home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Our Solar System / Our Solar System.iso / shuttle / sts9049 / stsorbit.doc < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1990-12-04  |  123.0 KB  |  2,252 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14.  
  15.  
  16.  
  17.                                 Program STSORBIT
  18.  
  19.                   Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  20.  
  21.  
  22.  
  23.  
  24.  
  25.  
  26.                   (C) Copyright David H. Ransom, Jr., 1989-1990
  27.                               All rights reserved.
  28.  
  29.  
  30.  
  31.  
  32.  
  33.  
  34.  
  35.                                   Version  9049
  36.                                 December 04, 1990
  37.  
  38.  
  39.  
  40.  
  41.                              by David H. Ransom, Jr.
  42.                              Rancho Palos Verdes, CA
  43.  
  44.                                BBS: (213) 541-7299
  45.  
  46.    Program STSORBIT Space Shuttle Orbit Simulation                    Page i
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.                                 TABLE OF CONTENTS
  52.                                 -----------------
  53.  
  54.    INTRODUCTION ......................................................1
  55.    PROGRAM DESCRIPTION ...............................................4
  56.    STSORBIT FILES ....................................................6
  57.    STARTING PROGRAM STSORBIT .........................................7
  58.    STSORBIT MAIN MENU ................................................10
  59.      F1  Program STSORBIT Demonstration (STS-29) .....................10
  60.      F2  Read NASA/NORAD 2-Line Elements .............................11
  61.      F3  Read Prior Mission Information from *.INI File ..............12
  62.      F4  Enter New Orbital Information ...............................13
  63.      F5  Adjust Orbital Parameters ...................................14
  64.          2-Line Elements Model .......................................14
  65.          Simple Orbital Model ........................................15
  66.      F6  Set Elapsed Time Option (2-line elements only)...............16
  67.      F8  Set Program TIME and DATE....................................17
  68.      F9  DOS Shell ...................................................20
  69.      F10 Set STSORBIT Program Options ................................20
  70.      ENTER  Resume Mission ...........................................21
  71.      ESC    Quit STSORBIT and Save Current Mission ...................21
  72.    PROGRAM OPTIONS MENU ..............................................22
  73.      F1  Program STSORBIT Information ................................22
  74.      F2  Set New Local Coordinates ...................................22
  75.      F3  Enable/Disable Additional Map Grid Lines ....................24
  76.      F4  Display NASA Tracking Stations ..............................24
  77.      F5  Show Ascending & Descending Node Data .......................24
  78.      F6  Set Map Center (USA/Europe) .................................25
  79.      F7  Set for SLOW COMPUTER or NO COPROCESSOR .....................25
  80.      F8  Set/Reset Satellite Symbol Blinking .........................25
  81.      F9  Set UTC Time Offset and Daylight Flag .......................26
  82.      F10 Enable/Disable Printer Logging ..............................27
  83.    USING DISPLAY OPTIONS .............................................29
  84.    THE STSORBIT GROUND TRACK DISPLAY .................................31
  85.      World Map .......................................................31
  86.      Spacecraft or Satellite and Orbit Projections ...................31
  87.      User's Circle of Visibility .....................................32
  88.      Spacecraft Circle of Visibility .................................32
  89.      TDRS Satellite Features .........................................33
  90.      NASA Ground Tracking Stations ...................................33
  91.    STSORBIT'S ORBITAL MODELS .........................................35
  92.    ADJUSTING ORBITAL PARAMETERS (Simple Orbital Model) ...............37
  93.    STSORBIT REVISION HISTORY .........................................39
  94.  
  95.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 1
  96.  
  97.  
  98.    INTRODUCTION
  99.    ------------
  100.  
  101.         Program STSORBIT is an orbital tracking and display program for use 
  102.    during Space Shuttle missions, for simulating a Space Shuttle mission, or 
  103.    for general satellite tracking using NASA/NORAD 2-Line Elements. STSORBIT 
  104.    is copyrighted software; you are granted a non-exclusive license for non-
  105.    commercial use only. Use it if you like it, discard it if you don't. There 
  106.    are no warranties of any kind. If you wish to use STSORBIT commercially, 
  107.    write for license information. The only request I make of users is that 
  108.    they take the time to complete and return the confidential questionnaire in 
  109.    file README. The questionnaire gives users a chance to offer comments and 
  110.    suggestions, and lets me know that people use and appreciate STSORBIT.
  111.         Program STSORBIT is intended to display the approximate orbital 
  112.    position and ground track of the Space Shuttle on a global map during a 
  113.    typical NASA mission. When used with NASA/NORAD 2-Line Elements, other 
  114.    satellite ground tracks may also be displayed. An IBM-compatible computer 
  115.    is required. When used with an EGA or VGA video adapter, the display is in 
  116.    color; CGA and HGC systems can only present graphics in monochrome. In the 
  117.    past, NASA has not published or made available very precise information as 
  118.    to the orbital parameters either before or during a "normal" mission; 
  119.    recently, however, more accurate data has been published in magazines such 
  120.    as Aviation Week and in various NASA publications. NASA now also releases 
  121.    the "2-Line Elements", classical orbital elements which enable much more 
  122.    precise calculation of orbital positions. Military missions, of course, are 
  123.    almost completely blacked out. It is something of a challenge, therefore, 
  124.    to devise a program which will at least come close and which, as more or 
  125.    different information becomes available, will permit the program's data to 
  126.    be updated "on the fly". The primary objective is to present an interesting 
  127.    and attractive real time graphics display of a Space Shuttle mission or 
  128.    satellite ground track, rather than to generate mathematically precise 
  129.    positional information.
  130.         The initial premise of STSORBIT was to attempt to duplicate the wall 
  131.    map in NASA's Mission Control Center in Houston, Texas. Before I started 
  132.    this project, I had seen  several other programs which attempted to do that 
  133.    same task, but each fell short of my objectives for one reason or another; 
  134.    since then other programs have appeared which produce similar information, 
  135.    most notably Paul Traufler's excellent TRAKSAT. It may be, of course, that 
  136.    others will judge this effort lacking as well. One problem is that of size 
  137.    and resolution: the wall map at Mission Control Center is some twenty feet 
  138.    wide with an impressive pixel resolution, very different from the typical 
  139.    personal computer and the size and resolution of its monitor. The NASA wall 
  140.    map shows essentially the entire globe in a cylindrical projection; 
  141.    STSORBIT uses a cylindrical projection but restricts the vertical display 
  142.    to latitudes from +80 degrees to -80 degrees in order to achieve reasonable 
  143.    proportions and vertical resolution while at the same time showing 
  144.    recognizable land features.
  145.         As a consequence of the basic inaccuracies relative to the orbital 
  146.    parameters of a Space Shuttle mission while it is in progress, I did not 
  147.    originally try to be especially precise with respect to the orbital 
  148.    mathematics. Additionally, mathematical complexity must be held to a 
  149.    reasonable minimum if older computers not equipped with a math coprocessor 
  150.    are to be able to maintain the presentation in real time. The higher 
  151.    resolution and color graphics available with more advanced displays such as 
  152.    the EGA and VGA greatly enhance the program, but my Zenith laptop computer 
  153.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 2
  154.  
  155.  
  156.    emulates the older CGA graphics display in (blue) monochrome. Therefore, in 
  157.    order to use my program on all of my own computers, STSORBIT maintains 
  158.    compatibility with all three display standards. Recently, compatibility 
  159.    with HGC (Hercules Graphics Card) has been improved.
  160.         My somewhat casual attitude toward mathematical precision changed with 
  161.    the launch of the Hubble Space Telescope (HST) and the regular availability 
  162.    of NASA/NORAD 2-Line Elements via modem. Until HST, I had been content to 
  163.    update the orbital data occasionally during the course of a typical five 
  164.    day mission and live with the errors inherent in my original orbital model. 
  165.    The accuracy of that model degrades rapidly after ten or twenty orbits and, 
  166.    although it may be the only method available at the start of a mission, 
  167.    more accurate data are now readily available within a day or so of launch. 
  168.    Beginning with Version 9022, therefore, STSORBIT was modified to also read 
  169.    orbital data from these NASA 2-line elements and thereby maintain 
  170.    significantly improved accuracy over longer periods of time. As an 
  171.    incidental benefit, the ground tracks of other satellites (such as the 
  172.    Russian space station MIR) may now also be displayed. At present, the 
  173.    orbital model (SGP4) used with 2-line elements is accurate only for low 
  174.    Earth orbits. Deep space orbits, defined as orbits having an orbital period 
  175.    greater than or equal to 225 minutes, require a more complex orbital model 
  176.    (SDP4) for best accuracy; STSORBIT calculates data and displays a ground 
  177.    track for deep space objects but the accuracy of these data has not been 
  178.    carefully validated; it is believed to be "reasonably" accurate.
  179.         In mid-1990, STSORBIT found its way to the NASA Johnson Space Center 
  180.    in Houston, Texas. Quite a few individuals from JSC sent me comments and 
  181.    suggestions for further improving the program, among them Ron Parise of the 
  182.    STS-35/ASTRO-1 crew. Ron suggested that I make modifications to allow the 
  183.    display of Mission Elapsed Time (MET) for shuttle missions while using the 
  184.    NASA 2-line elements. This would allow both the higher accuracy of the NASA 
  185.    orbital data and permit following the mission timeline using MET. Although 
  186.    the launch time and date must be entered independently of the 2-line 
  187.    elements, the MET capability has now been added.
  188.         A brief biographical note: I am a retired physicist and engineer who 
  189.    has spent all of his professional life in the world of electronics, data 
  190.    communications and, more recently, computers. As a young man I was actively 
  191.    involved in the early American space program, including projects such as 
  192.    Ranger, Mariner, Mercury, and Apollo; my interest in space has continued to 
  193.    this day. The desire to "keep in touch" with our Space Shuttle missions was 
  194.    one of the principal incentives in the development of this software. If 
  195.    STSORBIT also serves to help spark the interest of young people in science 
  196.    and technology or can be a learning tool at any level, I will have more 
  197.    than achieved my goal.
  198.         In addition to individual users all over the world, STSORBIT is also 
  199.    being used in an educational setting in several instances. At a middle 
  200.    school in Kansas, the program is projected in the school auditorium from 
  201.    time to time during a mission to show the children graphically what is 
  202.    happening and to give them a sense of "real time" participation in our 
  203.    space program. At an Air Force training facility, STSORBIT is one of many 
  204.    tools used to prepare Air Force officers for their duties in the Air Force 
  205.    Space Command.
  206.         For those who are interested in our space program and who have access 
  207.    to a modem, I recommend NASA's SpaceLink Bulletin Board System in 
  208.    Huntsville, Alabama, (205) 895-0028, available twenty four hours per day. 
  209.    NASA SpaceLink, supervised by Bill Anderson of the NASA Marshall Space 
  210.    Flight Center, provides a wealth of information on NASA and its projects. 
  211.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 3
  212.  
  213.  
  214.    In addition to educational materials, general information on NASA programs 
  215.    and plans, news releases, and graphics images from prior spacecraft 
  216.    missions such as Voyager, SpaceLink also devotes a complete section to 
  217.    current news and information on the Space Shuttle. I particularly 
  218.    appreciate the STS Mission Press Kit, available about two weeks before each 
  219.    mission, which provides a great deal of information on the upcoming 
  220.    mission, payload and crew as well as broadcast schedules on NASA Select 
  221.    Television, Satellite F2-R, Transponder 13. Mission status reports are 
  222.    generated daily during the course of a mission. I regularly call SpaceLink 
  223.    and post files of interest on my own bulletin board system (BBS).
  224.         Special thanks to Paul Traufler whose programs STS95 and TRAKSAT not 
  225.    only demonstrate excellent accuracy but his documentation also spells out 
  226.    the factors which generate the major perturbations to low Earth orbits. 
  227.    While the accuracy of STSORBIT still does not quite equal Paul's method, it 
  228.    has been substantially improved. My thanks as well for Paul's help in 
  229.    upgrading STSORBIT to use the NASA/NORAD 2-Line Elements.
  230.         My thanks also to Brian K. Jones and his program SUNMAP (available on 
  231.    my BBS), an interesting program in its own right, for the initial map 
  232.    coordinate data file used in that program. SUNMAP served as a demonstration 
  233.    that a reasonable world map display WAS possible, particularly on EGA and 
  234.    VGA monitors, and encouraged me to start this STSORBIT project.
  235.         Finally, thanks as well to all those individuals who have taken the 
  236.    time to write to me or leave a message on my BBS with comments and 
  237.    suggestions. While I haven't been able to implement every suggestion, many 
  238.    are now included.
  239.         For current orbital information (if a mission is in progress), current 
  240.    NASA/NORAD 2-line element sets and the most recent version of the program, 
  241.    call my bulletin board system (BBS) at (213) 541-7299. If the BBS has not 
  242.    answered after the third ring, hang up, wait TWO MINUTES, then call back; 
  243.    the system has a power controller and if the system is off it takes that 
  244.    long for the computer to boot and do its housekeeping chores. If you do not 
  245.    have access to a modem, you may send US$10.00 to cover materials, postage 
  246.    and handling for a copy of the latest version; please specify 5-1/4" 360K 
  247.    or 3-1/2" 720K disks.
  248.  
  249.  
  250.                                            David H. Ransom, Jr.
  251.                                            7130 Avenida Altisima
  252.                                            Rancho Palos Verdes, CA 90274
  253.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 4
  254.  
  255.  
  256.    PROGRAM DESCRIPTION
  257.    -------------------
  258.  
  259.         A typical Space Shuttle orbit is nearly, but almost never exactly, 
  260.    circular with an altitude of approximately one hundred and sixty nautical 
  261.    miles plus or minus thirty nautical miles and an inclination of from about 
  262.    28 degrees through about 57 degrees. Occasional missions, especially 
  263.    military missions, fly at higher altitudes and/or inclinations and often 
  264.    use more elliptical orbits. Little of this information is known to very 
  265.    good accuracy by the casual listener.
  266.         Initially, therefore, the interested would-be mission observer may 
  267.    have only the time and date of launch to initialize a tracking program. 
  268.    Given the geographical coordinates of the Kennedy Space Center, assuming a 
  269.    circular orbit, and using the typical altitude and inclination of a Space 
  270.    Shuttle orbit, the data should be sufficient to give at least a rough idea 
  271.    of the Shuttle's position for the first several orbits. After that, 
  272.    additional information is required if the position is going to be very 
  273.    close.
  274.         Fortunately, Mission Control Center does occasionally announce the 
  275.    orbital altitude, which is usually in the neighborhood of about one hundred 
  276.    and sixty nautical miles; the reader is cautioned that the popular press 
  277.    and television often (but not always) convert the orbital altitude to 
  278.    statute miles with the inevitable confusion resulting. If a television 
  279.    viewer has access to NASA Select Television on Satcom F2R, Transponder 13, 
  280.    he will periodically see Mission Control Center's huge wall map on which 
  281.    the current position of the Space Shuttle is always displayed. Using this 
  282.    display, the careful viewer can make a visual estimate of the longitude of 
  283.    the ascending or descending node, the point at which the orbit crosses the 
  284.    Earth's equator in the Northbound or Southbound direction respectively. Not 
  285.    exactly high-tech data acquisition, but better than nothing at all!
  286.         Given all of these uncertainties, I did not feel it necessary or 
  287.    worthwhile to try to hone the mathematics of my "simple" orbital model in 
  288.    program STSORBIT beyond that required to give an approximate position in 
  289.    real time. Coincident with the Hubble Space Telescope mission I added the 
  290.    J2 perturbation factor for improved accuracy.
  291.         As an example, STSORBIT was used to track STS-31, Discovery and the 
  292.    Hubble Space Telescope, and gave an accurate position over more than 25 
  293.    orbits. Whenever practical, I generate the information required by STSORBIT 
  294.    as an initialization file, for example HST.INI for the Hubble Space 
  295.    Telescope, which may be read directly by the program and which uses the 
  296.    most current data. These .INI files are normally posted on my BBS during a 
  297.    mission. When orbital parameters change during a mission, as was the case 
  298.    with STS-31, new .INI files are posted as soon as the new data are 
  299.    determined. 
  300.         Within a day or two of launch, the NASA/NORAD 2-line elements are 
  301.    usually available and will yield a more accurate position over longer time 
  302.    periods provided no orbital maneuvers are made. Using NASA/NORAD 2-line 
  303.    elements is quite simple. No adjustment of orbital parameters is necessary 
  304.    when using the 2-line elements. All that is required is to obtain the 
  305.    current 2-line elements file (from my BBS or elsewhere), enter the name of 
  306.    the file (for example, NASA710.TXT) and the name of the desired satellite 
  307.    (HST for Hubble Space Telescope). STSORBIT takes care of all the rest. The 
  308.    2-line element set available at the time of this release of STSORBIT is 
  309.    included in the program files. The data for each satellite included in the 
  310.    2-line element set is referenced to a specific date and time, the "Epoch" 
  311.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 5
  312.  
  313.  
  314.    of the data. As a general rule, orbital calculations will be relatively 
  315.    accurate for 10 to 20 days after the Epoch date; the lower the orbit, the 
  316.    greater the effect of factors such as atmospheric drag and the less 
  317.    accurate the calculations will be as time passes. Users who prepare their 
  318.    own 2-line element files are cautioned to make certain no extraneous lines 
  319.    are included, that the satellite name is on a single line, and that the two 
  320.    data lines exactly conform to the 69-character/line format.
  321.         Particularly with the relatively low resolution (640x200) of a CGA 
  322.    monitor, the display errors alone are significant; using an EGA or VGA 
  323.    monitor improves the vertical resolution by about a factor of two (640x350 
  324.    or 640x480, respectively), but does nothing to improve the horizontal 
  325.    resolution. The HGC (Hercules Graphics Card) has also been included; HGC 
  326.    users will note that of the 720 horizontal pixels available, only the left 
  327.    640 pixels are used in the present code. Higher resolution monitors are 
  328.    available (at a price!) but are not in general use and so are not suitable 
  329.    for a program such as STSORBIT which is intended for public distribution. 
  330.         STSORBIT displays a portion of the Earth using a cylindrical 
  331.    projection of the surface area almost from one pole to the other; a small 
  332.    area near each pole (approximately ten degrees) is omitted to maintain 
  333.    optimum map proportions. The map shows most of the Earth's land boundaries, 
  334.    and continental areas and major oceans are easily recognizable. At any 
  335.    time, the display shows the Space Shuttle or satellite as a small symbol, 
  336.    the projected orbit for approximately the next three orbits (or four and a 
  337.    half hours), and the orbit track for the past orbit (or one and a half 
  338.    hours).
  339.          The program may be operated in real time or in "fast time", which is 
  340.    ten or sixty times normal time. For "simple" orbits, the orbital parameters 
  341.    may be manually entered or adjusted for the desired mission. A pre-
  342.    programmed demonstration may be run to permit the user to become familiar 
  343.    with the program and its display. The lower section of the screen displays 
  344.    current data about the mission in progress.
  345.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 6
  346.  
  347.  
  348.    STSORBIT FILES
  349.    --------------
  350.  
  351.         STSORBIT is normally distributed in archived format using either the 
  352.    PAK or ZIP format. The following files are usually included:
  353.  
  354.              STSORBIT.EXE        Main program        (required)
  355.              STSORBIT.DOC        Documentation       (not required)
  356.              STSORBIT.MAP        World map data      (required)
  357.              STSORBIT.CTY        City coordinates    (optional)
  358.              STSORBIT.INI        Initialization data (optional)
  359.  
  360.              MSHERC.COM          Hercules driver     (required for HGC)
  361.  
  362.              NASAnnn.TXT         2-Line Elements     (optional)
  363.              HST.TXT             HST 2-Line Elements (optional)
  364.  
  365.              STS386.PIF          Windows 3.0         (386 enhanced mode)
  366.              STS286.PIF          Windows 3.0         (normal mode)
  367.  
  368.              README              STSORBIT Confidential Questionnaire
  369.  
  370.              QUICK!.DOC          Quick Start Instructions
  371.  
  372.    Files noted as "(required)" must be in the current default directory for 
  373.    program operation. Files noted as "(optional)" do not need to be in the 
  374.    default directory when STSORBIT is operated but provide additional features 
  375.    or information if present. If file STSORBIT.INI is not present it will be 
  376.    created.
  377.  
  378.         Program MSHERC must be executed before running STSORBIT for systems 
  379.    equipped with Hercules Graphics Cards or Hercules Graphics Plus Cards. 
  380.    STSORBIT will otherwise report an error and remind the user to run MSHERC.
  381.  
  382.         File NASAnnn.TXT (where "nnn" will be a number such as "769") is a set 
  383.    of NASA/NORAD 2-line elements as of the program release date. Note that the 
  384.    2-line elements should only be used for ten to twenty days after the epoch 
  385.    date for each satellite if reasonable accuracy is to be maintained. 
  386.  
  387.         The two PIF files have been tested with Microsoft Windows Version 3.0. 
  388.    File STS386.PIF uses the 386 enhanced mode and file STS286.PIF uses the 
  389.    normal mode. Since a PIF file includes specific filename and directory 
  390.    information, each file will have to be edited to reflect the drive, 
  391.    directory, and filenames actually in use. (The samples included use drive 
  392.    I: and subdirectory STSORBIT.)
  393.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 7
  394.  
  395.  
  396.    STARTING PROGRAM STSORBIT
  397.    -------------------------
  398.  
  399.         Before starting program STSORBIT, delete the file STSORBIT.INI if it 
  400.    has been created by a previous version of STSORBIT. The format of the .INI 
  401.    file has changed with Version 9046 and, although the program will read 
  402.    prior versions of .INI files, it is safer to "start from scratch".
  403.         To start program STSORBIT, enter one of the following commands:
  404.  
  405.              STSORBIT            (any monitor, CGA/HGC/EGA/VGA)
  406.  
  407.              STSORBIT /EGA       (force EGA or lower monitor)
  408.  
  409.              STSORBIT /CGA       (force CGA monitor)
  410.  
  411.              STSORBIT /M         (force monochrome operation, EGA/VGA)
  412.  
  413.              STSORBIT /EUR       (center map on Prime Meridian, EUROPE)
  414.  
  415.              STSORBIT /R         (resume last mission automatically)
  416.  
  417.              STSORBIT /S         (force shuttle icon for speed)
  418.  
  419.         Only one display option (/EGA or /CGA or /M) may be used. Options may 
  420.    be combined and entered in any order. For example, using the following 
  421.    command will resume the prior mission, force the shuttle icon, and force 
  422.    EGA mode:
  423.  
  424.              STSORBIT /R/S/EGA
  425.  
  426.  
  427.                                     * * * * *
  428.  
  429.                        Hercules Graphics Card USERS NOTE:
  430.                        ----------------------------------
  431.                               
  432.         Run the program MSHERC prior to running STSORBIT. This Microsoft 
  433.    program works with QuickBASIC 4.5 to enable use of the Hercules Graphics 
  434.    Card. One user reported that setting the HGC to FULL and selecting Page 
  435.    Zero (using software supplied with the HGC) was sufficient for proper 
  436.    operation with program STSORBIT. At least one HGC "clone" user reported 
  437.    improper operation.
  438.  
  439.                                     * * * * *
  440.  
  441.  
  442.         If you have already run STSORBIT (or if you have file STSORBIT.INI) 
  443.    and simply wish to resume viewing that same mission, use the /R command 
  444.    line option. STSORBIT will sense the monitor type, enable color for EGA and 
  445.    VGA systems, read the map data as usual, then proceed directly to plotting 
  446.    the mission. The data from the last run, as saved in file STSORBIT.INI, is 
  447.    used to initialize the program. Once started in this manner, pressing the 
  448.    ENTER (or RETURN) key after plotting has started will return to the Main 
  449.    Menu.
  450.         European users, or those users accustomed to viewing a map of the 
  451.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 8
  452.  
  453.  
  454.    world centered on the Prime Meridian (zero degrees longitude at Greenwich, 
  455.    England), may include the /EUR option by itself or in addition to other 
  456.    options.
  457.         The program automatically checks for the presence of a VGA or EGA and 
  458.    will execute in color if one is found UNLESS the /M command line option is 
  459.    used to force monochrome operation. However, if you wish to operate 
  460.    STSORBIT in the EGA mode when you have a VGA monitor, use the /EGA option. 
  461.    In cases where a monochrome monitor is connected to an adapter which 
  462.    simulates color with gray scale, the /M command line option may be omitted 
  463.    but the various portions of the display may or may not be visible. STSORBIT 
  464.    depends upon Microsoft QuickBASIC to determine whether or not a particular 
  465.    monitor type is available. Some video adapter boards which claim to be VGA 
  466.    are not recognized as such by QuickBASIC and therefore cannot be used in 
  467.    the higher resolution VGA display mode. Similarly, "clone" Hercules 
  468.    Graphics Cards do not always perform correctly.
  469.         The /M option is not required for HGC and CGA graphics operation, 
  470.    since those adapters always render their high resolution graphics in 
  471.    monochrome. Naturally, the operation of the program is enhanced by the use 
  472.    of a color monitor. The vertical resolution is also adjusted depending upon 
  473.    the type of adapter which has been detected. Once STSORBIT has started, the 
  474.    display type may not be changed without halting the program at the Main 
  475.    Menu with the ESC key, then restarting the program with the new option 
  476.    selection(s).
  477.         The program checks for the presence of a math coprocessor and will use 
  478.    it if found. Since the calculations required to determine orbital data are 
  479.    very complex, the use of a math coprocessor will improve the speed of 
  480.    operation by a very substantial amount. Use the SLOW option on the Set 
  481.    Program Options Menu (F10+F7) if the program has difficulty operating on 
  482.    your system.
  483.         STSORBIT normally selects the icon or symbol used to graphically 
  484.    represent the satellite based upon the mission name. Names which start with 
  485.    the letters "STS" will use the space shuttle icon and all other missions 
  486.    will use an icon resembling the Hubble Space Telescope. However, the "other 
  487.    satellite" symbol has approximately three times as many pixels (dots) as 
  488.    does the space shuttle symbol and therefore takes longer to draw and erase. 
  489.    If you are using a slower computer or one not equipped with a math 
  490.    coprocessor, using the "/S" option may improve performance by forcing the 
  491.    use of the space shuttle symbol. The /S option may be used by itself or in 
  492.    combination with other options.
  493.         STSORBIT first reads in the map coordinates from file STSORBIT.MAP, 
  494.    which must be in the current drive and directory. These coordinates are 
  495.    converted to screen coordinates for the type of monitor detected and stored 
  496.    internally so that they need only be read once. For slower processors, 
  497.    systems equipped only with floppy disks, or systems without a math 
  498.    coprocessor, this may take several minutes; there are over 7,500 sets of 
  499.    coordinates to process for the world map. By processing the map data as it 
  500.    is loaded, the time to subsequently display the map is much reduced. As the 
  501.    map coordinates are being read, the initial title screen is shown on the 
  502.    display. The "Percent processed" shows how much of the map data has been 
  503.    processed so far. To cancel program STSORBIT at this point and return to 
  504.    DOS, press ESC.
  505.  
  506.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 9
  507.  
  508.  
  509.  
  510.                                    Program STSORBIT
  511.  
  512.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  513.                                      Version 9048
  514.                      (C) Copyright David H. Ransom, Jr., 1989-1990
  515.                                  All rights reserved.
  516.  
  517.                       Current time:  07:02:51 PST   15:02:51 UTC
  518.                       Current date:    11/25/1990     11/25/1990
  519.  
  520.  
  521.                             Last Mission = STS-41 [STS41F]
  522.  
  523.                                Loading STSORBIT Map Data
  524.  
  525.                                    Please wait ...
  526.  
  527.                                Percent processed = 53.1%
  528.  
  529.         When all of the map coordinates have been read from disk and 
  530.    processed, the program presents its Main Menu which allows the user to 
  531.    select the desired program function. Press the Function Key corresponding 
  532.    to the selection desired. 
  533.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 10
  534.  
  535.  
  536.    STSORBIT MAIN MENU
  537.    ------------------
  538.  
  539.         Once the map coordinates have been stored internally, STSORBIT 
  540.    presents its Main Menu:
  541.  
  542.  
  543.  
  544.                                    Program STSORBIT
  545.  
  546.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  547.                                      Version 9048
  548.  
  549.                       Current time:  11:27:20 PST   19:27:20 UTC
  550.                       Current date:    11/11/1990     11/11/1990
  551.  
  552.             F1     Program STSORBIT Demonstration (STS-29)
  553.             F2     Read NASA/NORAD 2-Line Elements from *.TXT File
  554.             F3     Read Prior Mission Information from *.INI File
  555.             F4     Enter New Orbital Information    (Simple Orbital Model)
  556.             F5     Adjust Launch Time/Date and/or Orbital Parameters
  557.             F6     Display 2-Line Epoch Times      (2-Line Elements Model)
  558.             F8     Set program TIME and/or DATE
  559.             F9     DOS Shell (CAUTION: DOS Version 3.x+ ONLY!)
  560.             F10    Set STSORBIT Program Options
  561.             ENTER  Resume Mission                        (STS-41 [STS41F])
  562.  
  563.             ESC    Quit STSORBIT (Save Current Mission)
  564.  
  565.             Select desired function:
  566.  
  567.  
  568.    F1     Program STSORBIT Demonstration (STS-29)
  569.    ----------------------------------------------
  570.  
  571.         The F1 command may be used to demonstrate the operation of STSORBIT 
  572.    and to verify that the program will operate correctly. No other information 
  573.    is required. The demonstration automatically sets up the data to simulate a 
  574.    mission and clears the screen. A slight delay may follow while the program 
  575.    calculates the initial parameters of the orbit. Then the world map is 
  576.    drawn, the ground track for the first three orbits (approximately) is drawn 
  577.    as a series of dots (green for color monitors), and mission data is 
  578.    displayed at the bottom. Mission Elapsed Time (MET) is set to shortly 
  579.    before launch time and counts down to zero.
  580.         When MET reaches zero, the shuttle symbol appears over Cape Canaveral. 
  581.    For CGA and HGC systems, the shuttle will blink; for EGA and VGA systems, 
  582.    the shuttle will be steady. At first the shuttle will move along the ground 
  583.    track very slowly, simulating the ascent phase of the mission. After 
  584.    several minutes the shuttle reaches orbital altitude and proceeds along the 
  585.    ground track normally, passing a dot every minute. Press F (for Fast time) 
  586.    once or twice to speed up the progress of the simulation. Press ENTER to 
  587.    return to the Main Menu.
  588.         Data are displayed by STSORBIT in standard formats:
  589.  
  590.             4/05/1990       Date in month/day/year
  591.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 11
  592.  
  593.  
  594.              14:33:00       Time in hours:minutes:seconds
  595.            3/09:23:15       MET in days/hours:minutes:seconds
  596.                -69.34       Longitude and Latitude in degrees
  597.                             WEST longitude and SOUTH latitude are negative
  598.                320.50 nm    Altitude in nautical miles
  599.  
  600.    F2     Read NASA/NORAD 2-Line Elements from *.TXT File
  601.    ------------------------------------------------------
  602.  
  603.         In order to read the NASA/NORAD 2-line elements, you must have a file 
  604.    with that data. Typical files from my BBS system have names such as 
  605.    "NASA769.TXT" where the "769" corresponds to the particular NASA data set 
  606.    and may change several times per week. A sample file is included with the 
  607.    normal distribution of STSORBIT.
  608.         Entering the F2 command will display the following prompts:
  609.  
  610.              Read NASA/NORAD 2-Line Element File
  611.  
  612.              Press ENTER to enter the current default
  613.              name as shown in square brackets [...].
  614.  
  615.  
  616.              Enter 2-Line Filename  [NASA769.TXT]:
  617.  
  618.              Enter desired Satellite Name   [HST]:
  619.  
  620.         In each case, pressing ENTER will select the default choice shown 
  621.    inside the square brackets. For the example shown, the defaults are the 
  622.    file NASA710.TXT and the satellite HST. If you wish to change the 
  623.    information (or if no default is shown), enter the required information 
  624.    followed by ENTER. For the filename, if no filetype is included, STSORBIT 
  625.    will automatically add ".TXT". For the satellite, only sufficient letters 
  626.    to unambiguously identify the desired satellite, upper or lower case, are 
  627.    required. For example, "Alou" would select "Alouette 1". Once this 
  628.    information has been entered, STSORBIT will attempt to locate the specified 
  629.    file and the data for the requested satellite. Once a satellite matching 
  630.    the requested name is found, the data is displayed:
  631.  
  632.              Satellite Name:              HST
  633.              Elements File:               NASA769.TXT
  634.              Elements Record #:           91
  635.  
  636.              Elements Epoch:              90312.61189795
  637.                                           8 NOV 1990 @ 14:41:08 UTC
  638.              Orbit # at Epoch:            2946
  639.              Satellite Number:            20580
  640.              Launch Year:                 1990
  641.              Launch Number:               37
  642.              Launch Piece:                B
  643.              Element Number:              327
  644.              Inclination:                 28.4715
  645.              RA of Ascend Node:           50.186
  646.              Eccentricity:                .0006172
  647.              Arg of Perigee:              184.0423
  648.              Mean Anomaly:                176.0412
  649.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 12
  650.  
  651.  
  652.              Mean Motion:                 14.85441208
  653.  
  654.              Press ENTER to ACCEPT this satellite, OR
  655.              Press any other key to REJECT and continue searching:
  656.  
  657.         If this is the satellite you wish, press ENTER and the data will be 
  658.    entered into STSORBIT. If, on the other hand, a different satellite is 
  659.    desired, press any other key (such as the SPACE BAR) and STSORBIT will 
  660.    search for another name matching the requested satellite. For example, 
  661.    there are a number of NAVSTAR Global Positioning Satellites usually 
  662.    included in the file with official names such as "GPS-0001", "GPS-0002", 
  663.    "GPS BII-01" and so forth; requesting "GPS" will allow you to cycle through 
  664.    all the available choices. The file NASAnnn.TXT is an ASCII file; it may be 
  665.    helpful to print the file to show the available satellite names. 
  666.         Once the satellite has been selected, STSORBIT will require a brief 
  667.    time to calculate certain required orbital parameters, then will proceed 
  668.    directly to the display of the ground track.
  669.         As a point of interest, the NASA 2-line elements for the Hubble Space 
  670.    Telescope used in the example here are as follows:
  671.  
  672.         HST        
  673.         1 20580U 90 37  B 90312.61189795  .00004882  00000-0  53771-3 0  3278
  674.         2 20580  28.4715  50.1860 0006172 184.0423 176.0412 14.85441208 29461
  675.  
  676.  
  677.    F3     Read Prior Mission Information from *.INI File
  678.    -----------------------------------------------------
  679.  
  680.         The F3 command displays all files in the current directory with a 
  681.    filetype of .INI and then prompts the user to enter the name of the desired 
  682.    data file. File STSORBIT.INI is the file which has the data from the last 
  683.    time the program was run; to use file STSORBIT.INI, press ENTER. STSORBIT 
  684.    will automatically supply the filetype .INI if you do not include a 
  685.    filetype. If the requested file is not present, an error will be reported. 
  686.    To create new .INI files, enter the desired data then exit STSORBIT and use 
  687.    the DOS COPY command to copy STSORBIT.INI into a file with a the desired 
  688.    name.
  689.         Additional .INI files may be included with the distribution files for 
  690.    satellites of interest at the time of release. These files will have names 
  691.    such as STS28.INI and STS30.INI. Since Space Shuttle missions normally last 
  692.    only five to ten days, using these files at later dates will generate 
  693.    "unusual" mission elapsed times and orbit numbers! Note that the launch 
  694.    time in these files use Coordinated Universal Time (UTC); prior releases 
  695.    (Version 9019 and earlier) of these files included the launch time in 
  696.    PACIFIC standard or daylight time and had to be converted to your local 
  697.    time.
  698.         STSORBIT also expects your computer clock to be set to the correct 
  699.    local time and date; use the DOS TIME and DATE commands. See the F10+F10 
  700.    command below for information on setting the UTC Zone Offset. Of course, 
  701.    you may "fool" STSORBIT by setting your computer time and date to a desired 
  702.    time and date using the DOS TIME and DATE commands, but be aware that for 
  703.    most computers using MS-DOS/PC-DOS 3.3 or greater the hardware clock is 
  704.    also set with these commands. Instead of setting your computer clock to 
  705.    some fictitious time, use STSORBIT's internal time setting functions (F7 on 
  706.    the Main Menu) to set a desired simulation time. This method does not 
  707.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 13
  708.  
  709.  
  710.    affect your computer's internal hardware or software clocks.
  711.  
  712.  
  713.    F4     Enter New Orbital Information (Simple Orbital Model)
  714.    -----------------------------------------------------------
  715.  
  716.         The F4 command uses the "simple" orbital model and allows the user to 
  717.    enter the orbital altitude, inclination, launch time, and launch date 
  718.    using your local time or UTC (Coordinated Universal Time) or GMT (Greenwich 
  719.    Mean Time, essentially identical to UTC for the purposes of this program) 
  720.    to determine the orbital parameters. If you enter the time and date using 
  721.    local time, it will internally be converted to UTC so that the .INI file 
  722.    will be valid in any time zone. To manually enter orbital data, you will be 
  723.    prompted for the required information. 
  724.  
  725.  
  726.                                    Program STSORBIT
  727.  
  728.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  729.                                      Version 9048
  730.  
  731.                       Current time:  15:57:55 PST   23:57:55 UTC
  732.                       Current date:    11/13/1990     11/13/1990
  733.  
  734.  
  735.                  Enter mission title:             STS Mission Simulation
  736.                  Enter orbit altitude (nm):       160.00 nm  (  296.52 km)
  737.                  Enter orbit inclination (deg):    28.450 degrees
  738.                  Enter Launch Time (HH:MM:SS):     15:58:12 PST  23:58:12 UTC
  739.                  Enter Launch Date (MM/DD/YYYY):     11/13/1990    11/13/1990
  740.  
  741.  
  742.  
  743.  
  744.                        Press ENTER to accept, SPACE BAR to repeat: _
  745.  
  746.  
  747.    The sample above illustrates the data required to generate the simple 
  748.    orbital model. A brief discussion follows for each item.
  749.  
  750.         Enter mission title:
  751.  
  752.    Enter the title of the mission, such as "STS-30 ATLANTIS" without the 
  753.    quotation marks. If you press ENTER, the title "STS Mission Simulation" 
  754.    will be used.
  755.  
  756.         Enter orbit altitude (nm):
  757.            [Add 'km' for altitude in kilometers.]
  758.  
  759.    Enter the orbit altitude (or average orbit altitude for non-circular 
  760.    orbits), in nautical miles. If you wish to use kilometers, add the letters 
  761.    "KM" (upper or lower case) at the end of the number.
  762.  
  763.         Enter orbit inclination:
  764.  
  765.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 14
  766.  
  767.  
  768.    Enter the inclination of the orbit in degrees; a decimal fraction is 
  769.    allowed. For example, STS-30 was flown at an inclination of 28.85 degrees 
  770.    and STS-28 used an inclination of 57 degrees. Press ENTER to use the 
  771.    default value of 28.45 degrees.
  772.  
  773.         Enter Launch Time (HH:MM:SS):
  774.            [Press ENTER for ASAP; add 'U'or 'G' for UTC/GMT]
  775.  
  776.    Enter the time in the format shown using 24-hour notation and local time. 
  777.    Add the letter "U" to signify UTC (Coordinated Universal Time) or the 
  778.    letter "G" to signify GMT (Greenwich Mean Time, essentially identical to 
  779.    UTC for the purposes of this program). If you enter "U" or "G", the 
  780.    abbreviation used in the menus will be set to "UTC" or "GMT" respectively.
  781.    One or two digit numbers may be used as required. [The comma is also 
  782.    acceptable as a separator in place of the colon.] You may omit seconds [or 
  783.    minutes and seconds] if desired. For example, an entry of "16" will be 
  784.    entered as 16:00:00 or 4:00 PM. Press ENTER for "launch" ASAP, as soon as 
  785.    possible; depending upon the system, this will be in from 30 to 60 seconds 
  786.    from the current time.
  787.  
  788.         Enter Launch Date (MM/DD/YYYY):
  789.            [or press ENTER for TODAY]
  790.  
  791.    Enter the date in the format shown. Note that if you requested UTC or GMT 
  792.    when entering the time, the date is interpreted as the UTC/GMT date. The 
  793.    full four digit year is required and be sure to use the SLASH "/" rather 
  794.    than the MINUS "-" as the separator; STSORBIT's internal date algorithms 
  795.    will interpret the minus sign as just that and some rather strange dates 
  796.    can result! You may also use relative dates: -1 will use the prior day, +2 
  797.    will use two days hence, and so forth. Press ENTER to use today's date.
  798.  
  799.         Press ENTER to accept, SPACE BAR to repeat:
  800.  
  801.    When all data have been entered, the program pauses for your approval. If 
  802.    all data are correct, press ENTER. Press the SPACE BAR to start over.
  803.  
  804.  
  805.    F5     Adjust Orbital Parameters
  806.    --------------------------------
  807.  
  808.    ADD/CHANGE LAUNCH DATE AND TIME (2-line elements)
  809.  
  810.         The full F5 command assumes the "simple" orbital model and is 
  811.    abbreviated when using NASA 2-line elements; only the LAUNCH DATE and 
  812.    LAUNCH TIME may be set when using NASA 2-line elements; all other orbital 
  813.    parameters are included in the 2-line elements and may not be altered 
  814.    within STSORBIT. A 2-line element set must have been previously loaded 
  815.    using the F2 command on the Main Menu before the launch date and time may 
  816.    be set or changed.
  817.         Since NASA 2-line elements are usually available within about 24 hours 
  818.    after a space shuttle launch and are far more accurate than the manually 
  819.    entered "simple orbital data", those data should be used when available. 
  820.    However, since most events occuring during a space shuttle mission follow 
  821.    the MET (Mission Elapsed Time) timeline, the time elapsed since launch, it 
  822.    is convenient to show MET. This requires that you obtain the launch date 
  823.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 15
  824.  
  825.  
  826.    and launch time independent of the 2-line elements and manually enter that 
  827.    data into STSORBIT.
  828.  
  829.         Enter Launch Time (HH:MM:SS):
  830.            [Press ENTER for ASAP; add 'U'or 'G' for UTC/GMT]
  831.  
  832.    Enter the time in the format shown using 24-hour notation and local time. 
  833.    Add the letter "U" to signify UTC (Coordinated Universal Time) or the 
  834.    letter "G" to signify GMT (Greenwich Mean Time, essentially identical to 
  835.    UTC for the purposes of this program). If you enter "U" or "G", the 
  836.    abbreviation used in the menus will be set to "UTC" or "GMT" respectively.
  837.    One or two digit numbers may be used as required. [The comma is also 
  838.    acceptable as a separator in place of the colon.] You may omit seconds [or 
  839.    minutes and seconds] if desired. For example, an entry of "16" will be 
  840.    entered as 16:00:00 or 4:00 PM. Press ENTER for "launch" ASAP, as soon as 
  841.    possible; depending upon the system, this will be in from 30 to 60 seconds 
  842.    from the current time.
  843.  
  844.         Enter Launch Date (MM/DD/YYYY):
  845.            [or press ENTER for TODAY]
  846.  
  847.    Enter the date in the format shown. Note that if you requested UTC or GMT 
  848.    when entering the time, the date is interpreted as the UTC/GMT date. The 
  849.    full four digit year is required and be sure to use the SLASH "/" rather 
  850.    than the MINUS "-" as the separator; STSORBIT's internal date algorithms 
  851.    will interpret the minus sign as just that and some rather strange dates 
  852.    can result! You may also use relative dates: -1 will use the prior day, +2 
  853.    will use two days hence, and so forth. Press ENTER to use today's date.
  854.  
  855.         Press ENTER to accept, SPACE BAR to repeat:
  856.  
  857.    When all data have been entered, the program pauses for your approval. If 
  858.    all data are correct, press ENTER. Press the SPACE BAR to start over.
  859.         Once the launch date and time have been set, this information is 
  860.    saved in file STSORBIT.INI. However, use caution when changing from one 
  861.    satellite to another since this information is NOT cleared automatically.
  862.  
  863.  
  864.    ADJUST ORBITAL PARAMETERS (Simple Orbital Model)
  865.  
  866.         When the orbital parameters change in mid-mission for the "simple" 
  867.    orbital model, use this command to adjust the orbital period/altitude, 
  868.    orbital longitude, and time along orbital track. This technique allows the 
  869.    "launch time" to remain correct, which in turn assures that Mission Elapsed 
  870.    Time is correct, while adjusting the orbital parameters so that the 
  871.    position is displayed correctly in later orbits. The following items may be 
  872.    adjusted; in each case, the required units or input format is shown in 
  873.    parentheses (...) and the current value of the item is shown within square 
  874.    brackets [...]. Press ENTER to leave an item unchanged.
  875.  
  876.  
  877.                                    Program STSORBIT
  878.  
  879.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  880.                                      Version 9048
  881.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 16
  882.  
  883.  
  884.  
  885.                       Current time:  15:58:42 PST   23:58:42 UTC
  886.                       Current date:    11/13/1990     11/13/1990
  887.  
  888.  
  889.  
  890.    Enter MISSION TITLE [STS Mission Simulation]:    STS Mission Simulation
  891.    Enter LAUNCH TIME (HH:MM:SS)    [23:58:12 UTC]:  15:58:12 PST   23:58:12 UTC
  892.    Enter LAUNCH DATE (MM/DD/YYYY)    [11/13/1990]:    11/13/1990     11/13/1990
  893.    Enter ORBIT INCLINATION (degrees) [28.4500x]:    28.4500x
  894.    Enter ORBITAL ALTITUDE (nm)        [ 160.00]:   160.00 nm  (  296.52 km)
  895.    Enter LONGITUDE adjust (deg)     [   0.000x]:     0.000x
  896.    Enter TIME adjust (min)            [  0.000]:     0.000
  897.  
  898.                        Press ENTER to accept, SPACE BAR to repeat:
  899.  
  900.  
  901.         In order to make these adjustments, the current orbital altitude is 
  902.    required, along with the longitude and time of one or more equator 
  903.    crossings (obtained from the NASA Television wall map). NASA is not too 
  904.    good about making sure that the map is on the screen when the Shuttle makes 
  905.    an equator crossing (Northbound is Ascending Node, Southbound is Descending 
  906.    Node); they have a distressing tendency to cut away just before the 
  907.    crossing. With sufficient patience, however, the data can be interpolated 
  908.    from the television screen. In the case of STS-30, the orbital time at 
  909.    Orbit 34 changed to 90.85 minutes and the longitude of the descending node 
  910.    was approximately -36 degrees, crossing at 2/2:18:00 MET. See the section 
  911.    ADJUSTING ORBITAL PARAMETERS below for more information.
  912.  
  913.  
  914.    F6     Set Elapsed Time Option
  915.    ------------------------------
  916.  
  917.         When using NASA 2-line elements, STSORBIT normally displays the time 
  918.    elapsed since the epoch date of the elements in the upper right portion of 
  919.    the data block. This is marked on the display as "T+Epoch". While this 
  920.    information is not of particular value for satellite viewing purposes, it 
  921.    does indicate the relative age of the orbital data. As a general rule, 
  922.    especially for lower Earth orbits, the effects of orbit decay make position 
  923.    predictions less accurate as time passes. Data which are more than 10 or 20 
  924.    days old may produce less accurate positions.
  925.         For a space shuttle mission, however, all mission events are scheduled 
  926.    against the mission timeline and are reckoned in Mission Elapsed Time 
  927.    (MET), the time elapsed since launch. It is therefore useful to be able to 
  928.    display MET during the course of a mission or to review the flight post-
  929.    mission. Unfortunately, the standard NASA/NORAD 2-line element format does 
  930.    not include the launch time and launch date and therefore this information 
  931.    must be secured independently and manually entered into STSORBIT. Once 
  932.    entered, STSORBIT saves the information in file STSORBIT.INI.
  933.         The F6 command may be used to switch the display between Time Since 
  934.    Epoch ("T+Epoch") and Mission Elapsed Time ("MET"). The command description 
  935.    on the Main Menu indicates which mode will be selected if Function Key F6 
  936.    is pressed:
  937.  
  938.             F6     Display MET & Launch Times     (now 2-Line Epoch Times)
  939.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 17
  940.  
  941.  
  942.  
  943.             F6     Display 2-Line Epoch Times     (now MET & Launch Times)
  944.  
  945.    The first example (the default) indicates that MET will be displayed if the 
  946.    function key is pressed; the second example indicates that the display will 
  947.    return to Time Since Epoch if the function key is pressed. The elapsed time 
  948.    option may also be switched at any time during the tracking display by 
  949.    pressing the "T" key.
  950.         The F6 command checks that you have already entered the launch time 
  951.    and launch date or that it has been read from a previous STSORBIT session 
  952.    from file STSORBIT.INI. However, since the launch time and date are not 
  953.    included in the 2-line orbital elements, no validity check can be made; if 
  954.    you change satellites, be sure to either clear or change the launch time 
  955.    and date. If no launch time and date are present, you will be prompted for 
  956.    the information as if you had pressed function key F5 (see above). The F6 
  957.    command is inactive unless you have read in 2-line elements using function 
  958.    key F2.
  959.  
  960.  
  961.    F8     Set Program TIME and DATE
  962.    --------------------------------
  963.  
  964.         It is often convenient to set the TIME and DATE within STSORBIT to 
  965.    something other than the current system time and date, or to return to the 
  966.    current system time and date if the program time and date have been 
  967.    changed. Press F4 to go to the TIME and DATE Menu:
  968.  
  969.  
  970.                                    Program STSORBIT
  971.  
  972.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  973.                                      Version 9048
  974.  
  975.                       Current time:  11:27:57 PST   19:27:57 UTC
  976.                       Current date:    11/11/1990     11/11/1990
  977.  
  978.                        ACTUAL SYSTEM DATE AND TIME SHOWN ABOVE
  979.  
  980.  
  981.             F1     Restore SYSTEM date and time (use "real time")
  982.             F2     Set DOS SYSTEM CLOCK using calendar date and time
  983.             F3     Set SIMULATED date and time using calendar date and time
  984.             F4     Set SIMULATED date and time using Mission Elapsed Time
  985.  
  986.             ENTER  Return to MAIN MENU
  987.  
  988.             Select desired function:
  989.  
  990.         The Date and Time Menu, shown above, displays the available time 
  991.    setting functions along with the actual system date and time as determined 
  992.    by the DOS software clock in your computer (even if simulated time is in 
  993.    effect). Both your local date and time, "PST" or Pacific Standard Time in 
  994.    the example, and "UTC" (Coordinated Universal Time) date and time are 
  995.    displayed. If times have been set using the letter "G", the abbreviation at 
  996.    the right will be "GMT" (Greenwich Mean Time).
  997.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 18
  998.  
  999.  
  1000.         If you wish to execute STSORBIT in "real time", cancelling any 
  1001.    simulated time that may be in effect, use the F1 command. This will restore 
  1002.    the time and date used for the tracking display to that shown at the top of 
  1003.    the menu.
  1004.         If the actual system date or time displayed is incorrect, use the F2 
  1005.    command to correctly set your system clock. If the zone abbreviation or UTC 
  1006.    date or UTC time is incorrect, use the Set Program Options command from the 
  1007.    Main Menu (F10+F9) to correctly set the UTC Offset and the Daylight Flag.
  1008.         Some organizations, NASA for example, continue to use the wording 
  1009.    "Greenwich Mean Time" or "GMT" for what is now usually referred to as 
  1010.    "Universal Time" or "UT" (and sometimes, depending upon the application, as 
  1011.    "UT1" or "UT2"). STSORBIT uses Coordinated Universal Time or "UTC", the 
  1012.    time used for civil timekeeping and broadcast by radio stations such as WWV 
  1013.    and the BBC. Although technically these different time standards are not 
  1014.    exactly the same, the difference is only a maximum of 0.9 seconds and the 
  1015.    program treats them all as identical. STSORBIT defaults to the abbreviation 
  1016.    "UTC" but if you prefer to use "GMT", enter any simulated time using F3 and 
  1017.    include the letter "G" (upper or lower case) at the end. The time 
  1018.    abbreviation at the top of the screen will change from "UTC" to "GMT" and 
  1019.    will continue using that abbreviation until a time is entered suffixed with 
  1020.    "U". 
  1021.         Times are always entered as "HH:MM:SS" where HH is HOURS, MM is 
  1022.    MINUTES, and SS is SECONDS. The time entry format is very flexible. Leading 
  1023.    zeroes are not required. The comma (",") may be used in place of the colon 
  1024.    (":") as a separator if desired. SECONDS or MINUTES and SECONDS may be 
  1025.    omitted if desired. Time entries are assumed to be local time; to enter UTC 
  1026.    or GMT times, add the letter "U" or "G" (upper or lower case) respectively 
  1027.    following the entry. For example, the following are valid time entries:
  1028.  
  1029.              Entry          Interpreted as
  1030.              ------         --------------
  1031.              12             12:00:00
  1032.              13,1           13:01:00
  1033.              4:1:15         04:01:15
  1034.              1,1,1          01:01:01
  1035.              13,45U         13:45:00 UTC 
  1036.              1:20g          01:20:00 GMT
  1037.  
  1038.         Dates are always entered as "DD/MM/YYYY" where DD is DAYS, MM is 
  1039.    MONTHS, and YYYY is the full four-digit year. The full date must always be 
  1040.    entered; leading zeroes are not required. The date entered is assumed to be 
  1041.    for the same time zone as the time entered. If local time is entered, the 
  1042.    date will be treated as the local date; if UTC (or GMT) time is entered, 
  1043.    the date will be treated as the UTC/GMT date.
  1044.         After a time or date entry has been read (after you press the ENTER 
  1045.    key), STSORBIT reformats the entry to its standard format, clears the 
  1046.    characters you entered, and replaces them by the standard format. This 
  1047.    provides a double check that the program has interpreted your entry as you 
  1048.    wished.
  1049.         Press F1 to restore the program date and time to the system date and 
  1050.    time. This command reads the DOS clock and restores the program to "real 
  1051.    time" operation. If the program date and time have not been changed with 
  1052.    the F3 or F4 commands, this command will have no effect.
  1053.         Press F2 to set the DOS system clock. Use this command if you wish to 
  1054.    change the actual date and time on your system. Note that on many systems 
  1055.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 19
  1056.  
  1057.  
  1058.    using DOS 3.3 or higher, this command will set BOTH the software clock AND 
  1059.    the hardware clock.
  1060.  
  1061.                                    Program STSORBIT
  1062.  
  1063.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  1064.                                      Version 9048
  1065.  
  1066.                       Current time:  12:37:48 PST   20:37:48 UTC
  1067.                       Current date:    11/11/1990     11/11/1990
  1068.  
  1069.            CAUTION: This function will change the computer's SYSTEM CLOCK!
  1070.  
  1071.                         Press ENTER to leave an item unchanged
  1072.  
  1073.                  Enter TIME (HH:MM:SS):                12:37:38 PST
  1074.                  Enter DATE (MM/DD/YYYY):                11-11-1990
  1075.  
  1076.             Press ENTER to accept, SPACE BAR to repeat: _
  1077.  
  1078.    The sample above shows the screen after the time and date entries have been 
  1079.    completed. The current ACTUAL system date and time are displayed for 
  1080.    approval. Press ENTER to accept the time and date displayed, or press the 
  1081.    SPACE BAR to repeat the entries.
  1082.         Press F3 to set a simulated date and time. The date and time may be 
  1083.    either in the past or in the future. This command does NOT affect the DOS 
  1084.    clock in your system! Use the F2 command above to restore the date and time 
  1085.    to "real time".
  1086.  
  1087.                                    Program STSORBIT
  1088.  
  1089.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  1090.                                      Version 9048
  1091.  
  1092.                      Simulated time:  13:00:08 PST   21:00:08 UTC
  1093.                      Simulated date:    11/08/1990     11/08/1990
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097.                         Press ENTER to leave an item unchanged
  1098.  
  1099.             Enter SIMULATED TIME  [12:05:06]:     13:00:00 PST   21:00:00 UTC
  1100.             Enter SIMULATED DATE  [11/11/1990]:     11/09/1990     11/09/1990
  1101.  
  1102.             Press ENTER to accept, SPACE BAR to repeat: _
  1103.  
  1104.    The sample above shows the screen after the time and date entries have been 
  1105.    completed. The new SIMULATED date and time are displayed (and counting) for 
  1106.    approval. Press ENTER to accept the time and date displayed, or press the 
  1107.    SPACE BAR to repeat the entries.
  1108.         Press F4 to set a simulated date and time using MET (Mission Elapsed 
  1109.    Time). Note that this command will appear ONLY if the mission name begins 
  1110.    with the letters "STS", signifying a Space Transportation System (Space 
  1111.    Shuttle) mission.
  1112.  
  1113.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 20
  1114.  
  1115.  
  1116.                                    Program STSORBIT
  1117.  
  1118.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  1119.                                      Version 9048
  1120.  
  1121.                      Simulated time:  00:17:18 PST   08:17:18 UTC
  1122.                      Simulated date:    10/09/1990     10/09/1990
  1123.  
  1124.  
  1125.  
  1126.                        Enter desired Mission Elapsed Time (MET)
  1127.  
  1128.                        Enter MET DAY (NN):             3 day(s)
  1129.                        Enter MET TIME (HH:MM:SS):      04:30:00 MET
  1130.  
  1131.                        Press ENTER to accept, SPACE BAR to repeat: _
  1132.  
  1133.    The sample above shows the screen after the day and time entries have been 
  1134.    completed. The Mission Elapsed Time is immediately converted to actual date 
  1135.    and time and the current SIMULATED date and time, based upon the MET just 
  1136.    entered, are then displayed (and counting) for approval. Press ENTER to 
  1137.    accept the time and date displayed, or press the SPACE BAR to repeat the 
  1138.    entries.
  1139.         Press ENTER to return to the Main Menu with the date and time as 
  1140.    displayed on the screen (Current or Simulated).
  1141.  
  1142.  
  1143.    F9     DOS Shell (CAUTION: DOS Version 3.x ONLY!)
  1144.    -------------------------------------------------
  1145.  
  1146.         If a system function is desired at the Main Menu, press F9 to execute 
  1147.    QuickBASIC's DOS SHELL function. This will return you to a DOS prompt and 
  1148.    most DOS commands may be executed immediately. When the Shell is executed, 
  1149.    STSORBIT remains in memory and the map data will not be re-read when you 
  1150.    return. However, this means that a substantial amount of memory is in use 
  1151.    and not available to DOS during the shell operations. Enter "EXIT" (without 
  1152.    the quotation marks and followed by ENTER) at the DOS prompt when you wish 
  1153.    to return to STSORBIT. 
  1154.  
  1155.         CAUTION: The QuickBASIC SHELL function is only reliable for versions 
  1156.         of DOS of 3.0 or higher! Systems with less than 640K memory may fail 
  1157.         to execute the shell and applications requiring large amounts of 
  1158.         memory may also fail.
  1159.  
  1160.  
  1161.    F10    Set STSORBIT Program Options
  1162.    -----------------------------------
  1163.  
  1164.         A number of program features and display options are set using the F10 
  1165.    Program Options Menu. These selections are further described in the section 
  1166.    "Program Options Menu" below.
  1167.  
  1168.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 21
  1169.  
  1170.  
  1171.    ENTER  Resume Mission
  1172.    ---------------------
  1173.  
  1174.         Pressing ENTER resumes the current mission shown in parentheses to the 
  1175.    right of the command on the Main Menu. The 2-line elements file from which 
  1176.    the data was read is shown in square brackets.
  1177.  
  1178.             ENTER  Resume Mission                  (STS-41 [STS41F])
  1179.  
  1180.    Any manually entered data is retained. "ENTER" means the key marked ENTER, 
  1181.    RETURN, or with a left pointing arrow -- but not the backspace or cursor 
  1182.    position keys which may also be marked with arrows! (I am afflicted with 
  1183.    too long a memory; once upon a time this function was known as Carriage 
  1184.    Return and was often shortened to RETURN or even CR. With the advent of 
  1185.    electronic typewriters, video terminals, dot matrix printers and all the 
  1186.    rest, "Carriages" have long since disappeared but old habits die hard! Most 
  1187.    PC keyboards are now marked with "ENTER".)
  1188.         Use ENTER to resume plotting a mission in progress after returning to 
  1189.    the Main Menu to perform some change (such as enabling the node display, 
  1190.    enabling the NASA tracking stations, or adjusting the time or date).
  1191.  
  1192.  
  1193.    ESC    Quit STSORBIT and Save Current Mission
  1194.    ---------------------------------------------
  1195.  
  1196.         Press ESC (the key marked "ESC" or "Esc", not the letters E+S+C) to 
  1197.    quit program STSORBIT. If you press ESC to quit the program and have 
  1198.    manually entered orbital data, STSORBIT will save all required mission data 
  1199.    in file STSORBIT.INI prior to terminating. This will be the data available 
  1200.    with the ENTER key the next time you execute the program. The demonstration 
  1201.    data will not be saved, preserving any previously saved mission data.
  1202.         When you have finished with STSORBIT, press ESC at the Main Menu to 
  1203.    return to DOS. The data (and any adjustments you have made) for the current 
  1204.    mission are saved in file STSORBIT.INI, but the map data is lost and will 
  1205.    be re-read when you next use program STSORBIT. NOTE: If you have neither 
  1206.    entered data (with the E command) nor read a previously saved .INI file 
  1207.    (with the F command), no data will be saved when you exit STSORBIT.
  1208.  
  1209.  
  1210.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 22
  1211.  
  1212.  
  1213.    PROGRAM OPTIONS MENU
  1214.    --------------------
  1215.  
  1216.         A number of program features and display options are set using the F10 
  1217.    Program Options Menu. When used with CGA displays, the features shown below 
  1218.    as selected by function keys F3 and F4 are not available because of the low 
  1219.    resolution of the CGA display. The following Options Menu is displayed when 
  1220.    the F10 command is entered from the Main Menu:
  1221.  
  1222.  
  1223.                                    Program STSORBIT
  1224.  
  1225.                      Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation
  1226.                                      Version 9048
  1227.  
  1228.                       Current time:  16:11:58 PST   00:11:58 UTC
  1229.                       Current date:    11/13/1990     11/14/1990
  1230.  
  1231.  
  1232.             F1             Program STSORBIT Information
  1233.             F2             Set New Local Coordinates (Rancho Palos Verdes, CA)
  1234.             F3     ON      Enable/Disable Additional Map Grid Lines
  1235.             F4     OFF     Display NASA Tracking Stations
  1236.             F5     OFF     Show Ascending & Descending Node Data
  1237.             F6     USA     Set Map Center (USA/Europe)
  1238.             F7     OFF     Set for SLOW COMPUTER or NO COPROCESSOR
  1239.             F8     OFF     Set/Reset Satellite Symbol Blinking
  1240.             F9    -8.00    Set UTC Time Offset and Daylight Flag
  1241.             F10    OFF     Enable/Disable Printer Logging
  1242.  
  1243.             ENTER          Return to MAIN MENU
  1244.  
  1245.             Select desired function:
  1246.  
  1247.  
  1248.    F1     Program STSORBIT Information
  1249.    -----------------------------------
  1250.  
  1251.         Function Key F1 displays information about program STSORBIT including 
  1252.    the copyright notice, version number, my name and address, and the 
  1253.    telephone number of my RPV ASTRONOMY BBS (Bulletin Board System). The 
  1254.    current version of STSORBIT is always posted on the BBS. The BBS has a 
  1255.    power controller; if it hasn't answered after the THIRD RING, hang up and 
  1256.    call back in two minutes. The BBS is available 24 hours per day at 2400 and 
  1257.    1200 baud.
  1258.  
  1259.  
  1260.    F2     Set New Local Coordinates
  1261.    --------------------------------
  1262.  
  1263.         In order to perform the calculations related to satellite visibility 
  1264.    and altitude/azimuth, STSORBIT must know the geographic coordinates for the 
  1265.    user's location. The default coordinates are set to Rancho Palos Verdes, 
  1266.    California, near Los Angeles. The current location is indicated by the name 
  1267.    in parentheses on the Options Menu. The program provides two methods for 
  1268.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 23
  1269.  
  1270.  
  1271.    setting your own coordinates: reading a file of city names and coordinates 
  1272.    (STSORBIT.CTY); or manually entering the information.
  1273.         Pressing F2 will display the following reminder:
  1274.  
  1275.         STSORBIT will search for the CITYNAME you enter anywhere in the city 
  1276.         names in the file. For example, 'SAN' appears in 'SAN FRANCISCO', 'SAN 
  1277.         DIEGO', 'SANTA ANA', 'THOUSAND OAKS', etc. Press ENTER to cancel the 
  1278.         search or enter '*' to enter a new city name and coordinates.
  1279.  
  1280.         In other words, when you enter a name or partial name, STSORBIT will 
  1281.    attempt to match that group of characters anywhere in the names which 
  1282.    appear in the city file. 'SAN' matches 'SAN diego' as well as 'thouSANd 
  1283.    oaks'. To get 'SAN FRANCISCO' on the first try, enter 'SAN F' with a space 
  1284.    between the N and F. Case is not significant; upper and lower case letters 
  1285.    are treated identically. If you change your mind and wish to cancel the 
  1286.    operation, simply press ENTER by itself. Use BACKSPACE to make corrections.
  1287.         To begin the search, enter the desired name after the prompt. In the 
  1288.    example which follows, the name 'ran' was entered for the search.
  1289.  
  1290.         Enter CITYNAME to search for:  ran
  1291.  
  1292.         Processing record  1
  1293.           City Name:  Rancho Palos Verdes CA
  1294.           Latitude:     33.7675
  1295.           Longitude:  -118.4033
  1296.           Elevation:   186 meters
  1297.  
  1298.         Press ENTER to ACCEPT this city, OR
  1299.         Press SPACE to search for next city:  _
  1300.  
  1301.         If the city displayed is the one desired, press ENTER and the data 
  1302.    will be entered into STSORBIT and subsequently saved in file STSORBIT.INI. 
  1303.    If you wish to search further in the file, press the SPACE BAR.
  1304.  
  1305.         NOTE: The elevations contained in file STSORBIT.CTY are all zero 
  1306.         except for Rancho Palos Verdes, CA and Calaveras County, CA, locations 
  1307.         for which I have accurate elevations above mean sea level. If you know 
  1308.         the correct elevation, edit the file using any ASCII text editor and 
  1309.         change the last number on the line. STSORBIT.CTY contains over 800 
  1310.         cities and uses a different format than the .CTY files for program 
  1311.         ASTROCLK (the elevation has been added to each entry). If users send 
  1312.         me their correct elevations (or additional cities they wish added), I 
  1313.         will incorporate that data into subsequent versions of file 
  1314.         STSORBIT.CTY.
  1315.  
  1316.         To enter location data manually, press "*" (without the quotation 
  1317.    marks) followed by ENTER. You will be prompted for the city name, latitude, 
  1318.    longitude, and elevation. Latitude and longitude may be entered using three 
  1319.    different formats for convenience (note the use of comma and decimal 
  1320.    point):
  1321.  
  1322.              DDD.DDDDD           Degrees and decimal fraction
  1323.              DD,MM.MMM           Degrees, minutes and decimal fraction
  1324.              DD,MM,SS.SS         Degrees, minutes, seconds and fraction
  1325.  
  1326.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 24
  1327.  
  1328.  
  1329.    Note that SOUTH latitude and WEST longitude must be entered as NEGATIVE 
  1330.    numbers as measured south of the equator or west of Greenwich, 
  1331.    respectively. The default unit for elevations is meters above mean sea 
  1332.    level; add "F" (upper or lower case without the quotation marks) if you 
  1333.    wish to use feet.
  1334.         After the elevation has been entered, the data will be displayed for 
  1335.    approval. All data are converted to degrees or meters as appropriate, 
  1336.    regardless of the units used on input.
  1337.  
  1338.           City Name:  Rancho Palos Verdes CA
  1339.           Latitude:     33.7675
  1340.           Longitude:  -118.4033
  1341.           Elevation:   186 meters
  1342.  
  1343.         Press ENTER to ACCEPT this city, OR
  1344.         Press SPACE to cancel this data:  _
  1345.  
  1346.    Press ENTER to accept the data as shown or SPACE to cancel the data and 
  1347.    return to the Options Menu. If the data is accepted, STSORBIT will ask if 
  1348.    you wish to append (add) this city/location to the existing file 
  1349.    STSORBIT.CTY so that it will be automatically available thereafter.
  1350.  
  1351.         Do you with to append this data to file STSORBIT.CTY (Y/n):  _
  1352.  
  1353.    Press "Y" or ENTER to append the data to the file, or press "N" to not 
  1354.    modify the file.
  1355.  
  1356.  
  1357.    F3     Enable/Disable Additional Map Grid Lines
  1358.    -----------------------------------------------
  1359.  
  1360.         This command is not available for CGA systems. The basic world map 
  1361.    includes the equator and the meridians at 0 degrees, 90 degrees, and -90 
  1362.    degrees shown in blue on color monitors; the equator and the prime meridian 
  1363.    are shown in bright blue. Turning on the map grid adds lines of longitude 
  1364.    every 30 degrees and lines of latitude every 10 degrees. Displaying the 
  1365.    additional grid lines on monochrome monitors usually makes the screen too 
  1366.    "busy" and is not recommended.
  1367.  
  1368.  
  1369.    F4     Display NASA Tracking Stations
  1370.    -------------------------------------
  1371.  
  1372.         The F4 command enables/disables the display of NASA's 14 ground 
  1373.    tracking stations; this command is not available for CGA monitors. For 
  1374.    additional discussion, see the section Ground Track Display..cp 5
  1375.    F5     Show Ascending & Descending Node Data
  1376.    --------------------------------------------
  1377.  
  1378.         The nodes of an Earth orbit are the points on the ground track where 
  1379.    the path crosses the equator. The ascending node crosses from South to 
  1380.    North and the descending node crosses from North to South. Orbit numbers 
  1381.    normally increment at the ascending node. This command adds two additional 
  1382.    lines of data at the lower left of the screen giving the time (MET or time 
  1383.    since epoch) and longitude of the most recent ascending and descending 
  1384.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 25
  1385.  
  1386.  
  1387.    nodes. This information is useful when comparing STSORBIT's data against 
  1388.    other sources such as the wall map in Mission Control.
  1389.  
  1390.  
  1391.    F6     Set Map Center (USA/Europe)
  1392.    ----------------------------------
  1393.  
  1394.         The F6 command changes the center of the displayed world map. By 
  1395.    default, the map is centered on the United States at 90 degrees West 
  1396.    longitude. Most Americans are accustomed to viewing the map in that 
  1397.    orientation, but it is sometimes convenient to shift the map center when 
  1398.    the Space Shuttle is near the edge of the map. If you prefer to have the 
  1399.    map centered at the prime meridian or zero degrees (Greenwich, England), 
  1400.    use the F6 command or use the /EUR command line option when starting 
  1401.    STSORBIT. Each time you use the F6 command the map center is changed to the 
  1402.    alternate meridian and the map data is re-read from disk.
  1403.  
  1404.  
  1405.    F7     Set for SLOW COMPUTER or NO COPROCESSOR
  1406.    ----------------------------------------------
  1407.  
  1408.         Particularly since the addition of the calculations related to 2-line 
  1409.    element sets, it has become increasingly difficult for very slow computers 
  1410.    or computers not equipped with a math coprocessor to keep up with real time 
  1411.    orbital calculations being performed by STSORBIT. For example, my vanilla 
  1412.    Zenith Z-148, operating at 4.77 MHz and no math coprocessor, takes 
  1413.    approximately 4.5 seconds to make a full set of orbital position 
  1414.    calculations; when switched to 8.0 MHz, the same calculations require only 
  1415.    2.5 seconds. In either case, the program gets hopelessly behind itself and 
  1416.    can never catch up.
  1417.         While perhaps not the "ideal solution" as compared to having a math 
  1418.    coprocessor, setting STSORBIT for Slow Mode can help in all but the most 
  1419.    severe cases. Instead of attempting to update its position calculations 
  1420.    every second, the update is slowed to every five seconds in this mode. This 
  1421.    allows the computer to more or less keep up at a cost of not having data 
  1422.    quite in real time on a second-by-second basis. Except for the frequency of 
  1423.    updates, all program features are unchanged. When STSORBIT is operating in 
  1424.    the Slow Mode, the phrase "SLO" appears at the lower right of the tracking 
  1425.    display.
  1426.  
  1427.  
  1428.    F8     Set/Reset Satellite Symbol Blinking
  1429.    ------------------------------------------
  1430.  
  1431.         The symbol representing the space shuttle or satellite is normally 
  1432.    blinking for CGA and HGC systems in order that it may more readily be 
  1433.    identified on the monochrome display. On EGA and VGA systems the symbol is 
  1434.    bright white which normally is easily located. However, some users may find 
  1435.    the blinking symbol distracting and it also requires additional computing 
  1436.    time to draw and erase the symbol. STSORBIT may automatically defeat 
  1437.    blinking in slower computers. NOTE: Use the "B" command to toggle the 
  1438.    blinking on or off while the ground track is displayed.
  1439.  
  1440.  
  1441.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 26
  1442.  
  1443.  
  1444.    F9     Set UTC Time Offset and Daylight Flag
  1445.    --------------------------------------------
  1446.  
  1447.         STSORBIT uses UTC or Coordinated Universal Time, an adjusted version 
  1448.    of Universal Time (which STSORBIT considers the same as GMT or Greenwich 
  1449.    Mean Time), for certain functions such as launch time. The difference 
  1450.    between UT, UT1, UT2 and UTC is never more than 0.9 seconds. UTC is used 
  1451.    because it is the standard for civil timekeeping and agrees with standard 
  1452.    atomic time, TDB or Terrestrial Barycentric Time, used by astronomers. 
  1453.    However, NASA continues to use the GMT designation, a holdover from earlier 
  1454.    days before the introduction of UTC. Using UTC permits critical data to be 
  1455.    used across many time zones without conversion. However, it also means that 
  1456.    STSORBIT must know what number of hours to add to UTC in order to obtain 
  1457.    your local time, and whether or not you are currently using daylight 
  1458.    savings time (summer time in the UK).
  1459.         When prompted, enter the time offset in hours from your local time to 
  1460.    Coordinated Universal Time. Examples are shown for most time zones in North 
  1461.    America. STSORBIT then asks if you are using daylight savings time; enter 
  1462.    "0" if not, and "1" if so. The sum of these two values is shown on the Main 
  1463.    Menu; for example, if the computer is set to Pacific Daylight Time (UTC 
  1464.    offset is -8.00 hours and Daylight Flag = 1), the sum will be -7.00. For 
  1465.    most time zones in North America, the correct zone abbreviation will be 
  1466.    shown on the ground track display for Local date and time. When you change 
  1467.    your computer from/to daylight savings time, use this command to update 
  1468.    STSORBIT. The following shows the display when using the F9 command:
  1469.  
  1470.  
  1471.    Set UTC TIME ZONE OFFSET and DAYLIGHT FLAG
  1472.  
  1473.              STSORBIT must know the difference between your local time zone 
  1474.         and Coordinated Universal Time (UTC), also sometimes known as 
  1475.         Greenwich Mean Time (GMT). With this information, STSORBIT can 
  1476.         automatically adjust launch or Epoch times and dates for your local 
  1477.         time zone. In addition, STSORBIT must know if your computer is now set 
  1478.         to STANDARD or DAYLIGHT time.
  1479.              First, enter the difference between your STANDARD time zone and 
  1480.         UTC in hours. Do NOT include the hour for daylight time if you are now 
  1481.         on DAYLIGHT time; it will be entered separately. For most time zones 
  1482.         in the United States and Canada, the entries required are:
  1483.  
  1484.              Eastern Standard Time     EST    -5.0
  1485.              Central Standard Time     CST    -6.0
  1486.              Mountain Standard Time    MST    -7.0
  1487.              Pacific Standard Time     PST    -8.0
  1488.  
  1489.              Enter UTC Offset (hours):          -8
  1490.              Enter DAYLIGHT Flag (0=OFF, 1=ON): 1
  1491.  
  1492.  
  1493.         Once this information has been entered, it will be saved in file 
  1494.    STSORBIT.INI and will not be requested again. If you change from Standard 
  1495.    to Daylight Time or vice versa, use the F10+F9 command to update the 
  1496.    Daylight Flag. INI files obtained from other users may be from a prior 
  1497.    version of STSORBIT and the time information may have to be corrected.
  1498.  
  1499.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 27
  1500.  
  1501.  
  1502.  
  1503.    F10    Enable/Disable Printer Logging
  1504.    -------------------------------------
  1505.         I have found it interesting to log the orbital data and the ascending 
  1506.    and descending node information on my printer when analyzing the mission 
  1507.    data over long periods of time. The F10 command toggles the printer logging 
  1508.    function on and off. The first page of the log includes the current orbital 
  1509.    data and subsequent pages contain only node information. In addition to the 
  1510.    information presented on the display, the printer log also calculates the 
  1511.    current orbital time, the time from one ascending (descending) node to the 
  1512.    next. A typical 
  1513.    log is shown below. 
  1514.  
  1515.         IMPORTANT:     BE SURE THE PRINTER IS TURNED ON PRIOR TO ENTERING THE 
  1516.                        F10 COMMAND. 
  1517.  
  1518.  
  1519.    STSORBIT: Space Shuttle Tracking Program, Version 9048          Page 1
  1520.  
  1521.    ORBITAL DATA for STS-31 Discovery/HST
  1522.  
  1523.              Launch Date:             04/24/1990
  1524.              Launch Time:             05:33:52
  1525.              Orbit Inclination:       28.4695
  1526.              Orbit Altitude:         329.50 nm
  1527.  
  1528.              Adjust Longitude:         9.80
  1529.              Adjust Orbit Time:        8.40 min
  1530.  
  1531.                                                                   ORBITAL
  1532.    LOCAL DATE      TIME              ORBIT    LONG           MET     TIME
  1533.    04/28/1990  20:32:52  Ascend Node:   70  -69.95    4/14:58:07  1:36:55
  1534.    04/28/1990  21:20:52  Dscend Node:   70   97.64    4/15:46:35  1:36:55
  1535.    04/28/1990  22:09:52  Ascend Node:   71  -94.77    4/16:35:02  1:36:55
  1536.  
  1537.  
  1538.         When printer logging is enabled and the ground track is displayed, the 
  1539.    word "LOG" will appear in red at the right of the text area. Enabling 
  1540.    printer logging also automatically enagles the display of ascending and 
  1541.    descending node information.
  1542.         When a printer log is prepared for 2-line orbits, the Adjust Longitude 
  1543.    and Adjust Orbit Time entries will not be shown in the header data. The 
  1544.    Launch Date and Launch Time entries are given if that information has been 
  1545.    entered indepentently. The Epoch Date and Epoch Time are always shown for 
  1546.    2-line element simulations. Note also that the orbit altitude shown is the 
  1547.    altitude at the time the log was started and will not be correct for 
  1548.    subsequent entries, especially if the satellite has an elliptical orbit 
  1549.    (high eccentricity).
  1550.         A printer log may be prepared in advance of a mission by enabling 
  1551.    printer logging from the Set Options Menu (with the F10+F10 command), 
  1552.    setting the desired simulation time (F8+F3 command), then starting the 
  1553.    ground track display with ENTER; once the ground track has appeared on the 
  1554.    screen, pressing the F key twice to set STSORBIT in the X60 fast time mode 
  1555.    will generate the date relatively quickly (although the UT TIME printed may 
  1556.    be off by as much as one minute in the X60 mode). Allow the simulation to 
  1557.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 28
  1558.  
  1559.  
  1560.    run for the desired length of time, then press ENTER to return to the Main 
  1561.    Menu. While the ground track is active the "L" command performs the same 
  1562.    function as the F10+F10 command to enable or disable printer logging.
  1563.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 29
  1564.  
  1565.  
  1566.    USING DISPLAY OPTIONS
  1567.    ---------------------
  1568.  
  1569.         Once the orbital display is in progress, a number of keys are active:
  1570.  
  1571.            ENTER  Return to Main Menu (cancel this simulation).
  1572.  
  1573.                B  Toggle the BLINK mode of the space shuttle or satellite 
  1574.                   symbol between blinking and steady.
  1575.  
  1576.                F  Toggle FAST mode from x1 to x10 to x60 to x1, etc. When 
  1577.                   either of the fast modes is enabled, "(x10)" or "(x60)" will 
  1578.                   appear at the upper right of the data block in red.
  1579.  
  1580.                L  Enable or disable printer logging. If logging is enabled, 
  1581.                   the word LOG appears in the lower right of the screen. Be 
  1582.                   sure the printer is turned on BEFORE using the L command. 
  1583.                   The "L" command automatically enables the display of 
  1584.                   ascending and descending node information.
  1585.  
  1586.                P  Enable/Disable PAUSE mode; only the local date and time are 
  1587.                   updated. The plot is frozen at the current position and the 
  1588.                   "+" and "-" commands are enabled.
  1589.  
  1590.                R  Resynchronize MET or T+Epoch with Local Time. Resets plot to 
  1591.                   real time.
  1592.  
  1593.                   NOTE: The Resynchronization was feature was originally 
  1594.                   intended only for testing and should only be performed when 
  1595.                   the simulated time and local times are reasonably close to 
  1596.                   each other. The plot may otherwise have some extraneous 
  1597.                   pixels left around! This feature has not been extensively 
  1598.                   tested. To restore the ground track completely, press ENTER 
  1599.                   to stop the display and return to the Main Menu, then press 
  1600.                   ENTER again to resume the mission.
  1601.  
  1602.                T  When using 2-line elements, the elapsed time may be switched 
  1603.                   between "T+Epoch" and "MET" by using the "T" command. If no 
  1604.                   launch time and date have been entered, the "T" command will 
  1605.                   have no effect.
  1606.  
  1607.                +  During PAUSE mode only, moves the satellite to the NEXT 
  1608.                   calculated position based upon the FAST mode then in effect: 
  1609.                   simulated time is advanced 1, 10, or 60 seconds. (NOTE: The 
  1610.                   "=" key may be used instead of "+" to avoid the SHIFT KEY.)
  1611.  
  1612.                -  During PAUSE mode only, moves the satellite to the PREVIOUS 
  1613.                   calculated position based upon the FAST mode then in effect: 
  1614.                   simulated time is backed up 1, 10, or 60 seconds.
  1615.  
  1616.                   NOTE: Since this "-" or reverse feature was implemented 
  1617.                   primarily for testing and demonstration, the ground track 
  1618.                   logic does not recognize these reverse movements and will 
  1619.                   become slightly confused. To restore the ground track 
  1620.                   completely, press ENTER to stop the display and return to 
  1621.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 30
  1622.  
  1623.  
  1624.                   the Main Menu, then press ENTER again to resume the mission.
  1625.  
  1626.         The simulated time, taking into account any fast time that may have 
  1627.    been in effect up to that point, is shown at the lower left of the screen. 
  1628.    For reference, the launch or epoch time and the actual local time (as 
  1629.    determined by the computer's internal DOS clock) are also displayed. The 
  1630.    MET (Mission Elapsed Time) or T+Epoch display at the lower right of the 
  1631.    screen shows the current elapsed time in the mission and will include an 
  1632.    additional message, "(x10)" or "(x60)", when fast time is in effect.
  1633.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 31
  1634.  
  1635.  
  1636.    THE STSORBIT GROUND TRACK DISPLAY
  1637.    ---------------------------------
  1638.  
  1639.         One of the principal objectives of STSORBIT is to graphically display 
  1640.    the position of the space shuttle or satellite relative to a map of the 
  1641.    world. In addition to the map itself, a number of other items of interest 
  1642.    are displayed. Some features are available only with higher resolution 
  1643.    displays (EGA and VGA) in order to avoid cluttering the display screen. 
  1644.    Other features may be enabled or disabled according to the user's 
  1645.    preference. The following sections discuss these various features.
  1646.  
  1647.  
  1648.    World Map
  1649.    ---------
  1650.  
  1651.         The STSORBIT ground track display includes a map of the world centered 
  1652.    on either the United States or Europe and extending from approximately +80 
  1653.    degrees North latitude to -80 degrees South latitude using a linear 
  1654.    cylindrical projection. Omitting the two 10 degree bands at the poles 
  1655.    permits better detail in the mid latitudes where all space shuttle orbits 
  1656.    and many other satellite orbits are concentrated. Ground track details very 
  1657.    near the poles are therefore sacrificed for a better display in the main 
  1658.    portion of typical orbits. The vertical resolution of the display is 
  1659.    automatically adjusted for the type of display system in use from 200 lines 
  1660.    (CGA) to 480 lines (VGA).
  1661.         The world map consists of a series of some 7500 coordinate pairs. The 
  1662.    equator and lines of equal longitude at 0, 90, and -90 are also shown. 
  1663.    Additional lines of longitude and latitude may be added on EGA and VGA 
  1664.    monitors by enabling that feature using F10+F3. When used with an EGA or 
  1665.    VGA color monitor, the coastal outlines are in cyan, the equator and 
  1666.    longitude grid are in blue with the equator and Prime Meridian highlighted 
  1667.    in bright blue.
  1668.  
  1669.  
  1670.    Spacecraft or Satellite and Orbit Projections
  1671.    ---------------------------------------------
  1672.  
  1673.         The focus of the display, and the reason for program STSORBIT, is to 
  1674.    show the position of the spacecraft or satellite. For the space shuttle 
  1675.    (and provided the mission name begins with the letters "STS"), a symbol has 
  1676.    been chosen which resembles that spacecraft. For all other satellites, a 
  1677.    symbol has been chosen which resembles the Hubble Space Telescope. In 
  1678.    either case, the symbol is shown in bright white. For better visibility, 
  1679.    the symbol will normally "blink" on CGA monitors; the symbol may be made to 
  1680.    blink on any system if desired.
  1681.         Just seeing the spacecraft or satellite on the map display yields 
  1682.    information as to its present position. However, for satellite viewing and 
  1683.    planning purposes, STSORBIT calculates the predicted orbital ground track 
  1684.    for approximately three hours in the future and displays the past orbital 
  1685.    ground track for approximately one and a half hours in the past. The future 
  1686.    ground track is shown in light green, and the past orbital ground track is 
  1687.    shown in light red.
  1688.         The orbital ground track consists of a series of dots plotted at one 
  1689.    minute intervals. These dots "move" as the spacecraft or satellite changes 
  1690.    position; one new dot is added to the predicted track each minute and one 
  1691.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 32
  1692.  
  1693.  
  1694.    dot is removed from the past track at the same time.
  1695.  
  1696.  
  1697.    User's Circle of Visibility
  1698.    ---------------------------
  1699.  
  1700.         Centered around the user's geographic location, and marked with a 
  1701.    small cross on EGA and VGA systems, is a magenta "circle" of the 
  1702.    approximate line of sight visibility for the mission in progress. The 
  1703.    circle appears on the display as an ellipse because of the scaling factors 
  1704.    used by the map projection. The radius of this circle of visibility is 
  1705.    calculated for each satellite based upon its altitude at the instant the 
  1706.    map is drawn as well as the user's elevation above mean sea level and 
  1707.    corresponds to "line of sight" visibility for that satellite.
  1708.         When a satellite is within the circle direct visual, radio or radar 
  1709.    communications with the satellite should be practical. Actual visibility, 
  1710.    of course, depends upon more than simply whether or not the satellite is 
  1711.    above the viewer's horizon. Most important is the sun to satellite to 
  1712.    viewer geometry; the satellite must be in sunlight and the viewer in 
  1713.    darkness for reasonable visibility. Almost as important is the size and 
  1714.    geometry of the satellite itself; a large, bright-metal satellite with huge 
  1715.    solar arrays reflects far more sunlight than a small dark satellite. In 
  1716.    addition to the satellites themselves, many booster rockets and other 
  1717.    "spare parts" are orbiting the Earth. Since they are not attitude 
  1718.    stabilized, booster rockets usually are tumbling and may therefore appear 
  1719.    to flash on and off as they pass over.
  1720.         For the Space Shuttle as well as most other satellites with near 
  1721.    circular orbits, the circle of visibility calculations are reasonably 
  1722.    accurate; however, the position of the sun and the effect of atmospheric 
  1723.    refraction are not taken into account, only whether or not the satellite is 
  1724.    in line of sight view from the observing location. For highly eliptical 
  1725.    orbits, however, the accuracy is substantially degraded since the radius of 
  1726.    the circle of visibility changes dramatically depending upon whether the 
  1727.    satellite is nearer apogee or perigee at the time the calculation is made, 
  1728.    and the period of the orbit. In the course of a single orbit, the altitude 
  1729.    of such a satellite may change by thousands of miles. Satellite "DE 1", 
  1730.    usually included in the NASAnnn.TXT 2-line elements file, is in a highly 
  1731.    elliptical orbit with long period and illustrates the problem.
  1732.  
  1733.  
  1734.    Spacecraft Circle of Visibility
  1735.    -------------------------------
  1736.  
  1737.         The spacecraft circle of visibility is calculated using the same 
  1738.    alrorithm as for the user's circle of visibility. Like the user's circle, 
  1739.    the spacecraft circle appears on the display as an ellipse because of the 
  1740.    scaling factors used by the map projection. The difference is that the 
  1741.    spacecraft circle moves with the spacecraft and illustrates the approximate 
  1742.    area visible from the spacecraft at any given moment. The circle is updated 
  1743.    at the same rate as the spacecraft symbol, normally every ten seconds. 
  1744.    Comparisons during the STS-35/ASTRO-1 mission in December, 1990 confirmed 
  1745.    that the circle shown is quite close to that shown by one of the special 
  1746.    graphics displays occasionally shown on NASA Select TV.
  1747.  
  1748.  
  1749.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 33
  1750.  
  1751.  
  1752.    TDRS Satellite Features
  1753.    -----------------------
  1754.  
  1755.         TDRS Satellite features are shown only on HGC, EGA and VGA monitors. 
  1756.    The three TDRS satellites (Tracking and Data Relay Satellites), used for 
  1757.    most communications to and from the Space Shuttle and the Hubble Space 
  1758.    Telescope, are each shown as a dot inside a small yellow circle on the 
  1759.    equator. There are three TDRS satellites in geosynchronous orbit, TDRS East 
  1760.    at approximately 72 degrees West longitude and the TDRS West Cluster 
  1761.    consisting of two satellites at approximately 170 degrees West longitude. 
  1762.    Both of the TDRS West Cluster satellites have partially failed but between 
  1763.    them they can provide the facilities of a fully operational satellite.
  1764.         Each TDRS location provides communications coverage for almost half of 
  1765.    the Earth. However, since the ground station is at White Sands, New Mexico, 
  1766.    the coverage overlaps to provide good communications. This, in turn, means 
  1767.    that there is a narrow band, known by NASA as the Zone of Exclusion, off 
  1768.    the East coast of Africa which is not covered by either TDRS. Four slightly 
  1769.    curved vertical red lines on the display show the limits of coverage for 
  1770.    each TDRS location. With the map centered on the United States and scanning 
  1771.    from left to right, the red coverage lines are acquisition of TDRS East, 
  1772.    loss of TDRS West, loss of TDRS East, and acquisition of TDRS West.
  1773.         During most of an orbit, the satellite being used for communications 
  1774.    will be shown in the data block opposite the title "Com:"; the messages 
  1775.    "TDRS-West" or "TDRS-East" will appear. Approximately five minutes before 
  1776.    the spacecraft reaches loss TDRS East, the message will change to "LOS 
  1777.    5:07" with the numbers indicating the minutes:seconds until anticipated 
  1778.    signal loss. Once the signal is lost, the message will change to "AOS 7:35" 
  1779.    to show the time remaining until acquisition by TDRS West. The algorithm 
  1780.    used for the calculation of the TDRS coverage is very approximate but is 
  1781.    usually accurate to within approximately 30 seconds.
  1782.  
  1783.    NASA Ground Tracking Stations
  1784.    -----------------------------
  1785.  
  1786.         NASA maintains a number of ground tracking stations around the world. 
  1787.    Some of these tracking stations are essential for the ascent or landing 
  1788.    phases of a space shuttle flight; others are used for in-flight 
  1789.    communications. Each ground tracking station is shown as a small symbol 
  1790.    surrounded by a brown or light yellow "circle" which gives the approximate 
  1791.    area of antenna coverage and shows how small a proportion of each orbit can 
  1792.    be monitored without the TDRS system. When for some reason the TDRS system 
  1793.    is down (as has occurred during infrequent computer failures at White 
  1794.    Sands, New Mexico, the TDRS Ground Station), these ground tracking stations 
  1795.    become the only means of communication with the Space Shuttle. Because of 
  1796.    budget constraints, many of these ground tracking stations may be (or have 
  1797.    already been) shut down. Some, such as MIL and BDA (see list below) will be 
  1798.    retained because they are required for the ascent phase of a space shuttle 
  1799.    mission. Others, such as HAW, CTS and GWM, are operated jointly with, or 
  1800.    independently by, the U. S. Air Force.
  1801.         The antenna range circle is displayed on the screen as an ellipse 
  1802.    because of the scaling factors used by the map projection. For all systems 
  1803.    except CGA, the locations of the three TDRS (Tracking and Data Relay 
  1804.    Satellite) are shown as small circles on the equator at -41 degrees and at 
  1805.    -171 degrees; on CGA displays the TDRS coverage is NOT shown in order to 
  1806.    avoid confusing the display. The following table lists the ground tracking 
  1807.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 34
  1808.  
  1809.  
  1810.    stations as of early 1989 which are shown along with their abbreviations 
  1811.    and approximate map coordinates (longitude, latitude):
  1812.  
  1813.              MIL     -81,28       Merritt Island, FL
  1814.              BDA     -64,32       Bermuda
  1815.              DKR     -17,14       Dakar, Senegal
  1816.              ACN     -14,-8       Ascension Island
  1817.              MAX     -5,41        Central Spain
  1818.              IOS      56,-5       Indian Ocean
  1819.              HAW     -156,20      Hawaii
  1820.              GWM      145,14      Gwam
  1821.              VAN     -122,35      Vandenberg, CA
  1822.              YAR      115,-29     Yargidy, Australia
  1823.              CAN      149,-36     Canberra, Australia
  1824.              GDX     -116,34      Goldstone, CA
  1825.              CTS     -105,38      Colorado Springs, CO
  1826.              AGO     -71,-34      Santiago, Chile
  1827.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 35
  1828.  
  1829.  
  1830.    STSORBIT'S ORBITAL MODELS
  1831.    -------------------------
  1832.  
  1833.         The initial version of STSORBIT was prepared without reference 
  1834.    materials of any kind and the simplest possible orbital model was therefore 
  1835.    selected. The primary objective was to duplicate the NASA wall map at 
  1836.    the Mission Control Center in Houston, Texas. This "simple" model assumed 
  1837.    that the orbit was perfectly circular at a specified altitude and 
  1838.    inclination which never degraded due to other factors such as drag or 
  1839.    perturbation. Some simplifying assumptions were incorporated to handle the 
  1840.    initial ascent portion of a mission and the launch site was hard coded to 
  1841.    Cape Canaveral, Florida. With only minor modifications, the program was 
  1842.    essentially unchanged for the next year.
  1843.         The launch of STS-31 and the Hubble Space Telescope highlighted the 
  1844.    need for improved accuracy because of public interest and the length of the 
  1845.    mission. The orbital calculations were modified (STSORBIT Version 9015) to 
  1846.    include the J2 factor, the perturbation of low Earth orbits due to 
  1847.    variations in the gravitational field related to the non-spherical shape of 
  1848.    the Earth (among other factors); omission of the J2 factor caused errors in 
  1849.    longitude of approximately -5 to -7 degrees per day. That is, the orbital 
  1850.    track drifted Westward from its true position by that amount. More accurate 
  1851.    models of low orbits also include the J3 and J4 perturbation factors, 
  1852.    atmospheric drag, and a host of other less significant items.
  1853.         Although by now reasonably accurate for the first day or so of a space 
  1854.    shuttle mission, the "simple" model is by no means ideal. In calculating 
  1855.    the current orbital longitude, for example, the "simple" model assumes a 
  1856.    circular orbit with an orbital inclination of zero degrees. For orbits with 
  1857.    low inclinations, as is typical for launches from Kennedy Space Center, 
  1858.    these errors are not particularly significant and are probably overshadowed 
  1859.    by the fundamental uncertainties in orbital parameters and by the 
  1860.    limitations imposed by display resolution. Orbits with higher inclinations, 
  1861.    as would be the case if near-polar launches from Vandenburg AFB in 
  1862.    California are ever initiated, would have much larger periodic errors which 
  1863.    would be both noticeable and objectionable. More important for longer 
  1864.    missions and for general satellite tracking is the fact that due to the 
  1865.    method used, errors in the orbital calculations tend to be cumulative. 
  1866.    Although it may be the only method available at launch, after about a week 
  1867.    the errors can become unacceptably large.
  1868.         The real problem with the simple method, of course, is that the Earth 
  1869.    is not a perfect sphere and actual satellite orbits are never perfectly 
  1870.    circular. Satellite orbits are significantly perturbed by the non-spherical
  1871.    gravitational field of the Earth, by the Sun and Moon, atmospheric drag, 
  1872.    and other factors. Accurate satellite tracking over longer periods of time 
  1873.    therefore demands more accurate data and a more rigorous treatment of 
  1874.    satellite orbits. The only practical alternative is to use the NASA/NORAD 
  1875.    2-line orbital element sets. Not only are these data readily available 
  1876.    publicly, but they are relatively accurate and are updated regularly. 2-
  1877.    line element sets for non-military space shuttle missions are typically 
  1878.    available by the second or third day of the mission. Amateur astronomers 
  1879.    and satellite tracking experts often generate "unofficial" 2-line element 
  1880.    sets even for military missions.
  1881.         Six quantities are required by classical gravitational theory to 
  1882.    completely characterize the orbit of one body about another in time and 
  1883.    space, the "Two Body Problem". These six quantities, often referred to as 
  1884.    Keplerian orbital elements, are included in the NASA/NORAD 2-line element 
  1885.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 36
  1886.  
  1887.  
  1888.    sets along with other numerical and statistical data. NORAD, the North 
  1889.    American Air Defense Command headquartered in Cheyenne Mountain, Colorado, 
  1890.    developed the 2-line element format many years ago as part of their 
  1891.    satellite tracking efforts and NASA subsequently adopted the same format -- 
  1892.    more or less. My own analyses of 2-line element sets obtained independently 
  1893.    from other NASA centers indicate that NASA and NORAD do not always use the 
  1894.    same definition for revolution (orbit) numbers; NASA frequently gives a 
  1895.    number one greater than NORAD, calling the first partial orbit number one 
  1896.    while NORAD calls that same partial orbit number zero. Except for short 
  1897.    duration missions, such as the Space Shuttle, revolution numbers are of no 
  1898.    practical importance.
  1899.         Having timely and accurate orbital data is of little help without a 
  1900.    computer model or program which can use those data. NORAD has rather 
  1901.    arbitrarily divided satellite orbits into two categories: near Earth orbits 
  1902.    and deep space orbits. Near Earth orbits are defined as those with orbital 
  1903.    periods of 225 minutes or less and deep space orbits are all others. 
  1904.    Computer models are described in the literature for each category. STSORBIT 
  1905.    employs the SGP4 Near Earth Model only, using a composite of code of my own 
  1906.    combined with translated Fortran and Basic source supplied by Paul Traufler 
  1907.    and C source by Paul Hirose. Not only are the near Earth orbits generally 
  1908.    of more interest to observers, but the errors associated with deep space 
  1909.    orbits processed with the SGP4 model (rather than the correct SDP4 model) 
  1910.    are not particularly significant for the purposes of a program such as 
  1911.    STSORBIT. Further, watching a geostationary satellite orbit on the screen 
  1912.    is not unlike watching grass grow and is about as exciting.
  1913.         For the past several years, T S Kelso has been making the NASA/NORAD 
  1914.    data available as a public service on his Celestial BBS at (513) 427-0674. 
  1915.    The 2-line element sets are downloaded by Kelso directly from NASA Goddard 
  1916.    Space Flight Center by special arrangement. I regularly post a slightly 
  1917.    edited version (certain introductory text material is removed so that the 
  1918.    file may be used directly by programs such as STSORBIT) of the current 
  1919.    element sets on my own RPV ASTRONOMY BBS as file NASAnnn.TXT, where "nnn" 
  1920.    is the NASA bulletin number. Kelso provides data for several categories of 
  1921.    satellites:  Amateur Radio, Earth Resources, Manned Spacecraft, Navigation, 
  1922.    Weather, and NASA's 30 Day Specials (which contain objects launched within 
  1923.    the last 30 days and are often easy to spot visually). More specifically, 
  1924.    these include the following satellites or satellite series: OSCAR, Radio 
  1925.    Sputnik, UOSAT, Cosmos, LandSat, SeaSat 1, SPOT, Mir, Salyut 7, Soyuz, 
  1926.    Space Shuttle, NAVSTAR (GPS), GOES, Meteor, and NOAA.
  1927.         The Canadian Space Society BBS, (416) 458-5907, also regularly posts 
  1928.    NORAD 2-line elements. Note that the CSS format is slightly non-standard, 
  1929.    having additional information on the first (title) line for each satellite, 
  1930.    and may have to be edited for use with some tracking programs. The CSS 
  1931.    files also have considerable additional text material (including current 
  1932.    satellite news) before and after the actual 2-line elements data.
  1933.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 37
  1934.  
  1935.  
  1936.    ADJUSTING ORBITAL PARAMETERS (Simple Orbital Model)
  1937.    ---------------------------------------------------
  1938.  
  1939.         NOTE: This section applies ONLY if you are using the simple orbital 
  1940.         model for simulation. When using 2-line elements, all orbital 
  1941.         parameters are completely defined by the 2-line elements and may not 
  1942.         be modified from within STSORBIT.
  1943.  
  1944.         The original "simple" orbital model used in STSORBIT is imperfect, to 
  1945.    say the least. The data generally available from NASA prior to launch often 
  1946.    does not describe upcoming shuttle orbits at all precisely. In particular, 
  1947.    STSORBIT's initial orbital calculations, those related to the time from 
  1948.    liftoff to orbital insertion, are more or less guesswork. Once a mission is 
  1949.    established in orbit, it may be therefore desirable to adjust the orbital 
  1950.    parameters to make STSORBIT's displayed ground track correspond more 
  1951.    closely to that displayed on the wall map in Mission Control Center. To 
  1952.    make the adjustment, use the following procedure:
  1953.  
  1954.    1.   Start program STSORBIT. After the map data has been read in, select 
  1955.         the program options command, F10, then press F5 to enable display of 
  1956.         the data for the ascending and descending nodes. Enter the original 
  1957.         launch time and orbital data using the F4 command or restore prior 
  1958.         data using the ENTER key or F3 command if no adjustments have been 
  1959.         entered. The plot will appear on the screen.
  1960.  
  1961.    2.   Observe the crossing time and longitude of the node of interest and 
  1962.         calculate the difference from the desired crossing time. Note that 
  1963.         NASA performs all orbital calculations referenced to the Ascending 
  1964.         Node, the point at which the ground track crosses the Equator in a 
  1965.         North-bound direction. In order to view a given node crossing 
  1966.         repeatedly, you may find it convenient to reset the DOS clock to a 
  1967.         minute or two prior to the expected time.
  1968.  
  1969.         HINT: Use the F9 command to go back to DOS, then use DOS's TIME 
  1970.         command to set the clock. BE SURE TO RESET YOUR COMPUTER CLOCK WHEN 
  1971.         YOU HAVE COMPLETED ALL ORBITAL ADJUSTMENTS!
  1972.  
  1973.    3.   When adjusting orbital parameters, it is preferable to adjust the TIME 
  1974.         before adjusting the LONGITUDE. This is because the longitude of the 
  1975.         node is affected by the rotation of the Earth (by 15 degrees per hour) 
  1976.         when the time is changed. Calculate the difference between the time of 
  1977.         the observed node crossing and the time of crossing plotted by 
  1978.         STSORBIT. If the observed time is earlier than the plotted time, the 
  1979.         time adjustment must be positive, otherwise it must be negative. The 
  1980.         time must be calculated in minutes and decimal fractions of a minute.
  1981.  
  1982.    4.   Press ENTER to return to the Main Menu, then press F5 to enter 
  1983.         adjusted data. Enter the new orbital altitude in nautical miles (or 
  1984.         altitude in kilometers by adding "km"); usually, the orbital altitude 
  1985.         has not changed and you should press ENTER to leave this item 
  1986.         unchanged.
  1987.  
  1988.    5.   Press ENTER to leave the longitude adjustment set at zero.
  1989.  
  1990.    6.   Enter the calculated time difference for the node crossing as the time 
  1991.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 38
  1992.  
  1993.  
  1994.         adjustment (in minutes).
  1995.  
  1996.    7.   Press ENTER to leave the launch time unchanged.
  1997.  
  1998.    8.   Inspect the data displayed to be sure it is correct. If it is not, 
  1999.         press the SPACE BAR to re-enter data; if it is correct, press ENTER to 
  2000.         accept the data. STSORBIT will immediately begin plotting the new 
  2001.         ground track. If necessary, interrupt the plot with the ENTER key, 
  2002.         reset your computer's clock, return to STSORBIT, and press ENTER to 
  2003.         resume current mission.
  2004.  
  2005.    9.   Again observe the plotted time of crossing and repeat from Step 4 if 
  2006.         the time is not correct. If the time is correct, note the longitude of 
  2007.         the node and calculate the difference from the observed longitude. If 
  2008.         the plotted longitude is less than the observed longitude, the 
  2009.         adjustment must be positive, otherwise it must be negative. The 
  2010.         longitude adjustment must be entered in degrees and decimal fractions 
  2011.         of a degree.
  2012.  
  2013.    10.  Press ENTER to return to the Main Menu, then press F5 to enter 
  2014.         adjusted data. Enter the calculated longitude adjustment, then press 
  2015.         ENTER twice to leave the time adjustment and launch time unchanged.
  2016.  
  2017.    11.  Inspect the data displayed to be sure it is correct. If it is not, 
  2018.         press the SPACE BAR to re-enter data; if it is correct, press ENTER to 
  2019.         accept the data. STSORBIT will immediately begin plotting the new 
  2020.         ground track. If necessary, interrupt the plot with the ENTER key, 
  2021.         reset your computer's clock, return to STSORBIT, and press ENTER to 
  2022.         resume current mission.
  2023.  
  2024.    12.  This procedure should enable you to set the orbital parameters with 
  2025.         considerable accuracy. However, even minor changes of the orbit in 
  2026.         flight can cause a significant cumulative error in the ground track 
  2027.         displayed by STSORBIT. If all this seems like too much effort, just 
  2028.         enjoy the program "as it comes from the box"!
  2029.  
  2030.    13.  During the course of a non-military mission, I normally watch NASA 
  2031.         Select TV (if I'm around!) and post updated .INI files from time to 
  2032.         time on my BBS. You may call the BBS and download the updated .INI 
  2033.         files; these files typically have names such as STS31A.INI, STS31B.INI 
  2034.         and so forth. Use the F3 command to read the updated .INI file into 
  2035.         program STSORBIT. Also, within a day or two of a Space Shuttle launch, 
  2036.         the 2-line elements for the mission will usually be available on my 
  2037.         BBS.
  2038.  
  2039.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 39
  2040.  
  2041.  
  2042.    STSORBIT REVISION HISTORY
  2043.    -------------------------
  2044.  
  2045.         Program STSORBIT underwent multiple revisions during the first days of 
  2046.    the STS-30 Atlantis/Magellan mission (May 1989) and the process was 
  2047.    repeated during the STS-28 Columbia mission (August 1989). At one point, I 
  2048.    was releasing new versions every couple of hours! Lacking any equations or 
  2049.    data for the first minutes of a typical mission, the first tries were 
  2050.    largely guesswork and needed to be refined considerably. After all of that, 
  2051.    comparison of STSORBIT's plot with the NASA wall map data (as seen on NASA 
  2052.    Select Television) and interpolation of that data shows good agreement 
  2053.    through about the first ten orbits. However, after orbital maneuvers, such 
  2054.    as occur with the deployment of a satellite or spacecraft, the initial data 
  2055.    is much less accurate. Unfortunately, the NASA wall map is not always on 
  2056.    the screen and orbital information may otherwise be difficult to obtain 
  2057.    during the first day or two of a mission.
  2058.         The launch of the Hubble Space Telescope (May 1990) and the 
  2059.    availability of the NASA/NORAD 2-Line Element Sets has prompted a major 
  2060.    revision of the program at Version 9022 to permit accurate tracking over 
  2061.    longer periods of time using these data. This has required a major rewrite 
  2062.    of the program which required many days of effort. As with any major 
  2063.    software change, not all problems and bugs are detected in the first 
  2064.    releases. User feedback and patience will be appreciated.
  2065.          Each released version of STSORBIT uses a four digit revision code 
  2066.    such as 9027. The first two digits indicate the year and the second two 
  2067.    digits indicate the week of the year. In some cases, an additional letter 
  2068.    suffix is added to distinguish changes occurring within the same week. A 
  2069.    partial week at the beginning or end of the year is counted as a full week. 
  2070.    Using this method, a year will typically have 53 weeks although it is 
  2071.    possible to have 54 weeks in a leap year (1972 is an example). The current 
  2072.    year-week revision code is shown on the Julian Date display, Display Mode 
  2073.    7, in my program ASTROCLK.
  2074.         This file records the revision history of program STSORBIT through all 
  2075.    of the minor twists and turns that usually accompany the evolution of such 
  2076.    a program.  It illustrates the tortuous process of maintaining and refining 
  2077.    a program as ideas and problems are reported from every quarter. The early 
  2078.    versions were rushed to meet the launch schedules, probably too much so. 
  2079.    These notes may also be helpful to users who are upgrading from one version 
  2080.    to another to find out what has changed.
  2081.  
  2082.                                                  David H. Ransom, Jr.
  2083.  
  2084.  
  2085.    9049     12/04/90
  2086.    -----------------
  2087.    -Added spacecraft circle of visibility for STS missions, EGA/VGA ONLY!
  2088.    -Corrected the logic associated with printer logging so that TDRS Com: data 
  2089.    is properly updated when logging is ON. Thanks to Jay Hickman for reporting 
  2090.    the bug!
  2091.    -Corrected negative Mission Elapsed Time (MET) in both orbital models. Time 
  2092.    BEFORE launch time and date was incorrect.
  2093.    -Changed MET input routine (F8+F4) to allow negative MET dates and times. I 
  2094.    don't really know why anyone would want this, but ...
  2095.    -Program now saves presence/absence of additional grid in STSORBIT.INI.
  2096.    -Documentation updated to reflect program changes and additions. The 
  2097.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 40
  2098.  
  2099.  
  2100.    description of the ground track display has been rewritten for improved
  2101.    clarity.
  2102.  
  2103.    9048     11/25/90
  2104.    -----------------
  2105.    -Corrected a problem with the "simple" model that caused it never to "catch 
  2106.    up" at certain times which were a function of the current local time versus 
  2107.    UTC. (Yet another time/date problem! Things were simpler before I added all 
  2108.    the UTC code. I hope this is the last bug in that department...)
  2109.    -Added fiducial mark at the center of the circle of visibility.
  2110.    -Added 150 selected international cities to STSORBIT.CTY.
  2111.    -Removed time zone changes when changing local coordinates.
  2112.  
  2113.    9047     11/17/90
  2114.    -----------------
  2115.    -Modified the routine that reads 2-line elements to substitute 0.0000001 if 
  2116.    the supplied eccentricity is zero. (An eccentricity of zero resulted in 
  2117.    division by zero, error #11, and an abort to DOS.)
  2118.    -Blank lines in 2-line element files are now ignored. Lines which begin 
  2119.    with a dash ("-") are now treated as a comment and displayed. BULLETIN.TXT 
  2120.    files downloaded from Celestial BBS may now be read without editing.
  2121.    -"F" key now changes the fast time mode correctly during PAUSE.
  2122.    -Changed Main Manu F5 display to reflect simple versus 2-line mode.
  2123.    -Changed Main Menu F6 display to show current time/date mode, MET or 
  2124.    T+Epoch.
  2125.  
  2126.    9046C    11/15/90
  2127.    -----------------
  2128.    -Further changes and corrections to try and "bullet proof" the time and 
  2129.    date entry process. Main Menu commands F4 and F5 modified.
  2130.  
  2131.    9046B    11/15/90
  2132.    -----------------
  2133.    -Corrects a problem with UTC vs. local dates when entering simulated time 
  2134.    and date (F8+F3). Thanks to Matt Merrill for reporting the problem.
  2135.  
  2136.    9046A    11/14/90
  2137.    -----------------
  2138.    -Corrected minor bug that caused TDRS communications coverage not to 
  2139.    display under some circumstances.
  2140.  
  2141.    9046     11/13/90  (MAJOR UPGRADE)
  2142.    ----------------------------------
  2143.    -The current or simulated local time and date and UTC time and date are now 
  2144.    shown on all menus. GMT is assumed equal to UTC.
  2145.    -The "catch up" phase when plotting is started has been rewritten to all 
  2146.    but eliminate that delay. The past and predicted ground track is still 
  2147.    plotted but the satellite immediately begins from the approximate current 
  2148.    position. This change will be particularly noticeable on slower computers 
  2149.    and has been made in response to user comments. The bell no longer sounds 
  2150.    when the system begins tracking in real time.
  2151.    -Function key F8 has been added to the Main Menu to allow the user to set 
  2152.    internal time and date functions. The method used does NOT affect the 
  2153.    system clock. The program may be set to a simulated date or time using 
  2154.    local or UTC/GMT time, Mission Elapsed Time (provided a launch time and 
  2155.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 41
  2156.  
  2157.  
  2158.    date are present), or the program time and date may be returned to real 
  2159.    time as determined by the system clock. The system clock may also be set to 
  2160.    a new time and date.
  2161.    -Function key F5 has been modified to allow the user to input a Launch Time 
  2162.    and Launch Date when using 2-line elements. Note that this information is 
  2163.    NOT included in the 2-line elements and must be determined independently.
  2164.    -Function key F6 has been added to allow the user to select between "Time 
  2165.    since Epoch" (the time elapsed since the epoch date of the 2-line element 
  2166.    set, normally used for satellites other than the space shuttle) and 
  2167.    "Mission Elapsed Time" (time since launch). Press F6 to toggle between the 
  2168.    two methods. Use caution when changing from one satellite to another since 
  2169.    this information is not changed when different 2-line elements are read!
  2170.    -The "T" command has been added during the ground track display to switch 
  2171.    between Time Sinc Epoch and Mission Elapsed Time (See F6 addition above).
  2172.    -When changing local coordinates (F10+F2), the program now attempts to 
  2173.    calculate the correct time offset from UTC/GMT based upon the longitude of 
  2174.    the new location. The program time is automatically adjusted for the 
  2175.    change and is marked "simulated" if the time difference is non-zero.
  2176.    -Somehow a conversion factor (from kilometers to nautical miles) has been 
  2177.    incorrect for several versions! This has meant that the altitude above the
  2178.    Earth's surface has been incorrect (although the plotted position was 
  2179.    correct).
  2180.  
  2181.         NOTE: PRIOR .INI FILES MAY NO LONGER YIELD ACCURATE RESULTS!
  2182.  
  2183.         Since .INI files use spacecraft altitude in nautical miles as one of 
  2184.         the orbital parameters in the "simple orbital model", this means that 
  2185.         past .INI files may no longer yield accurate results with Version 
  2186.         9046 and higher. 2-line elements files will continue to operate 
  2187.         correctly but the spacecraft altitude will now be correct. Thanks to 
  2188.         Ron Parise of the STS-35 crew for finding and reporting the problem!
  2189.  
  2190.    -The program now displays the TDRS satellite being used for communications 
  2191.    relay for space shuttle missions (satellite name must begin with "STS") in 
  2192.    the upper right corner of the data block. The approximate transfer points 
  2193.    are: -138 degrees for TDRS West to TDRS East; 57 degrees for LOS TDRS East; 
  2194.    and, 90 degrees for AOS TDRS West. The algorithm used takes into account 
  2195.    the curvature of the Earth which changes those positions by up to about 3 
  2196.    degrees toward the poles. The TDRS communications information is shown only 
  2197.    in normal display, and not in x10 or x60.
  2198.    -Approximate TDRS coverage is now shown. Curved red lines appear at -138, 
  2199.    57, and 90 degrees. (This is a VERY rough approximation, accurate to only a 
  2200.    couple of degrees.)
  2201.    -TDRS positions updated per 2-line elements as of 5 OCT 1990. Added TDRS-1 
  2202.    to the right of TDRS-West, the on-orbit spare TDRS. The spare TDRS was used 
  2203.    during mission STS-41 and is still active.
  2204.    -When 2-line elements are displayed for approval (using F2 from Main Menu), 
  2205.    the Elements Epoch is shown as conventional date and time in addition to 
  2206.    the NASA/NORAD shorthand notation (i.e. 90262.9155368).
  2207.    -The routine to set the UTC Offset (F10+F9) has been corrected so that the 
  2208.    current values are displayed. Press ENTER to leave an item unchanged.
  2209.    -The "F" key now changes step time when in PAUSE as well as during normal 
  2210.    operation. Step time returns original value upon exit from pause.
  2211.    -Cosmetic corection: Screen now cleared with F10+F6 (change map center).
  2212.    -Corrected location message and color after PAUSE.
  2213.    STSORBIT Space Shuttle and Satellite Orbit Simulation              Page 42
  2214.  
  2215.  
  2216.  
  2217.    9027      7/01/90
  2218.    -----------------
  2219.    -Rewrote main menu to use Function Keys and added new secondary menu for 
  2220.    program options. Special keys used during map display are unchanged.
  2221.    -Documentation extensively revised to reflect menu changes and additional 
  2222.    features.
  2223.    -Added Slow Mode for very slow computers or systems without a math 
  2224.    coprocessor. Position calculations performed every five seconds rather than 
  2225.    every second when in this mode.
  2226.    -Added circle of visibility to map showing the approximate area about the 
  2227.    observing location through which the current satellite may be seen.
  2228.    -Added Range, Altitude and Azimuth to current position calculations.
  2229.    -Added local observing coordinates and ability to read STSORBIT.CTY with 
  2230.    approx. 720 city locations. NOTE: The city file includes the local 
  2231.    elevation but all elevations are set to zero since I don't have that 
  2232.    information. Location data may also be input manually.
  2233.    -Added graphics clipping to restrict graphics to map area for orbits with 
  2234.    high inclinations. (Example: Alouette)
  2235.    -Adjusted top edge of map to top of screen.
  2236.    -Revised CGA HST icon for faster drawing and better proportions.
  2237.    -"/R" is now sufficient for RESUME command line option.
  2238.    -Added "/S" command line option to force space shuttle icon. Requires less 
  2239.    time to draw than HST icon for slower computers. 
  2240.    -Adjusted blink timing for more reliable blinking. If computational delays 
  2241.    are too great (especially 2-line orbits which require more than twice the 
  2242.    calculation time compared to simple orbits), blinking is defeated.
  2243.    -Two sample PIF files are included for use with Windows 3.0, one for 386 
  2244.    enhanced mode and one for normal mode. Files must be edited to set correct 
  2245.    drive/directory names.
  2246.  
  2247.    [Intermediate revision notes removed to save space. Available on request.]
  2248.  
  2249.    8916      4/24/89 
  2250.    -----------------
  2251.    -Initial BETA VERSION Release.
  2252.