home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ HAM Radio 1 / HamRadio.cdr / satel / orbsii / orbits2.doc < prev    next >
Text File  |  1987-03-22  |  20KB  |  459 lines

  1.  
  2.                                ** ORBITS2 **
  3.                       
  4.                        A SATELLITE TRACKING PROGRAM
  5.                                FOR THE IBM-PC
  6.                                  3-22-87
  7.  
  8.  
  9.                       *****  PROPRIETARY NOTICE *****
  10.  
  11. This program is a proprietary product developed and distributed by Roy D.
  12. Welch, 908 Dutch Mill Dr., Manchester, Mo. 63011.
  13.  
  14. Copyright 1987 by Roy  D. Welch.  All rights  reserved except those expressly
  15. granted  to the user within this document.  Unauthorized copying or other use
  16. is in violation of the U.S. Copyright Act and is a civil and criminal offense.
  17.  
  18. Warranties  and other liabilities  are disclaimed.  The right is  reserved to
  19. modify the programs, files and these instructions at any time without  having
  20. the obligation to notify any persons or parties of such modifications.
  21.  
  22.  
  23.                           ***** REQUIREMENTS *****
  24.  
  25.                        IBM-PC/XT/AT
  26.                256k of RAM (minimum)
  27.             IBM Color Graphics Adapter (CGA)
  28.             IBM Color Display
  29.             Floppy Disk Drive (one)
  30.             DOS 2.X or later
  31.                                                                       
  32.  
  33.                              ***** GENERAL *****
  34.  
  35. This  documentation  covers  the  instructions  needed  for  using the program
  36. and  various  files  on  this  diskette  as  described  below.    The  program
  37. permits the user to establish data records for  up to twenty  earth satellites
  38. and to track  those satellites  for the  purpose of  aiming radio  antennas at
  39. them.  The user can select a particular function from a menu and that function
  40. will be executed automatically.  The IBM  Color Graphics Adapter  and Display,
  41. or equivalent, is required for graphics routines in this program.
  42.  
  43. The program is compiled to be run on an  IBM-PC.  While the  program   may run
  44. on the so called  "IBM compatibles",  there is no assurance of  compatibility.
  45. Compatible PCs must be compatible in both hardware and software because of the
  46. necessity of writing directly to the graphics display in the graphics routine.
  47.  
  48. Before the program  can be run the user must supply some information unique to
  49. his own geographical  location  and  ground station.  This  will be  described
  50. later. He must also have  a source of satellite  orbital elements in  order to
  51. periodically update the "numbers".  This too will be discussed later.
  52.  
  53. It is strongly suggested that at this point the user make a backup copy of the
  54. program  diskette  PRIOR  to  proceeding  any further.  Later, after a working
  55. copy  diskette has been made,  you can update  it with your own unique station
  56. parameters on it.  See ADDITIONAL COMMENTS.
  57.  
  58. To run the program, key in ORBITS2 followed by the ENTER key.  This must be
  59. done from the DOS prompt (<A, <C, etc.).
  60.  
  61.  
  62.                                      (1)
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.  
  71.                         ***** THE MAIN MENU *****
  72.  
  73.  
  74. The Main Menu provides a means by which the user can  select one of four other
  75. subprograms.  Each  of these subprograms  provide a way  to return to the menu
  76. when desired.  One these four subprograms provides  batch output  for a single
  77. satellite, listing tracking information in  non-realtime  for a selected  time
  78. period.  A second subprogram provides  the  capability  for realtime tracking.
  79. Thirdly, there is a  file management subprogram  that provides  the capability
  80. for updating  the orbital elements for each satellite.  The fourth  subprogram
  81. provides  a means  for  the  user  to  install  various  parameters concerning
  82. the particular ground station being used such as latitude,longitude,  altitude
  83. above sea level and station name or call sign, etc.   This program also allows
  84. the user to select one of four map presentations and its color.  A  world  map
  85. can be constructed  such that  the center of the map on the  screen  can be at
  86. 0, 90, 180, or 270 degrees longitude, to suit the user.  Antenna  autotracking
  87. can also be enabled in this routine.
  88.  
  89.  
  90.  
  91.                  ***** UPDATING KEPLERIAN ELEMENTS *****
  92.  
  93.  
  94. The program has  a  file  management  routine  that  builds  and  maintains an
  95. orbital elements file used by the tracking  routines.  It will handle elements
  96. for up to twenty satellites.  Only the  first eight will  be used in the real-
  97. time tracking program however.  The file should be arranged with this in mind.
  98. This  function  can  be  accessed  from  the  Main  Menu.  Prompting  is  used
  99. extensively to guide the user through adding, changing  and deleting satellite
  100. elements.  The user must also supply a name or designation for each satellite.
  101. This name must not exceed ten characters and must consist of  alphabetical and
  102. numerical  characters only.  Provision  is made to  input a  beacon  frequency
  103. for a  satellite if  Doppler  Shift  calculations  are  desired.  This is  not
  104. required however and is not  used by  the real time tracking  routines.  These
  105. required orbital elements are the classical Keplerian Orbital Elements and are
  106. available  from NASA  or from the  Amateur Satellite Report (ASR).  If you get
  107. them from  NASA you will get a large volume of paper, often two or three times
  108. a week.
  109.  
  110.  
  111.             1. Write to  NASA Predictions Bulletin Oprns. Ctr.
  112.                Branch Code 512, NASA GSFC
  113.                Greenbelt, MD 20771
  114.  
  115.             2. State, "I am a Radio Amateur operator and need prediction
  116.                bulletins for these satellites", or something similar.
  117.  
  118.             3. Furnish a list of desired satellites by catalog number:
  119.  
  120.                   OSCAR 10 = 14129
  121.                   OSCAR 11 = 14781
  122.                       F012 = 16909  (FUJI OSCAR 12)
  123.                        RS7 = 13001
  124.                        RS8 = 12998
  125.                        MIR = 16609
  126.  
  127.  
  128.                                      (2)
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137.             4. Also request the format explanation for these bulletins.
  138.  
  139.             5. Be prepared to get a lot of mail!!
  140.  
  141.  
  142. The Amateur Satellite Report is published and mailed First Class bi-weekly  by
  143. the Radio Amateur  Satellite Corporation  to all AMSAT members  worldwide as a 
  144. membership benefit.  Write to AMSAT, P.O. Box 27, Washington, D.C. 20044.  The
  145. advantage of obtaining updates from ASR is that the user also gets a fine news
  146. letter in addition to timely element updates.  Also, there is a lot less paper
  147. to be handled that way.
  148.  
  149. The program stores  the satellite  elements in  a data file named ELEMENTS.DAT
  150. on the same diskette  or directory containing the  program.  When elements are
  151. updated  the diskette must not have a file protect tab affixed.  The  sequence
  152. of appearance in the file can be changed through the option of inserting a new
  153. satellite in any of the occupied  file  positions.  This insert feature allows
  154. the user to  arrange the  first  eight positions  with the satellites he wants
  155. tracked by the real time program.
  156.  
  157. If for some reason it  is desirable  to see fewer  than the maximum  number of
  158. satellites available to the realtime tracking  program, the user  can insert a
  159. dummy satellite named END at the position following the last satellite wanted.
  160. The program  will only  load satellite elements until  it finds the  one named
  161. END.  At the  conclusion of an  update, the user  can select  an  exit  option
  162. which  returns  control to the Main Menu.
  163.  
  164. The classical Keplerian elements used by this program is listed below:
  165.  
  166.  
  167.  
  168.     Epoch Year (YY)
  169.     Epoch Day (DDD.DDDDDDDD)
  170.         Note: These two elements are often shown together in the
  171.               form Epoch Time (YYDDD.DDDDDDDD).
  172.     Inclination
  173.     Right Ascension Of Ascending Node or R.A.A.N.
  174.     Eccentricity
  175.     Argument Of Perigee
  176.     Mean Anomaly
  177.     Mean Motion
  178.     Decay Rate (Drag Factor)
  179.     Epoch Orbit No. (Epoch Revolution)
  180.  
  181.  
  182.  
  183.  
  184.  
  185.  
  186.  
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191.  
  192.  
  193.  
  194.                                      (3)
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.  
  203.                    ***** THE BATCH OUTPUT FUNCTION *****
  204.  
  205.  
  206. This function provides a tracking coordinate listing for  any single satellite
  207. chosen  by the user.  It provides  a batch output  covering a  variable period
  208. of time also determined  by the user.  Tracking  coordinates for the  selected
  209. period of time and  "look" interval steps  are presented  either on the screen
  210. or printer at the user's option.  This is useful for  compiling a  sequence of
  211. tracking coordinates on hard copy for later use.  For example,  the user might 
  212. print out coordinate listings for a week in advance  for use while  away  from
  213. home.
  214.  
  215. Once output has started, depressing the ESC key will interrupt the program and
  216. return control to the Main Menu.  When  the  program has  finished,  an END OF
  217. JOB message  will be displayed.  Depressing any key at this point will  return
  218. control to the Main Menu.
  219.  
  220.  
  221.  
  222.                     ***** REALTIME TRACKING FUNCTION *****
  223.  
  224.  
  225. This function displays tracking coordinates for up to eight  satellites on the
  226. screen at one time and  updates them  continuously  in real time.  The program
  227. prompts for input of the  date and time in  Coordinated Universal Time  at the
  228. beginning  of the  run.  If the  displayed  UTC  date  and  time  are  already
  229. correct, depressing the ENTER key twice will allow the program to proceed.
  230.  
  231. The program makes the F9 function key  available to key trap  the selection of
  232. either of two displays on the screen.  Initially the screen displays  tracking
  233. coordinates in a tabulated format. Pressing the F9 key switches the display to
  234. a Mercator Projection  map of the world upon which each  satellite position is
  235. displayed  and  moved in  realtime.  The coordinates  for each  satellite  are
  236. displayed  below the  map as  that satellite  is updated.  Depressing the  F10
  237. function key allows the user to select a particular  satellite by  designation
  238. (name) and to display  only that satellite's  coordinates  below the map.  The
  239. shape of the  selected  satellite will be  altered for easy  recognition.  All
  240. satellites will continue to be updated on the map but the selected one will be
  241. the only one whose coordinates are displayed below the map. Depressing the F10
  242. key a second time will allow the user to replace  the selected  satellite with
  243. another  or  to  exit from  the  SELECTED  mode  if  the F10 key  is  followed
  244. by  depressing the ENTER  key.  Depressing  the F9 key  again  will switch the
  245. display back to the  tabulated  display.  At any time, the ESC key will permit
  246. the user to return to the Main Menu.  NOTE: The use of more than one  function
  247. key at a time to "key trap" is not  supported  by some "IBM compatibles".  The
  248. use of the F10 key  therefore  may be  ignored by  those machines.  The F7 key 
  249. can be toggled to slow the rate of  update in  the Map  mode.  The F8 key will
  250. speed it up but not greater than four toggles however.  This function does not
  251. operate when one satellite is selected because the update rate is set for  the
  252. maximum speed automatically. In the SELECTED mode, an  acquisition  circle  is
  253. drawn  about the  satellite  showing its footprint.  When the SUN is selected,
  254. the boundary of this footprint is the  daylight/darkness terminator line.  You
  255. should write  down and file away  the Keplerian Elements for the SUN since you
  256. will probably not find them published again.  The F5 key can be used to toggle
  257. the autotrack function on and off if this feature has been enabled.
  258.  
  259.  
  260.                                     (4)
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268. The IBM CGA Adapter & Display are  required in the PC  because of the graphics
  269. used in this  program.  At the  time the  program is started, a  BLOAD command
  270. loads the map image  data into a dimensioned array from a file named  MAP.DAT.
  271. When the F9 key is depressed  this map image  is moved  rapidly from the array
  272. to the  graphics display buffer.  This process  takes  less than one second to
  273. fully display the map. Function keys are used in the Realtime mode as follows.
  274.  
  275.    F1 - not used                     F6 - not used
  276.    F2 -  "   "                       F7 - Slows rate of update.
  277.    F3 -  "   "                       F8 - Increases rate of update.
  278.    F4 -  "   "                       F9 - Toggles between tabulation and map.
  279.    F5 - Toggles Autotrack on & off.  F10- Selects single satellite on map.
  280.  
  281.  
  282.               ***** SET GROUND STATION PARAMETERS FUNCTION ******
  283.  
  284. This function  permits the user to setup his ground station parameters.  While
  285. the program can be run as it is, it will produce  output  usable only  for the
  286. location  of W0SL.  The user can run it as it is  for  demonstration  purposes
  287. if he so wishes.  However, before the  program  will produce  output  for  the
  288. user's QTH this function must be selected from  the  menu  and  certain  input
  289. provided.  The program will prompt for input  of latitude  (0  to  90  degrees
  290. north or 0 to -90 degrees south), longitude (0 to 360 degrees west) and height
  291. above sea level (- if below)  of the ground station.  Additionally the user is
  292. prompted  for  the  input  of the  station name or call sign  (10 alphanumeric
  293. characters maximum).  Please note that the latitude and longitude are to be in
  294. decimal degrees, not  degrees, minutes and  seconds.  Following  this the user
  295. is prompted to input a choice of map display colors  and  a preference of  how
  296. the map  should be presented,  centered on  0,  90,  180 or 270  degrees.  The
  297. program then begins to read file  LATLONG.DAT and construct the map. This will
  298. take a few minutes so the user can get a cup of  coffee or just  watch at this
  299. point.  When  the map has been constructed, an end of job message  prompts the
  300. user for  action which  will return  him to the Main Menu.  The ground station
  301. parameters will have been saved in a file named QTH.DAT and the map image will
  302. have been saved  in a file named  MAP.DAT.  The ground station parameters will
  303. remain in effect  for all  subsequent runs of the tracking program   until the
  304. user decides that  he wants  to  change them.  He can  do so  at  any time  by
  305. selecting this option from the menu.  This function  also provides for the use
  306. of antenna  autotracking.  If the user does not  have  that  capability it can
  307. remain  disabled  as it  is when  you  receive  the program.  The autotracking
  308. feature is designed to steer the Kenpro KR-5400A/KR5600A rotors when used with
  309. the  Kenpro KR-010 external  computer  serial  port  interface.  The  software
  310. routines used in this program  to start and stop the antenna  rotors are based
  311. on those furnished by Tom Gentry of Encomm, Inc., Dallas, Texas.  Tom also has
  312. furnished the hardware to permit extensive testing of the interface.
  313.  
  314.    NOTE: If your compatible PC is not completly hardware compatible with
  315.    the IBM-PC, the map might display in white instead of the selected color.
  316.  
  317.  
  318.  
  319.  
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.  
  326.                                      (5)
  327.  
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.  
  335.                              ****** FILES ******
  336.  
  337.  
  338.        ORBITS2.EXE              LATLONG.DAT                ORBITS2.DOC
  339.     #  QTH.DAT               #  ELEMENTS.DAT            #  MAP.DAT  
  340.  
  341.        #   These files are created by ORBITS2.EXE
  342.  
  343.  
  344.       NOTE: Files QTH.DAT and ELEMENTS.DAT are compatible only with 
  345.               ORBITS3 and should not be used with earlier W0SL programs.
  346.               The converse is also true.
  347.  
  348.  
  349.  
  350.                        ***** ADDITIONAL COMMENTS *****
  351.  
  352. If the user  wants the  program  to  automatically  load when the  system is
  353. booted, the following procedure can be used:
  354.  
  355.  
  356.           1. Format a new diskette using the FORMAT/S option  in DOS 2.0  or
  357.              later version.
  358.  
  359.  
  360.           2. If the PC is equipped with a realtime clock  (not the PC system
  361.              clock) then copy onto the diskette the software program that sets
  362.              the PC system clock. This is a nice feature but not an absolute
  363.              requirement.
  364.  
  365.           3. Copy all  of the programs and  files from the ORBITS3 diskette
  366.              to the new diskette using the COPY *.* option in DOS.
  367.  
  368.           4. Place the new diskette in the default drive.  From DOS enter:
  369.  
  370.                   COPY CON:AUTOEXEC.BAT  (followed by ENTER key)
  371.  
  372.                   (Clock program name if used, followed by ENTER key)                  
  373.  
  374.                   ORBITS2 (followed by ENTER key)
  375.  
  376.                   (Press the F6 key followed by the ENTER key)
  377.  
  378. The program will now run automatically whenever the system is booted on
  379. the new diskette.  It will load faster from a hard drive.
  380.  
  381. There is a version of this program available for the IBM PC equipped with
  382. the Enhanced Color Graphics Adapter (EGA) and Display. The map colors consist
  383. of a choice of 15 different colors for the background, map, satellites and
  384. map text.  The map is much more detailed than the CGA version. Other than
  385. this, the EGA version, ORBITS3, is functionally identical with the CGA
  386. version, ORBITS2.       
  387.  
  388.  
  389.  
  390.  
  391.  
  392.                                      (6)
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399. The rotor control codes sent to the serial port are:    
  400.     
  401.        COMMAND        FUNCTION      
  402.        -------    ---------------
  403.         R<CR>       CW ROTATION   
  404.         L<CR>       CCW ROTATION 
  405.         U<CR>       UP ELEVATION  
  406.         D<CR>       DOWN ELEVATION 
  407.     A<CR>       STOP (RIGHT)
  408.         B<CR>       STOP (LEFT)
  409.     E<CR>       STOP (UP)
  410.     F<CR>       STOP (DOWN)
  411.         C<CR>       GET A/D INPUT   Response = C<CR><LF>XXXXYYYY<CR><LF>
  412.                     XXXX is an A/D value from 0000 to 1000 (elevation).
  413.                     YYYY is an A/D value from 0000 to 1000 (azimuth).
  414.  
  415. The source code for ORBITS2 and ORBITS3 is not being distributed due to the
  416. proprietary routines they contain.  It consists of over 1600 lines of multiple
  417. statement code.  It is also too large to fit on the diskette with the other
  418. files.  The code is written in Microsoft QuickBASIC 2.X.  This is a structured
  419. source code and is not compatible for use with interpreted BASIC or the BASIC
  420. compiler.
  421.  
  422.                    ****** OTHER PERSONAL COMPUTERS ******
  423.  
  424. I would appreciate notification of any other PCs that run these programs
  425. successfully so that I can add them to these notes.  Please include notes
  426. on any special arrangements that are required, if any.
  427.  
  428. When corresponding with me concerning a problem please give me all the data
  429. describing what happened, at what point, what you had just done if anything
  430. and what version of the program you have.  Also, COMPLETLY describe your
  431. computer system.  Provide any screen printouts if possible.
  432.  
  433. LEADING EDGE Model D - Having graphics capability does not make this computer
  434.     graphics capable unless you have an RGB color monitor with it.  The
  435.     monochrome monitor will not produce graphics. 
  436.  
  437.  
  438.  
  439.                        ***** UPDATE INFORMATION *****
  440.  
  441. If you wish  to be notified  of future  versions  of this  program then send a
  442. self addressed and stamped envelope to the address below with ORBITS2  written
  443. on  the  back.  When  significant  enhancements  are made  you will  receive a
  444. notification via your envelope advising you of that  fact and  telling  how to
  445. obtain  the new version.  This is not an offer to provide everybody a complete
  446. list of  periodic updates.  It is  intend as a  means to  notify you  whenever
  447. something big and new is provided for a price.
  448.  
  449.                 Roy D. Welch
  450.                 908 Dutch Mill Dr.
  451.                   Manchester, Mo. 63011
  452.                             USA
  453.                             Tel:314-391-1127 
  454.  
  455. Have fun!
  456.  
  457.  
  458.                                      (7)
  459.