified fixed column.  Spaces are significant.
  2092. The last digit on each line is a mod-10 check digit, which is checked by
  2093. the program.  The program also checks the sequence numbers (first column),
  2094. and checks each orbital element for reasonable range.  This is a very good
  2095. set of checks, so this format is very safe, and robust.
  2096.  
  2097. I have noticed recently files of "almost NASA format" elements on some BBSs.
  2098. Specifically, some people have been leaving off the check digits, and adding
  2099. commentary to the first line.  There is no excuse for this.  We can only
  2100. exchange data if we adhere to standards.  An almost NASA format file is no
  2101. better than a diskette that's "almost" the right size to fit in that little
  2102. slot in the front of your computer.
  2103.  
  2104. The following description, which i obtained from T.S.Kelso, describes the 
  2105. NASA format in detail...
  2106.  
  2107.  
  2108. From: tskelso@ut-emx.UUCP (TS Kelso)
  2109. Subject: NASA Prediction Bulletin Format
  2110. Date: 21 Aug 88 16:49:21 GMT
  2111. Organization: The University of Texas at Austin, Austin, Texas
  2112.  
  2113. Data for each satellite consists of three lines in the following format:
  2114.  
  2115. AAAAAAAAAAA
  2116. 1 NNNNNU NNNNNAAA NNNNN.NNNNNNNN +.NNNNNNNN +NNNNN-N +NNNNN-N N NNNNN
  2117. 2 NNNNN NNN.NNNN NNN.NNNN NNNNNNN NNN.NNNN NNN.NNNN NN.NNNNNNNNNNNNNN
  2118.  
  2119. Line 1 is a eleven-character name.
  2120.  
  2121. Lines 2 and 3 are the standard Two-Line Orbital Element Set Format identical 
  2122. to that used by NASA and NORAD.  The format description is:
  2123.  
  2124. Line 2
  2125. Column     Description
  2126.  01-01     Line Number of Element Data
  2127.  03-07     Satellite Number
  2128.  10-11     International Designator (Last two digits of launch year)
  2129.  12-14     International Designator (Launch number of the year)
  2130.  15-17     International Designator (Piece of launch)
  2131.  19-20     Epoch Year (Last two digits of year)
  2132.  21-32     Epoch (Julian Day and fractional portion of the day)
  2133.  34-43     First Time Derivative of the Mean Motion divided by 2.
  2134.         or Ballistic Coefficient (Depending of ephemeris type)
  2135.  45-52     Second Time Derivative of Mean Motion divided by 6. (Blank if N/A)
  2136.  54-61     BSTAR drag term if GP4 general perturbation theory was used.
  2137.            Otherwise, radiation pressure coefficient.
  2138.  63-63     Ephemeris type
  2139.  65-68     Element number
  2140.  69-69     Check Sum (Modulo 10)
  2141.            (Letters, blanks, periods = 0; minus sign = 1; plus sign = 2)
  2142.  
  2143. Line 3
  2144. Column     Description
  2145.  01-01     Line Number of Element Data
  2146.  03-07     Satellite Number
  2147.  09-16     Inclination [Degrees]
  2148.  18-25     Right Ascension of the Ascending Node [Degrees]
  2149.  27-33     Eccentricity (decimal point assumed)
  2150.  35-42     Argument of Perigee [Degrees]
  2151.  44-51     Mean Anomaly [Degrees]
  2152.  53-63     Mean Motion [Revs per day]
  2153.  64-68     Revolution number at epoch [Revs]
  2154.  69-69     Check Sum (Modulo 10)
  2155.  
  2156. All other columns are blank or fixed.
  2157.  
  2158. Note that the International Designator fields are usually blank, as issued in 
  2159. the NASA Prediction Bulletins.
  2160.  
  2161.  
  2162.  
  2163. AMSAT Format
  2164. ------------
  2165. There are several very similar formats generated by several different people
  2166. that seem to be called "AMSAT" format.  I have tried to make InstantTrack
  2167. compatible with all of them.  This format is very user-friendly, and can be
  2168. easily read and/or edited by humans.  Spaces are not significant.  Each 
  2169. orbital element must appear on a separate line.  The order in which orbital
  2170. elements appear is not significant, except that each element set should begin
  2171. with a line containing the word "satellite".  This file format does not 
  2172. contain any check digits or other error detection techniques.
  2173.  
  2174. InstantTrack searches each line of the file for several possible keywords, 
  2175. and a correctly formatted number.  One nice implication of this is that
  2176. additional information, as long as it is carried on additional lines 
  2177. (commentary, information about satellite schedule, etc) can be added to these
  2178. files, and it will not bother InstantTrack.  Each orbital element is checked 
  2179. for correct range, and element sets containing out-of-range elements are
  2180. discarded..
  2181.  
  2182. First example AMSAT format, as distributed by Conrad Kirksey W5BWF..
  2183.  
  2184.    Satellite: AO-10
  2185.    Int'l Object Number: 14129
  2186.    NASA Designation: 1983-058B
  2187.    Epoch Time, T0: 88239.30510271
  2188.      Fri Aug 26, 1988.
  2189.    Epoch Rev, K0: 1114
  2190.    Mean Anomaly, M0: 6.0030 deg
  2191.    Mean Motion, N0: 2.05882335 rev/day
  2192.    Inclination, I0: 27.1492 deg
  2193.    Eccentricity, E0: 0.6027104
  2194.    Arg Perigee, W0: 331.5568 deg
  2195.    RAAN, O0: 307.6972 deg
  2196.    Period:  699.428632 min/rev
  2197.    Increment:  174.857158 deg/rev
  2198.    Beacon, F1: 145.8100 MHz
  2199.    Decay, N1: -1.38E-06 rev/day^2
  2200.    Element Set: 352
  2201.  
  2202.  
  2203. Second example AMSATish format, as distributed in an ARRL bulletin...
  2204.  
  2205.    KEPLERIAN BULLETIN 77   ARLK077
  2206.    FROM ARRL HEADQUARTERS
  2207.    NEWINGTON CT  SEPTEMBER 24, 1988
  2208.    TO ALL RADIO AMATEURS
  2209.  
  2210.    Satellite: oscar-10     
  2211.    Catalog number: 14129      
  2212.    Epoch time:      88248.53312992
  2213.    Element set:     353 
  2214.    Inclination:       27.1605 deg
  2215.    RA of node:       306.2255 deg
  2216.    Eccentricity:    0.6029797
  2217.    Arg of perigee:   333.9978 deg
  2218.    Mean anomaly:       5.4273 deg
  2219.    Mean motion:    2.05877131 rev/day
  2220.    Decay rate:        4.4e-07 rev/day sq
  2221.    Epoch rev:            3933    
  2222.  
  2223. Both of these formats, and many other similar ones, will be read correctly.
  2224. Since the AMSAT format is not precisely defined, however, i cannot guarantee
  2225. that everything anyone might call "AMSAT" format in the future will work.
  2226.  
  2227.  
  2228.  
  2229. Appendix 2 -- Known Bugs, Problems, Futures, etc.
  2230. -------------------------------------------------
  2231.  
  2232. See IT.UPD for information about recent changes, etc.
  2233.  
  2234. As with any project this large, the product is never complete.  There are 
  2235. more good ideas than time to implement them.  I had to stop somewhere, and
  2236. the result is release 1.00 .
  2237.  
  2238. I make no commitment about future versions, however I do have a long wish list
  2239. of ideas which I hope can be implemented in future versions of InstantTrack.
  2240. These include some of the obvious things (support for schedules & ephemeris
  2241. to printer, visual observability predictions, multiple-observer schedules,
  2242. etc) and some new ideas which I'm going to keep to myself for now.  The beta
  2243. test group has provided me with a long list of things I could have done
  2244. better.  Fixing isn't as much fun as implementing new features, but some of
  2245. this work might happen too.
  2246.  
  2247. Stay tuned.
  2248.  
  2249.  
  2250.  
  2251. Bibliography...
  2252. ---------------
  2253.  
  2254. The Satellite Experimenter's Handbook, by Martin R. Davidoff, K2UBC
  2255.   1985, published by ARRL, 225 Main St., Newington, CT 06111
  2256.   This is an excellent introduction to amateur radio satellites, 
  2257.   basic orbital mechanics, operating procedure, etc, and is highly
  2258.   recommended.
  2259.  
  2260. Methods of Orbit Determination, by Pedro Escobal,
  2261.   1965, corrected reprint 1973, published by Krieger Publishing, and
  2262.   John Wiley & Sons.  ISBN 0-88275-319-3.
  2263.   This is the best orbit mechanics book i have found.  Fairly technical
  2264.   and expensive, but logically organized, understandable, and complete.
  2265.   This book peaked my interest in Celestial Mechanics again, after many
  2266.   years of neglect.
  2267.  
  2268. Celestial Mechanics: A Compuational Guide for the Practitioner
  2269.   by Laurence J. Taff, 1985, published by John Wiley & Sons. 
  2270.   ISBN 0-471-89316-1
  2271.   This book provides a refreshingly candid assessment of compuational
  2272.   techniques.  Taff makes his opinions clearly known, in a style atypical
  2273.   of most textbooks.  Lots of good material here.  Not suggested as a first
  2274.   text on the subject however.
  2275.  
  2276. "Bahn Coordinates Guide -- Satellite Orbits", by Phil Karn (KA9Q),
  2277.   AMSAT Satellite Journal, Jan-Feb 1986, pp 8-11.
  2278.   Describes the coordinate system that AMSAT uses to describe satellite
  2279.   attitude.  
  2280.  
  2281. "Conversion Between Geodetic and Grid Locator Systems", by Edmund T. Tyson,
  2282.   QST Magazine, January 1989.  This article gives a clear explanation of the
  2283.   grid locator system.  
  2284.  
  2285. "The Satellite Sky", published by Air & Space, Smithsonian Institution, 
  2286.   Washington DC, 20560,  ISSN-0886-2257.
  2287.   This is a 21" x 34" poster, listing over 250 satellites, and their name, 
  2288.   purpose, owning nation, launch site, launch date, altitude, etc.  Commmuni-
  2289.   cations, Weather, Photo Recon, Electronic Surveillance, Navigation, Earth 
  2290.   Sensor, and Research satellites are listed.  Amateur radio satellites are 
  2291.   not.  
  2292.  
  2293. The RAE Table of Earth Satellites 1957-1986, compiled at The Royal Aircraft
  2294.   Establishment, Farnborough, Hants, England, by D.G. King-Hele, et al.
  2295.   Published in U.S. by Stockton Press, New York.  ISBN 0-333-39275-2.
  2296.   <I've also seen it listed as ISBN 0-935859-05-5.>  This book lists 17000 
  2297.   objects from 2869 launches (many of the objects are fragments), and their 
  2298.   name, designation, launch date, estimated lifetime, mass, shape, dimensions,
  2299.   and basic orbital parameters.  Costs $160 !  Probably can be found in the 
  2300.   reference section of your local college library.  
  2301.  
  2302. The following sources for satellite data are listed in Taff's book.  I have
  2303.   not tried them...
  2304.     a. "Satellite Situation Report", available from NASA, Office of Public
  2305.        Affairs, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland
  2306.     b. "Satellite Situation Summary", available from U.S. Navy, Commanding
  2307.        Officer, Naval Space Surveillance System, Dahlgren, Virginia
  2308.     c. "Table of Space Vehicles", available from Royal Aircraft Establishment,
  2309.        Procurement Executive, Ministry of Defence, Farnborough, Hants, Great
  2310.        England, (or from U.S. Defense Documentation Center, Cameron Station,
  2311.        Alexandria, Virginia 22314, as document AD-A109363).
  2312.     d. "Satellite Catalog Compilations", NORAD, Peterson AFB, Colorado, 80914
  2313.  
  2314. "Your Window for Visually Observing Satellites" by Vern Riportella, WA2LQQ,
  2315.   in QEX magazine, #77, July 1988, published by American Radio Relay League,
  2316.   225 Main St., Newington, CT 06111
  2317.   Nice introductory article on criteria for visual observability of satel-
  2318.   lites.
  2319.  
  2320. Artificial Space Debris, by Nicholas L. Johnson & Darren S. McKnight, 1987,
  2321.   Orbit Book Co., Inc, Krieger Publishing Co., Melbourne FL, 111 pages,
  2322.   ISBN 0-89464-012-7, $34.50
  2323.   "Only 5 % of the 7,000 trackable objects in orbit are functioning satel-
  2324.   lites."  Nifty book on the debris pollution of near-earth space.
  2325.  
  2326. "A Non-Cosmetic Improvement to the W3IWI Tracking Algorithm" by Bob McGwier,
  2327.   N4HY, in AMSAT-NA Technical Journal, V1 #1, Summer 1987.  (Available from
  2328.   AMSAT-NA)
  2329.   Describes the computational technique for quickly finding a satellite's
  2330.   rise time.  Strong mathematical content.
  2331.  
  2332.  
  2333. AMSAT-NA --> The Radio Amateur Satellite Corporation (AMSAT)
  2334.              Post Office Box 27
  2335.              Washington, DC  20044
  2336.              Phone: (301) 589-6062
  2337.   This is a North American non-profit group that builds and launches amateur
  2338.   satellites.  They have a variety of materials useful to anyone learning
  2339.   about amateur radio satellite operation.  They publish biweekly newsletter
  2340.   "Amateur Satellite Report", and a quarterly "The AMSAT Journal".  Please
  2341.   consider becoming a member of AMSAT-NA.
  2342.  
  2343.  
  2344. AMSAT-UK --> AMSAT-UK
  2345.          94 Herongate Road
  2346.          Wanstead Park
  2347.          London E12 5EQ, England
  2348.              Phone: 01-989 6741
  2349.   This is a U.K. non-profit group similar in purpose to AMSAT-NA.  They
  2350.   publish a very good newsletter "Oscar News" once every two months, and
  2351.   publish other material useful to beginners.
  2352.  
  2353.  
  2354. AMSAT-Australia --> AMSAT-Australia
  2355.             G.P.O. Box 2141
  2356.             Adelaide 5001
  2357.             Phone: (08) 297 5104
  2358.   This is an Australian non-profit group similar in purpose to AMSAT-NA.
  2359.   Recent issues of their newsletter have contained Oscar-13 schedules produced
  2360.   by InstantTrack!
  2361.  
  2362.  
  2363. Project OSCAR --> Project OSCAR
  2364.                   P.O. Box 1136
  2365.                   Los Altos, CA  94023-1136
  2366.   This group publishes "The OSCAR Letter", containing information about
  2367.   amateur radio satellites, and also distributes amateur satellite related
  2368.   software written by hams in other countries.  Subscribe by sending $10. and
  2369.   six #10 SASE to Project OSCAR.
  2370.  
  2371.  
  2372. NASA  --> NASA Prediction Bulletins
  2373.           Goddard Spaceflight Center
  2374.           Project Operations Branch
  2375.           Code 513
  2376.           Greenbelt, MD 20771
  2377.   These folks publish orbital elements for a large number of satellites.
  2378.   If you need elements for a particular sat. not available through the
  2379.   many networks and bbs's, you can get them from NASA.  Unfortunately, NASA
  2380.   only distributes elements in human-readable form (Xerox'd) at this time.
  2381.  
  2382.  
  2383. NBS  -->  NBS-ACTS
  2384.           Time and Frequency Division
  2385.           Mail Stop 52
  2386.           325 Broadway
  2387.           Boulder, CO  80303
  2388.   These people run the National Bureau of Standards ACTS telephone time
  2389.   service.  Send any questions or comments about that service to them.
  2390.  
  2391.  
  2392. KCT  -->  L. L. Grace Communcations Products
  2393.       41 Acadia Drive
  2394.       Voorhees, NJ 08043
  2395.       (609) 751-1018
  2396.   This company manufactures the "Kansas City Tracker".  I have no affiliation
  2397.   with L.L.Grace.  Send any questions regarding the KCT to them.
  2398.  
  2399.  
  2400. Author--> Franklin Antonio, N6NKF
  2401.           2765 Cordoba Cove
  2402.           Del Mar, CA  92014
  2403.           CompuServe ID: 76337,1365
  2404.   InstantTrack was written by Franklin Antonio, who welcomes your constructive
  2405.   comments about this software.  If you write to me and would like a response,
  2406.   please enclose a self-addressed stamped envelope.
  2407.  
  2408.  
  2409.  
  2410. ----END of IT.DOC----
  2411.