home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ARM Club 3 / TheARMClub_PDCD3.iso / hensa / astronomy / spotter_1 / !Spotter / Docs / User_Notes < prev   
Text File  |  1993-12-07  |  22KB  |  396 lines

  1.  
  2. Notes for Users of the !Spotter Application, version 1.10
  3. =========================================================
  4.  
  5. Introduction
  6. ============
  7.  
  8.    To my knowledge, !Spotter is the first satellite orbit prediction utility
  9. implemented on the Archimedes, although many similar programs exist on other
  10. platforms. !Spotter reads in a set of NORAD two line elements (from the
  11. elements file provided), and allows the user to perform real time analysis
  12. on these elements. This means that the user can display the location of the
  13. satellite in any of three ways, and/or the position of the satellite as
  14. viewed from any number of locations on the Earth's surface, all in real time.
  15. In addition to this, it is possible to create a printout, (or WIMPY *) for any
  16. time period, detailing the visibility coverage for up to five stations within
  17. that period, and plots in the form of !Draw files showing the path of a
  18. satellite during a given interval.
  19.  
  20.    The !Spotter package comprises two Wimp applications. The first of these
  21. is the front end, which installs itself on the Icon bar when the application
  22. is first run. This program controls the contents of the configuration file
  23. (details later), and also launches any number of instances of the second type
  24. of application. These are the satellite tasks. Each satellite task controls all
  25. the functions (i.e. position displays and WIMPY (*) generation) for a
  26. particular satellite, and any number of satellite tasks may be running
  27. simultaneously. In addition, when a satellite task is running, the front end
  28. task is no longer required and so may be cancelled.
  29.  
  30.    The following sections describe the two types of task in more detail. These
  31. notes are by no means exhaustive, but I hope that they will eventually evolve
  32. into a complete user guide. In the meantime, please do not hesitate to contact
  33. me in the event of queries, bug reports, suggestions etc.
  34.  
  35. (*) Within ESOC, a spacecraft visibility printout is known as a WIMPY for
  36.     historical reasons. (The best explanation that I have heard is that it is
  37.     colloquial expansion of the initials W.M.P., from World Map Prediction).
  38.     The reason I have used this accronym in !Spotter is that WIMPY is a lot
  39.     easier to fit in a menu list than any alternative I could think of !!
  40.  
  41.  
  42. The !Spotter Frontend
  43. =====================
  44.  
  45.    Double-clicking on the !Spotter icon from within a filer window will start
  46. the application, and the icon will then appear on the icon bar. Clicking SELECT
  47. over the iconbar icon will display a welcome window, but the main functions are
  48. reached via the MENU button. The items in this menu are presented in order below:
  49.  
  50.          Info: Leads to window containing standard application info
  51.  
  52.          Load Satellite: This item leads to a menu structure from where any 
  53.              satellite currently known to !Spotter can be loaded. Clicking on
  54.              a satellite name from a list will start a satellite task for
  55.              that satellite. Clicking with the 'Alt' key pressed on any menu
  56.              other than the 'User List' submenu will toggle inclusion of that 
  57.              satellite in the user list menu. The 'Find Sat' option leads to
  58.              a writable menu. Entering a string in this field will initiate a
  59.              search for this string in the satellite list, and a menu of matches
  60.              (if any) will be displayed.
  61.  
  62.          Add Satellite: Not currently implemented. Presently, to add to the
  63.              list of available satellites, a set of NORAD format elements  
  64.              must be preprepared, and then dragged to the icon bar icon.
  65.  
  66.          Save Elements: This menu item leads to a "save_as" dialogue for storing
  67.              the currently loaded element sets, including the information on the
  68.              satellite user list contents. The default save file is the !Spotter
  69.              internal file, so to update the elements loaded by !Spotter on
  70.              start up, simply click on the OK icon.
  71.  
  72.          Load Planet: Not currently implemented. This is something I intend   
  73.              to add in the near future, as it has been requested.
  74.  
  75.          Change Setup: This option enables the user to edit the configuration
  76.              file. Clicking on this option displays the configuration control
  77.              panel, and the contents of the file can be edited from here. More
  78.              information on the configuration file can be found below.
  79.  
  80.          Quit: Quits the application. Any satellite tasks started by the task
  81.              now being cancelled will, however, remain active.
  82.  
  83.  
  84.      Files Read By !Frontend 
  85.      -----------------------
  86.  
  87.         The Elements File
  88.         -----------------
  89.  
  90.               The names of satellites along with the two line elements are read
  91.         from the file 'elements', which should reside in the !Spotter directory.
  92.  
  93.           Updating The Elements File
  94.           --------------------------
  95.  
  96.                  To use a different elements file, drag the new file to the
  97.           !Spotter icon on the icon bar. The FrontEnd task will then read in
  98.           the contents of the new file, and then open a window above the icon
  99.           bar. This window displays the total number of element sets in the new
  100.           file, how many of these sets are more recent elements for satellites
  101.           already in the database, and how many of them are for satellites not
  102.           presently defined. The user can update the elements currently loaded
  103.           by clicking on the OK icon, but the nature of the update is determined
  104.           by the status of the radio icons as follows:
  105.  
  106.              "Replace old data": If this option is selected, the data from the 
  107.                   new file will completely overwrite the data currently loaded.
  108.                   The currently defined "User List" will be lost.
  109.  
  110.              "Merge data": If this option is selected, the new data will be
  111.                   merged with the old data, with the manner of the merging
  112.                   being determined by the following radio icons:
  113.  
  114.                     "New": All satellites in the new file that do not appear in
  115.                          the currently loaded satellite database will be
  116.                          appended to the database.
  117.  
  118.                     "Updated": All satellites for which newer elements have
  119.                          been received will be updated in the loaded database.
  120.  
  121.                     "Selection": Satellites explicitly selected from the list
  122.                          of elements in the new file (list obtained by clicking
  123.                          menu) will be updated. Useful if you need to load old
  124.                          elements for some reason.
  125.  
  126.               In order that the updated elements are available to !Spotter the
  127.         next time the application is started, the elements should be saved. To
  128.         do this, simply Click OK in the "Save Elements" submenu.
  129.  
  130.           
  131.         The Configuration File
  132.         ----------------------
  133.  
  134.               This file is intended to hold any user configurable parameters.
  135.         Currently, this file contains only two types of information. The first
  136.         of these is the local time offset from Coordinated Universal Time
  137.         (UTC, or, more often GMT). All orbit work is done in UTC, and the 
  138.         offset is needed to relate this time to the time read from the computer
  139.         clock. If your computer is running in GMT, then the offset should be
  140.         set to 0 hours, 0 minutes, 0 seconds. If your computer uses British
  141.         Summer Time (1 hour ahead of GMT), set the offset to 1 hour, 0 minutes
  142.         and 0 seconds, and similarly for other locations. It is worth noting
  143.         that the sign of the time offset applies to all three fields, i.e.
  144.         - 02 hours 30 minutes means -2.5 hours, and not -1.5 hours. 
  145.  
  146.               The second type of information currently contained in the
  147.         configuration file is the list of observation stations set up by the
  148.         user. The list comprises names and coordinates of any number of
  149.         stations, where the coordinates are given as longitude, geodetic
  150.         latitude and altitude relative to the WGS 72 geoid. The stations
  151.         provided in the file with the distribution are a few of the locations
  152.         that I have used in the past, with varying levels of precision. It is
  153.         unlikely that any of these will be of any use to you, so you will
  154.         probably need to delete them and add your own.
  155.  
  156.               All information in the configuration file may be edited via the
  157.         'Change Setup' option in the !FrontEnd main menu. Stations may be
  158.         added, deleted or modified, and coordinates may be entered as geodetic,
  159.         geocentric or cartesian. Alternatively, the 'config' file may be
  160.         edited directly, but make sure that the numer of stations given in the
  161.         second line matches the number of stations following.
  162.                      
  163.  
  164.      Some Additional Points 
  165.      ----------------------
  166.  
  167.         When a satellite task is loaded, the configuration is the same as the 
  168.      configuration in the Front End task, i.e. any changes made in the 'Change 
  169.      Set Up' panel will be transmitted to any initialised satellite tasks. This
  170.      does not apply to versions previous to 1.02.
  171.  
  172.  
  173. The Satellite Subtasks
  174. ======================
  175.  
  176.    As described in the previous section, satellite specific subtasks are
  177. started from the !FrontEnd menu. These tasks start by displaying their main
  178. window in the centre of the screen, and are quit by clicking on the exit icon
  179. of this window. While this window exists, the task is still active. The main
  180. window displays some basic information on the satellite that has been loaded,
  181. i.e. the satellite name, NORAD number, epoch of the loaded two-line elements
  182. (which gives an indication of the accuracy of predictions), the orbital
  183. period and the orbital inclination. Clicking MENU within this window displays
  184. the following list of options:
  185.  
  186.    Time Control: This menu item leads to a window controlling the epoch used
  187.        for the display windows, and also for the frequeny of update of the
  188.        control windows. To set the epoch to a particular time, simply enter the
  189.        time and click the 'SET' icon. The time can then be reset to the
  190.        computer time (i.e. actual time) by clicking on 'RESET EPOCH', and the
  191.        epoch can be frozen by toggling the 'Freeze Epoch' radio icon. To reduce
  192.        the update frequency of the display windows, deselect the 'Update
  193.        Frequency' icon, and change the interval to the desired value. This can
  194.        be useful to improve the response time for other applications.
  195.  
  196.    Display: This menu item controls the real time displays for this satellite
  197.        task. Hanging off of this menu is a list of the types of display
  198.        available, and these are dealt with in more detail in the next
  199.        section.
  200.  
  201.    Create Hardcopy: All output product files generated by the satellite task are
  202.        controlled by this submenu. This enables generation of ephemeris & WIMPY
  203.        files, as well as the creation of groundtrack plots in !Draw format.
  204.        A WIMPY is a chronological list of pass events for up to five
  205.        different locations. Additionally, the WIMPY contains details of when the
  206.        spacecraft is lit by the Sun, and hence when the satellite is potentially
  207.        visible to the naked eye. Presently this is the only way of obtaining
  208.        this information from within !Spotter (although I intend to rectify
  209.        this). Details on hardcopy generation are given below.
  210.  
  211.    Edit Elements: This opens a window displaying the orbital parameters of the
  212.        spacecraft currently loaded. I will not explain in detail what each
  213.        parameter is (orbital mechanics is a vast subject in itself !!), but you
  214.        might like to see the effect of varying a few parameters on the orbit.
  215.        The elements stored in the elements file will not be effected by any
  216.        changes made in this menu.
  217.  
  218.  
  219.    Save Choices: Most of the initial settings for parameters and flags in the
  220.        !SpotSat menu system are read in from a choices file. This file (in the
  221.        "Resources" directory under "SS_Choices") may be edited directly to
  222.        change the defaults, or you can click on this option to save the current
  223.        settings in the defaults file.
  224.  
  225.      Types of Display Windows
  226.      ------------------------
  227.  
  228.         As mentioned above, the Display option on the satellite task main menu
  229.      leads to a submenu containing a list of the different types of real time
  230.      displays available. The items on this submenu are presented in order below:
  231.  
  232.          UTC Epoch: Clicking on this item opens a window in which the UTC time
  233.              for which the other display windows are valid is displayed.
  234.  
  235.          Inertial State: Clicking on this item opens a window displaying the
  236.              current Earth Centred Inertial state vector (as defined by NORAD:
  237.              mean equinox, true equator of date).
  238.  
  239.          Earth-Fixed State: This item displays the current Earth-Fixed state,
  240.              calculated by rotating the ECI state through an angle
  241.              corresponding to the current Greenwich Mean Sidereal Time.     
  242.             
  243.          Lat/Lon/Altitude: This menu item opens a window containing the
  244.              Earth-Fixed state expressed as latitude, longitude and altitude
  245.              relative to the WGS-72 geoid.
  246.  
  247.          Station View: This menu item leads to another submenu containing a list
  248.              of the stations in the configuration file. Each of these submenu
  249.              items opens a window containing the position of the spacecraft
  250.              relative to the viewing station. This information is presented as
  251.              range (in km), azimuth (in deg), and elevation (in deg), but it is
  252.              the last two of these that will enable you to see the satellite.
  253.              Azimuth is defined as 0 deg due North, increasing to the East, i.e.
  254.              due East is 90 deg, South is 180 deg, and West is 270, or -90
  255.              deg). Elevation is defined as elevation above the horizon, so that
  256.              if the satellite is visible, the elevation will be in the range 0
  257.              to 90 deg.
  258.          
  259.          World View: This option displays a map of the world, with the position
  260.              of the satellite depicted by a cross. The contents of the map    
  261.              display can be modified from the menu, which can be obtained by 
  262.              clicking MENU anywhere in the map window. The main menu has the 
  263.              following entries:
  264.  
  265.                Visibility, Terminator, Path, Stations, Resize
  266.  
  267.              The first two items toggle the inclusion of the satellite
  268.              visibility and the terminator respectively in the map display. The
  269.              Path item leads to a sub-menu with three items referring to the
  270.              previous, current and next orbit. These items toggle the inclusion
  271.              of the groundtrack for the appropriate orbits to be shown in the
  272.              plots. The Stations main option leads to a list of the stations
  273.              currently loaded, any of which may be shown on the plot. Finally,
  274.              the 'Resize' option leads to a scale window, from where the display
  275.              can be scaled by any quantity (as a percentage of the background
  276.              sprite), or even scaled to fit the screen. In the scale window,
  277.              is also an 'Auto' flag, which, when set will ensure that the window
  278.              is automatically scaled to fit the screen on mode changes. All
  279.              these options can be switched on or off by default using the
  280.              choices file (see above).
  281.                The sprite used for the backdrop is taken from the file Map_16 in
  282.              the "Resources" directory. The size of the window is taken from
  283.              the sprite, so you can put any sprite you like there to replace the
  284.              one I have provided. If you have a nice 256 colour sprite, then you
  285.              can put this in file Map_256, and this will be loaded for 256
  286.              colour modes. I am currently working on such a sprite (made up
  287.              from composite satellite images), which I will not distribute with
  288.              the package due to its size. If you would be interested in
  289.              obtaining it when it is ready, please contact me.
  290.  
  291.         When any of these windows are opened, then the menu item that was used 
  292.      to open the window is greyed out to avoid duplicate windows. When the
  293.      window is closed (by clicking on the close icon), then the appropriate
  294.      menu option is reenabled.
  295.  
  296.  
  297.      WIMPY Generation
  298.      ----------------
  299.  
  300.         If you wish to find out when (or if) a particular satellite will be 
  301.      visible within a specific time interval, then the WIMPY will give you this
  302.      information. To generate a WIMPY for a particular satellite, select the
  303.      'WIMPY' option from the 'Create Hardcopy' submenu of the satellite task
  304.      main menu, and then a WIMPY options panel will appear. Either by clicking
  305.      on the raise and lower icons,or entering the times manually, set the start
  306.      and end times for the new WIMPY to cover the desired interval. The list of
  307.      available stations is obtained by clicking MENU in the central section of
  308.      the control panel. Clicking on a station name toggles its inclusion in
  309.      the WIMPY, up to the  maximum of 5 stations. As is standard RISC OS
  310.      practise, clicking with ADJUST will keep the menu on the screen. Next, you
  311.      can change the time step used between records in the WIMPY by directly
  312.      overwriting the default value. However, the default value of 60 seconds
  313.      should be adequate for most purposes. In a future release, it may be
  314.      possible to change the elevation cutoff applied to the rise and set times,
  315.      but this is not presently implemented. Clicking on GO will begin present
  316.      the user with a "save_as" box, where the user can drag the file icon to a
  317.      filer window to indicate where the WIMPY should be stored. When this has
  318.      been done, the WIMPY generation will commence.
  319.  
  320.         Whilst the WIMPY generation is in progress, a window will be present in
  321.      the centre of the screen showing the status of the generation. Although
  322.      the generation does multitask, it will go much faster if no other display
  323.      windows are active at the same time.
  324.  
  325.  
  326.      Ephemeris Generation
  327.      --------------------
  328.  
  329.         For some purposes (for example when making plots), a list of state
  330.      vectors (called an ephemeris) is required. Three types of ephemeris can be
  331.      created by !Spotter - Inertial, Earth-Fixed, or the groundtrack of the
  332.      subsatellite point (as latitude & longitude). Selecting any of these
  333.      options from the 'Create Hardcopy' submenu will pop up a options menu for
  334.      the required ephemeris. There, you can select the time range required and
  335.      the step size, and also (by dragging the filer icon) select the name of
  336.      the file to hold the ephemeris. When ready, a click on the 'OK' icon will
  337.      begin ephemeris generation. If sufficient RAM is available, then the
  338.      ephemeris will be generated into RAM and written to the file in one go
  339.      when complete. Otherwise, writing to the output file will begin straight
  340.      away.
  341.  
  342.         As for the WIMPY generation, a window displaying the status of the
  343.      ephemeris generation will be created.
  344.  
  345.  
  346.      Groundtrack Plot Generation
  347.      ---------------------------
  348.  
  349.         To visualise the path of a spacecraft over the Earth, it is possible to
  350.      create a plot of the path of the sub-satellite point over the Earth's
  351.      surface. Selecting 'Groundtrack Plot' from the hard copy submenu will open
  352.      a plot options window. Here you can set a number of options defining the
  353.      features of the plot. First, the time range for the groundtrack path can
  354.      be chosen, and by clicking on the node arrows, it is possible to force the
  355.      path to start or end at an ascending node. It is also possible to select
  356.      the page size for the plot if it is to be printed, and the longitude to be
  357.      at the centre of the map is also selectable. The Map can contain a
  358.      latitude/longitude grid, with the step size configurable, and may also be
  359.      surrounded by tick marks (to enable labelling). Large tick marks are put at
  360.      specified interval, with 10 smaller tick marks in between. Clicking MENU
  361.      over colour icons opens up a !Draw-like colour selection menu, where the
  362.      colours for the land and sea in the plot can be selected. Clicking menu
  363.      over the 'Stations' selection of the window will open a list of available
  364.      ground stations, and selecting any of these will put the visibility circle
  365.      for this station in the ground track plot. Unlike WIMPY generation, there
  366.      is no limit to the number of stations used for the groundtrack plot.
  367.      Finally, by dragging the file icon, it is possible to choose where the
  368.      file will be stored. Clicking on the OK icon will start the generation of
  369.      the plot. The path and map data are read first into RAM, and then all data
  370.      is written to the output file in one go.
  371.  
  372.          As for the other hardcopy generation, a window displaying the status
  373.      of the groundtrack generation will be created.
  374.  
  375.  
  376.  
  377.  
  378. Final Remarks
  379. =============
  380.  
  381.    As I mentioned in the introduction, these notes are just that, notes, and do
  382. not describe every detail of the !Spotter application. However, I hope that they
  383. contain enough information to enable you to make some use of the program, and
  384. also to inform you of some of the drawbacks of the current version. I have tried
  385. to point out where I think improvements are necessary, but a more specific list
  386. of my intended updates is given in the file 'To_Do' in this directory. Of
  387. course, if you have any comments yourself, I would be delighted to hear them.
  388.  
  389. Finally, to those new to satellite spotting, I have include a file 'Hints'
  390. which contains a few pointers that should enable you to find you first
  391. satellite.
  392.  
  393. Happy Spotting,
  394.  
  395. Stuart Martin, 7th December 1993.
  396.