home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hacker Chronicles 2 / HACKER2.BIN / 008.TRAKSAT.DOC < prev    next >
Text File  |  1990-09-28  |  162KB  |  3,727 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.                         ╔═════════════════════════════════╗
  12.                         ║                                 ║
  13.                         ║  ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀       ║
  14.                         ║    █ █▀█ █▀█ █   █▀█ █▀█ ▀█▀▀▀  ║
  15.                         ║    █ █     █ █ █ █     █  █     ║
  16.                         ║    █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █     ║
  17.                         ║    █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █     ║
  18.                         ║    █                            ║
  19.                         ║    █                            ║
  20.                         ║           Version 2.50          ║
  21.                         ╚═══╦═════════════════════════╦═══╝
  22.                             ║                         ║
  23.                             ║     Paul E. Traufler    ║
  24.                             ║     111 Emerald Drive   ║
  25.                             ║     Harvest, Al 35749   ║
  26.                             ║     (205) 726-5511      ║
  27.                             ║                         ║
  28.                             ╚═════════════════════════╝
  29.  
  30.  
  31.                              Satellite Tracking Program
  32.  
  33.                                   1 October, 1990
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.   
  47.                                       TRAKSAT
  48.                                   (C)opyright 1990
  49.                                  By Paul E. Traufler
  50.                                  All Rights Reserved
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.       ╔══════════════════════════════════════════════════════════════════╗
  69.       ║                                                                  ║
  70.       ║             TRAKSAT is free for NON-COMMERCIAL use only.         ║
  71.       ║                                                                  ║
  72.       ╠══════════════════════════════════════════════════════════════════╣
  73.       ║                                                                  ║
  74.       ║  If you find TRAKSAT useful and would like to use it in a        ║
  75.       ║  commercial operation please call or write for more information. ║
  76.       ║                                                                  ║
  77.       ╚═══════════════════╗                         ╔════════════════════╝
  78.                           ║                         ║
  79.                           ║   Paul E. Traufler      ║
  80.                           ║   111 Emerald Drive     ║
  81.                           ║   Harvest, Al.  35749   ║
  82.                           ║   205-726-5511 (work)   ║
  83.                           ║   205-830-8450 (home)   ║
  84.                           ║                         ║
  85.                           ╚═════════════════════════╝
  86.  
  87.  
  88.          ════════════════════════════════════════════════════════════════
  89.          ****************************************************************
  90.  
  91.          TRAKSAT and its companion files is being distributed as
  92.          shareware. You are encouraged to share this software with others
  93.          provided that it is distributed complete with documentation and
  94.          in unmodified form and that no fee or other consideration is
  95.          charged or accepted.
  96.  
  97.          ****************************************************************
  98.          ════════════════════════════════════════════════════════════════
  99.  
  100.  
  101.          TRAKSAT makes no warranty of any kind, either express or implied,
  102.          including but not limited to implied warranties of
  103.          merchantability and fitness for a particular purpose, with
  104.          respect to this software and accompanying documentation.
  105.  
  106.          Paul E. Traufler, author of TRAKSAT, SHALL NOT BE LIABLE FOR ANY
  107.          DAMAGES (INCLUDING DAMAGES FOR LOSS OF BUSINESS PROFITS, BUSINESS
  108.          INTERRUPTION, LOSS OF BUSINESS INFORMATION) ARISING OUT OF THE
  109.          USE OF OR INABILITY TO USE TRAKSAT.
  110.  
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  2
  121.  
  122.  
  123.  
  124.  
  125.                               TABLE OF CONTENTS
  126.          -----------------------------------------------------------
  127.  
  128.  
  129.          INTRODUCTION ...........................................  4
  130.          THEORY OF SATELLITE MOTION .............................  5
  131.          HARDWARE REQUIRED TO RUN THE PROGRAM ...................  6
  132.          RUNNING THE PROGRAM ....................................  7
  133.          CHANGING SATELLITE DATA FILES (MAIN MENU FILE OPTIONS)..  9
  134.          READ SATELLITE DATA (MAIN MENU FILE OPTION) ............ 10
  135.          USER DEFINED STAR DATA (MAIN MENU FILE OPTION) ......... 12
  136.          TRACKING STATIONS (MAIN MENU FILE OPTION) .............. 13
  137.          SYSTEM DATE/TIME (MAIN MENU SYSTEM OPTION) ............. 15
  138.          REAL-TIME MODE (MAIN MENU TIME OPTION) ................. 16
  139.          DELTA-TIME MODE (MAIN MENU TIME OPTION) ................ 16
  140.          OUTPUT MODES  .......................................... 18
  141.          ANALYTICAL SOLUTION (MAIN MENU OUTPUT OPTION) .......... 19
  142.          USER DEFINED/ALL SATELLITES ............................ 21
  143.          GROUND TRACKS (MAIN MENU OUTPUT OPTION) ................ 24
  144.          SUN TERMINATOR ......................................... 24
  145.          STAR BACKGROUND (MAIN MENU OUTPUT OPTION) .............. 27
  146.          ORTHROGRAPHIC VIEW (MAIN MENU OUTPUT OPTION) ........... 31
  147.          TABULAR MODES (MAIN MENU OUTPUT OPTION) ................ 32
  148.          VISIBILITY (MAIN MENU VISIBILITY OPTION) ............... 35
  149.          MULTI-TRACK MODE (MAIN MENU OPTION EIGHT) .............. 36
  150.          MULTI-TRACK TABULAR OUTPUT MODE ........................ 38
  151.          QUITTING THE PROGRAM  .................................. 39
  152.          USER DEFINED SATELLITE PLOTTING COLOR .................. 39
  153.          NORAD/NASA 2-LINE SATELLITE DATA ....................... 40
  154.          WHAT ARE THE MEAN CLASSICAL ELEMENTS ................... 42
  155.          MODELS FOR PROPAGATION OF NORAD ELEMENT SETS ........... 47
  156.          THE PROPAGATION MODELS ................................. 47
  157.          COMPATIBILITY WITH NORAD ELEMENT SETS .................. 48
  158.          PROGRAM LIMITATIONS AND ASSUMPTIONS .................... 49
  159.          ACCURACY OF TRAKSAT .................................... 51
  160.          A BRIEF EDITORIAL ...................................... 53
  161.          SPECIAL THANKS ......................................... 54
  162.          QUESTIONS AND COMMENTS ................................. 55
  163.          FUTURE UPGRADES ........................................ 57
  164.          OBTAINING NORAD SATELLITE DATA SETS .................... 58
  165.          FILES REQUIRED FOR TRAKSAT ............................. 59
  166.          BIBLIOGRAPHY ........................................... 60
  167.  
  168.  
  169.                         Trademarks used in this document
  170.          -----------------------------------------------------------------
  171.  
  172.          IBM,PS/2 PC DOS are registered trademarks of International Business
  173.          Machines Corporation.
  174.  
  175.          Microsoft MS, MS-DOS, QuickC, are registered trademarks of
  176.          Microsoft Corporation.
  177.  
  178.          Epson FX,LQ, is a registered trademarks of Epson American Inc..
  179.  
  180.          Hercules is a registered trademark of Hercules Computer Technology.
  181.  
  182.  
  183.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  3
  184.  
  185.  
  186.  
  187.  
  188.                  INTRODUCTION
  189.  
  190.  
  191.           Ever since college I have been interested in satellites and
  192.          tracking methods. I have often looked up into the night sky and
  193.          thought, "I know satellites are up there but can I predict when
  194.          and where to look to see one".
  195.  
  196.          I have several small programs to calculate different satellite
  197.          related quantities but there was not one program available to do
  198.          all the things I felt a satellite tracking program should do.
  199.  
  200.          After several years of working in the aerospace field, I decided
  201.          that I could take on such a programing task.
  202.  
  203.          I started it all with a program called STS, it was geared towards
  204.          tracking the space shuttle, but used the same basic orbital
  205.          calculations.
  206.  
  207.          STS, version .95, is available on several BBS around the country,
  208.          see the references at the end of this document.
  209.  
  210.          For a first attempt at such a satellite tracking program I was
  211.          some-what pleased with the results. But I felt there is room for
  212.          improvement and that is where TRAKSAT steps in.
  213.  
  214.          TRAKSAT is a general purpose satellite tracking program, by that
  215.          I mean any satellite that has a NORAD, NASA 2-Line element set
  216.          can be used. There are some limitations in the program along with
  217.          some assumptions, the reader is directed to the section on limits
  218.          and assumptions for further study.
  219.  
  220.          The solution to the satellite motion which is used by TRAKSAT is
  221.          completely analytic and therefore requires no numerical
  222.          integration. This makes the program fast, even faster when a
  223.          coprocessor is used, since the solutions can be evaluated at
  224.          arbitrarily large, or small, time intervals.
  225.  
  226.          The purpose of this program is to provide the user with a means
  227.          of propagating NORAD element sets in time to obtain tracking
  228.          information of the space object.
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  4
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.                  THEORY OF SATELLITE MOTION
  251.  
  252.  
  253.  
  254.                  A complete development of the theory required to predict
  255.          the position of an artificial satellite about the earth is not
  256.          presented here because this is not proper place for it. Such a
  257.          development would require a volume in itself and would be more
  258.          of a distraction than an aid to the potential user. Only enough
  259.          of the concepts required for a general understanding plus the
  260.          final results are given. References to detailed works from which
  261.          these results are derived are provided for the more than
  262.          casually interested reader.
  263.  
  264.          At the end of the TRAKSAT operating instructions is a brief
  265.          overview of the fundamentals used in this program and is included
  266.          to help the reader understand the motion of an artificial
  267.          satellite about the earth.
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283.  
  284.  
  285.  
  286.  
  287.  
  288.  
  289.  
  290.  
  291.  
  292.  
  293.  
  294.  
  295.  
  296.  
  297.  
  298.  
  299.  
  300.  
  301.  
  302.  
  303.  
  304.  
  305.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  5
  306.  
  307.  
  308.  
  309.  
  310.                  HARDWARE REQUIRED TO RUN THE PROGRAM
  311.  
  312.  
  313.          In order to run the program the user will need the following
  314.          hardware;
  315.                        IBM or compatible PC,XT,AT,PS/2,386, 640K Ram
  316.                        (450K FREE RAM IS REQUIRED), Floppy or Hard Disk,
  317.                        Text mode display (25x80), Hercules, CGA, EGA,
  318.                        or VGA graphics (used for plotting only),
  319.                        Math coprocessor is NOT required for TRAKSAT,
  320.                        (IF A COPROCESSOR IS PRESENT IT WILL BE USED *),
  321.                        Epson FX-80 printer or compatible (for graphic print
  322.                        out only), PC DOS or MS DOS version 2.1 or above.
  323.  
  324.          * It should be noted that a coprocessor will be 3 to 4 times
  325.          faster than the emulator version. If the user plans on using the
  326.          real-time tracking mode, a coprocessor will "smooth out" the time
  327.          steps to such a small delta as to appear instantaneously. At any
  328.          rate the real-time mode runs as fast as the host computer can
  329.          calculate the data and update the screen.
  330.  
  331.  
  332.                                  ******************
  333.                                  * IMPORTANT NOTE *
  334.                                  ******************
  335.  
  336.          The user will not be able to run TRAKSAT on a 360K floppy drive,
  337.          The size of the executable and the earth map data plus a
  338.          satellite data file will simply not fit on the 360K floppy disk.
  339.  
  340.          The best solution to the problem would be run TRAKSAT from a hard
  341.          disk! The prices of hard disks have come down to a point where
  342.          practically all computers have them. If the user needs a "good
  343.          reason" to buy a hard disk, perhaps TRAKSAT can convince them to
  344.          do so.
  345.  
  346.                                  ******************
  347.                                  * IMPORTANT NOTE *
  348.                                  ******************
  349.  
  350.          To print out the document, TRAKSAT.DOC use the DOS copy command.
  351.          The syntax to use would be "COPY TRAKSAT.DOC PRN", without the
  352.          quotation marks.
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364.  
  365.  
  366.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  6
  367.  
  368.  
  369.  
  370.  
  371.                   RUNNING THE PROGRAM
  372.  
  373.  
  374.          To start TRAKSAT you type "TRAKSAT", without the quotation marks,
  375.          at the DOS prompt. The opening screen will appear and display the
  376.          version number of the program. The earth data file will be loaded
  377.          into memory while displaying the opening screen also. This may
  378.          slow down the loading time on some slower XT type machines.
  379.  
  380.          After the opening screens are displayed the main menu will be
  381.          displayed next. From the main menu the user can control the
  382.          program. The main menu will display the current status of the
  383.          program, i.e., current satellite, output mode, tracking station,
  384.          etc.. The Status Box will always display the current information
  385.          that is loaded in memory. This will help the user to identify the
  386.          modes of operation available in TRAKSAT.
  387.  
  388.          The main menu is the core of the program, i.e. from this menu the
  389.          user can setup satellite data, tracking station data, and output
  390.          selections.
  391.  
  392.          Here is an main menu example;
  393.  
  394.  
  395.         ┌───────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  396.         │               │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  397.         │               │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  398.         │               │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  399.         │               │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  400.         │               │   █      Version 2.50         │              │
  401.         │               └───────────────────────────────┘              │
  402.         │                                                              │
  403.         │    ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  404.         │    │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  405.         │    └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  406.         │                                                              │
  407.         │                                                              │
  408.         │ ┌──────────────────┤ CURRENT STATUS BOX ├───────────────────┐│
  409.         │ │ Tracking Station = Huntsville, AL                         ││
  410.         │ │ Latitiude (deg)  = 34.7317 Longitude  (deg) = -86.5967    ││
  411.         │ │ Altitiude (m)    = 228.60  UTC Offset (hrs) = -5.         ││
  412.         │ │ Current Satellite   =               File: NASA748.TXT     ││
  413.         │ │ Current Output Mode = Ground Track            : Single    ││
  414.         │ │ Current Time Mode   = Real     Visibility =   LOS         ││
  415.         │ └───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  416.         └──────────────────────────────────────────────────────────────┘
  417.  
  418.          From the Current Status Box the user can see that no satellite is
  419.          currently loaded but the tracking station is Huntsville, Al and
  420.          the default satellite data file is NASA748.TXT. The output mode
  421.          will be Ground Track using the Real time mode and LOS visibility.
  422.  
  423.          If the user selects the Output option from the main menu the
  424.          other options available in TRAKSAT will be displayed. If the user
  425.          selects a different output mode the Current Status Box will
  426.          display that output mode.
  427.  
  428.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  7
  429.  
  430.          A full explaination of the options is included in this document
  431.          but for the most part the user can figure out most of the
  432.          options with out additional help.
  433.  
  434.  
  435.  
  436.                                  ******************
  437.                                  * IMPORTANT NOTE *
  438.                                  ******************
  439.  
  440.          Error messages are displayed for 3 SECONDS, then depending on
  441.          what the error was, program control will return to the user to
  442.          correct the problem.
  443.  
  444.  
  445.                                  ******************
  446.                                  * IMPORTANT NOTE *
  447.                                  ******************
  448.  
  449.          All of the menu selections can be changed by either the arrow
  450.          keys, mouse movement, or the first letter of the menu choice.
  451.          (The left mouse button will select the hi-lighted menu option.)
  452.  
  453.          The mouse driver version used in the testing of TRAKSAT was
  454.          Microsoft 6.01. Several other versions and other mice have been
  455.          used with no problems also. (The mouse is disabled during any
  456.          graphics ouput.)
  457.  
  458.  
  459.  
  460.  
  461.  
  462.  
  463.  
  464.  
  465.  
  466.  
  467.  
  468.  
  469.  
  470.  
  471.  
  472.  
  473.  
  474.  
  475.  
  476.  
  477.  
  478.  
  479.  
  480.  
  481.  
  482.  
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488.  
  489.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  8
  490.  
  491.  
  492.  
  493.                  Main Menu FILE Options
  494.  
  495.  
  496.          The file options from the main menu will allow the user to change
  497.          tracking stations, satellites, and load user defined star data.
  498.          Below is an example of the File options.
  499.  
  500.  
  501.         ┌───────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  502.         │               │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  503.         │               │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  504.         │               │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  505.         │               │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  506.         │               │   █      Version 2.50         │              │
  507.         │               └───────────────────────────────┘              │
  508.         │                                                              │
  509.         │                                                              │
  510.         │    ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  511.         │    │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  512.         │    └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  513.         │            ┌─────────────────────────┐                       │
  514.         │            │ Change Satellite File   │                       │
  515.         │            │ Load Satellite Elements │                       │
  516.         │ ┌──────────│ Read User Star Database │  ├───────────────────┐│
  517.         │ │ Tracking │ New Tracking Station    │                      ││
  518.         │ │ Latitiude└─────────────────────────┘  (deg) = -86.5967    ││
  519.         │ │ Altitiude (m)    = 228.60  UTC Offset (hrs) = -5.         ││
  520.         │ │ Current Satellite   =               File: NASA748.TXT     ││
  521.         │ │ Current Output Mode = Ground Track            : Single    ││
  522.         │ │ Current Time Mode   = Real     Visibility =   LOS         ││
  523.         │ └───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  524.         └──────────────────────────────────────────────────────────────┘
  525.  
  526.  
  527.                  Change Satellite File
  528.  
  529.          For example; if the user would like to change the name of the
  530.          satellite data file the hi-lighted bar would be placed on the
  531.          Change Satellite File option. (The user could have pressed the C
  532.          key and moved the hi-lighted choice directly to the choice.) To
  533.          select this option press the return (or Enter) key or the left
  534.          mouse button.
  535.  
  536.          The program will display the old satellite data file and prompt
  537.          the user for the new file name. The displayed file name can be
  538.          edited using the arrow keys, or mouse to obtain the desired file.
  539.          After editing the file name the user will press return and the
  540.          program will look for the file. A message will be displayed if
  541.          the file is found and an error message will be displayed if the
  542.          file is not found.
  543.  
  544.  
  545.  
  546.  
  547.  
  548.  
  549.  
  550.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page  9
  551.  
  552.  
  553.          The screen will appear simular to;
  554.  
  555.    ┌────────────────────┌───────────────────────────────┐────────────────────┐
  556.    │                    │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │                    │
  557.    │                    │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │                    │
  558.    │                    │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │                    │
  559.    │                    │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │                    │
  560.    │                    │   █      Version 2.50         │                    │
  561.    │                    └───────────────────────────────┘                    │
  562.    │                                                                         │
  563.    │         ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐       │
  564.    │         │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │       │
  565.    │         └───────────────────────────────────────────────────────┘       │
  566.    │┌──< Satellite Filename >───┐──────────────┐                             │
  567.    ││ Currently: [NASA748.TXT ] │ellite File   │                             │
  568.    │└───────────────────────────┘lite Elements │                             │
  569.    │      ┌──────────│ Read User Star Database │  ├───────────────────┐      │
  570.    │      │ Tracking │ New Tracking Station    │                      │      │
  571.    │      │ Latitiude└─────────────────────────┘  (deg) = -86.5967    │      │
  572.    │      │ Altitiude (m)    = 228.60  UTC Offset (hrs) = -5.         │      │
  573.    │      │ Current Satellite   =               File: NASA748.TXT     │      │
  574.    │      │ Current Output Mode = Ground Tr┌────────────────────────────────┐│
  575.    │      │ Current Time Mode   = Real     │ Satellite data file was found. ││
  576.    │      └────────────────────────────────└─┤ Press any key to continue ├──┘│
  577.    └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  578.  
  579.  
  580.  
  581.                  Load Satellite Elements
  582.  
  583.          To load a particular satellite into memory the user will select
  584.          the Load Satellite Elements option. The current satellite name
  585.          will be displayed for the user to change as required. If a blank
  586.          search string is entered the program will display all of the
  587.          satellites in the data file one at a time until one is accepted
  588.          or the end of file is reached. The Status Box will always display
  589.          the current satellite in memory. (If the satellite name display
  590.          is blank that means no satellite has been loaded.) A maximum
  591.          length of 12 characters is allowed in the search string
  592.  
  593.          This program uses the NASA, or NORAD 2-line satellite element
  594.          data file format to read data into the program, (in this text the
  595.          use of NORAD refers to NASA 2-Line or NORAD satellite element
  596.          data sets). For a full explanation of the NASA 2-line satellite
  597.          element data sets see section; NASA 2-Line Satellite Data.
  598.  
  599.          To help the new user a NORAD satellite date file is included with
  600.          TRAKSAT, see section; Satellite Data Sets.
  601.  
  602.          The search method used by the program will locate the first
  603.          occurrence of what was typed in for a search string when compared
  604.          to the satellite names, i.e. typing in "mi" could locate the
  605.          satellite named "Mir". The search is NOT upper/lower case
  606.          sensitive. If a match is found the full name is displayed and the
  607.          user is asked to accept this data or read for the next occurrence.
  608.  
  609.          If the user does not know ANY satellite names they can enter a
  610.          carriage return, (Return or Enter), and ALL of the satellite names
  611.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 10
  612.  
  613.          will be displayed one at a time.
  614.  
  615.                                  ******************
  616.                                  * IMPORTANT NOTE *
  617.                                  ******************
  618.  
  619.           TRAKSAT is limited to the first 2000 satellites in any data file.
  620.          If the user has more than 2000 satellites in a data file they will
  621.          need to remove, using a text editor, satellite data sets as to
  622.          include the desired data set in the 2000 limit. This may not prove
  623.          to be a limitation for most users as most satellite data sets have
  624.          less than 150 satellite data ssts.
  625.  
  626.          If no match is found a error message is displayed and the user
  627.          will try another match.
  628.  
  629.  
  630.                  Reading User Defined Stars
  631.  
  632.          TRAKSAT has the data for 58 stars in memory at all times however
  633.          the user can read a properly formatted star data base into memory
  634.          also. To load a User Defined Star Data Base the user will select
  635.          the File option from the main menu and then move the hi-lighted
  636.          bar to the option; Read User Star Database. The program will
  637.          first ask the user for a file name of the star data base and then
  638.          look for the file. If the file is located the program will read
  639.          in the FIRST 1500 stars into memory. The program will then return
  640.          to the main menu.
  641.  
  642.          The user will have the responsibility to check the user defined
  643.          star data for duplicates of the TRAKSAT internal star data. (See
  644.          the section on PROGRAM LIMITATIONS AND ASSUMPTIONS for a list of
  645.          the internal stars used in TRAKSAT.)
  646.  
  647.          See the section on USER DEFINED STAR DATA for the format of the
  648.          star files.
  649.  
  650.          ONCE THE USER DEFINED STAR DATA IS LOADED THE PROGRAM WILL USE
  651.          THE STAR DATA FOR ALL STAR BACKGROUND PLOTS.
  652.  
  653.          *****************************************************************
  654.          ** REMEMBER TO USE EPOCH J2000 FOR ANY USER DEFINED STAR DATA. **
  655.          *****************************************************************
  656.  
  657.  
  658.  
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664.  
  665.  
  666.  
  667.  
  668.  
  669.  
  670.  
  671.  
  672.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 11
  673.  
  674.  
  675.          The screen will be simular to;
  676.  
  677.          ┌──────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  678.          │              │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  679.          │              │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  680.          │              │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  681.          │              │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  682.          │              │   █      Version 2.50         │              │
  683.          │              └───────────────────────────────┘              │
  684.          │                                                             │
  685.          │                                                             │
  686.          │   ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  687.          │   │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  688.          │   └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  689.          │          ┌─< Star Database Filename >──┐                    │
  690.          │          │  Currently: [STARS.DAT   ]  │                    │
  691.          │          └─────────────────────────────┘                    │
  692.          │┌──────────│ Read User Star Database │  ├───────────────────┐│
  693.          ││ Tracking │ New Tracking Station    │                      ││
  694.          ││ Latitiude└─────────────────────────┘  (deg) = -86.5967    ││
  695.          ││ Altitiude (m)    = 228.60  UTC Offset (hrs) = -5.         ││
  696.          ││ Current Sat┌────────────────────────┐ile: NASA748.TXT     ││
  697.          ││ Current Out│ Reading User Star Data │         : Single    ││
  698.          ││ Current Tim└────────────────────────┘lity =   LOS         ││
  699.          │└───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  700.          └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  701.  
  702.                  TRACKING STATIONS
  703.  
  704.          The last file option, New Tracking Station, will only need to be
  705.          run once, unless a different tracking station is used, by the
  706.          user. The program defaults to using Huntsville, Al. as the
  707.          tracking station, if the user does not want to use the default
  708.          option they can select a city from the city data file. The city
  709.          data file has over 720 of the larger U.S. cities latitude and
  710.          longitudes in it.
  711.  
  712.          The tracking station search works very much like the satellite
  713.          name search. The user is asked for a search string and the first
  714.          occurrence is displayed, then the next one and so on, until no
  715.          more matches are found.
  716.  
  717.          If the user accepts a match some additional data is asked for by
  718.          the program. The altitude above mean sea level in meters and
  719.          hours from Greenwich are required for the tracking station. (Some
  720.          examples of the hours from Greenwich; EDT = -4, CDT = -5,
  721.          CST = -6). If the altitude of the tracking station are not known
  722.          the user can enter zero with out to much loss in accuracy.
  723.  
  724.          If the user can not find a match to the city data then they will
  725.          need to use a text editor to add the city data in the file
  726.          TRAKSAT.CTY or use the closest city in the file.
  727.  
  728.  
  729.  
  730.  
  731.  
  732.  
  733.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 12
  734.  
  735.          Below is an example screen for Huntsville, Al..
  736.  
  737.        ┌────────────────┌───────────────────────────────┐───────────────┐
  738.        │                │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │               │
  739.        │                │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │               │
  740.        │                │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │               │
  741.        │                │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │               │
  742.        │                │   █      Version 2.50         │               │
  743.        │                └───────────────────────────────┘               │
  744.        │                                                                │
  745.        │                                                                │
  746.        │     ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐  │
  747.        │     │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │  │
  748.        │     └───────────────────────────────────────────────────────┘  │
  749.        │┌──< Tracking Station >──┐┌─< Tracking Station Found In File >─┐│
  750.        ││ [Huntsville, AL      ] ││ Name: [HUNTSVILLE, AL       ]      ││
  751.        │└────────────────────────┘└────────────────────────────────────┘│
  752.        │  ┌──────────│ Read User Star Database │  ├───────────────────┐ │
  753.        │  │ Tracking │ New Tracking Station    │                      │ │
  754.        │  │ Latitiude└─────────────────────────┘  (deg) = -86.5967    │ │
  755.        │  │ Altitiude (m)    = 228.60  UTC Offset ┌─< Keep Reading? >─┐ │
  756.        │  │ Current Satellite   = MIR           Fi│ Yes               │ │
  757.        │  │ Current Output Mode = Ground Track    │ No                │ │
  758.        │  │ Current Time Mode   = Real     Visibil└───────────────────┘ │
  759.        │  └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
  760.        └────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  761.  
  762.  
  763.          If the user accepts this city the program will ask for some
  764.          additional information about the tracking station. The screen
  765.          will appear simular to;
  766.  
  767.  
  768.          ┌──────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  769.          │              │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  770.          │              │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  771.          │              │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  772.          │              │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  773.          │              │   █      Version 2.50         │              │
  774.          │              └───────────────────────────────┘              │
  775.          │                                                             │
  776.          │                                                             │
  777.          │   ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  778.          │   │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  779.          │   └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  780.          │                                                             │
  781.          │                                                             │
  782.          │                                                             │
  783.          │┌──────────────────┤ CURRENT STATUS BOX ├───────────────────┐│
  784.          ││ Tracking Station = Huntsville, AL                         ││
  785.          ││ Latitiud┌──< Tracking Station >──┐de  (deg) = -86.5967    ││
  786.          ││ Altitiud│ Altitude (m)  [228.6]  │set (hrs) = -5.         ││
  787.          ││ Current │ Hours From UTC [    ]  │  File: NASA748.TXT     ││
  788.          ││ Current │ ie, CDT = -5, CST = -6 │            : Single    ││
  789.          ││ Current └────────────────────────┘ibility =   LOS         ││
  790.          │└───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  791.          └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  792.  
  793.  
  794.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 13
  795.  
  796.                                  ******************
  797.                                  * IMPORTANT NOTE *
  798.                                  ******************
  799.  
  800.          If the tracking station changes from the default values the file
  801.          TRAKSAT.DEF will hold the last saved tracking station data. While
  802.          running the program if a new tracking station is selected the
  803.          user will be asked if the old tracking station data should be
  804.          overwritten or not.
  805.  
  806.          If the user saves the current data then the next time TRAKSAT is
  807.          run that new data will be the default else the old TRAKSAT.DEF
  808.          will be used.
  809.  
  810.          A text editor can be used to change the TRAKSAT.DEF data also,
  811.          the user will need to use some caution with this method. The TWO
  812.          EXCEPTIONS are the multi-track options, see the section on its
  813.          recommended use (MAIN MENU OPTION EIGHT) and the user defined
  814.          area, see section; Analytical Solution.
  815.  
  816.          After the tracking station has been chosen the main menu will
  817.          appear waiting for the next user choice.
  818.  
  819.  
  820.  
  821.  
  822.  
  823.  
  824.  
  825.  
  826.  
  827.  
  828.  
  829.  
  830.  
  831.  
  832.  
  833.  
  834.  
  835.  
  836.  
  837.  
  838.  
  839.  
  840.  
  841.  
  842.  
  843.  
  844.  
  845.  
  846.  
  847.  
  848.  
  849.  
  850.  
  851.  
  852.  
  853.  
  854.  
  855.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 14
  856.  
  857.  
  858.                  Main Menu System Options
  859.  
  860.          The System options can change the system date, time, or both.
  861.          This may prove useful for the user to set the internal DOS clock
  862.          from within TRAKSAT.
  863.  
  864.                                  ******************
  865.                                  * IMPORTANT NOTE *
  866.                                  ******************
  867.  
  868.          THE SYSTEM HARDWARE CLOCK MAY BE RESET ALSO WITH SOME VERSIONS OF
  869.          MS-DOS OR PC-DOS. Use some caution with this option. Refer to
  870.          your DOS manuals to use the time and date functions.
  871.  
  872.          The System options screen will appear simular to;
  873.  
  874.  
  875.          ┌──────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  876.          │              │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  877.          │              │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  878.          │              │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  879.          │              │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  880.          │              │   █      Version 2.50         │              │
  881.          │              └───────────────────────────────┘              │
  882.          │                                                             │
  883.          │                                                             │
  884.          │   ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  885.          │   │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  886.          │   └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  887.          │                ┌────────────────────┐                       │
  888.          │                │ Set System Date    │                       │
  889.          │                │ Set System Time    │                       │
  890.          │┌───────────────│ Set Both Date/Time │  ├───────────────────┐│
  891.          ││ Tracking Stati└────────────────────┘                      ││
  892.          ││ Latitiude (deg)  = 34.7317 Longitude  (deg) = -86.5867    ││
  893.          ││ Altitiude (m)    = 228.60  UTC Offset (hrs) = -5.         ││
  894.          ││ Current Satellite   = MIR           File: NASA748.TXT     ││
  895.          ││ Current Output Mode = Ground Track            : Single    ││
  896.          ││ Current Time Mode   = Real     Visibility =   LOS         ││
  897.          │└───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  898.          └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  899.  
  900.  
  901.  
  902.  
  903.  
  904.  
  905.  
  906.  
  907.  
  908.  
  909.  
  910.  
  911.  
  912.  
  913.  
  914.  
  915.  
  916.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 15
  917.  
  918.  
  919.                  Main Menu Time Mode Options
  920.  
  921.          TRAKSAT can propagate satellites in real-time or "delta-time"
  922.          modes. (The delta-time mode is starting at some particular date
  923.          and time using a user defined time increment until a ending
  924.          time is reached.)
  925.  
  926.          To change time modes in TRAKSAT the user can select Time from the
  927.          main menu. The two time mode options will be displayed. If the
  928.          real-time mode is chosen the Current Status Box will display
  929.          Real-Time.
  930.  
  931.          The real-time mode will update the screen as fast as the hardware
  932.          will allow. For an XT class machine with no coprocessor, the
  933.          update time may be 1 to 2 seconds. An AT class computer with a
  934.          coprocessor can whip along at about 0.4 seconds per update. The
  935.          powerful and fast 386 coprocessor equipped machine can sing along
  936.          at 0.1 seconds per update. The average user will not require this
  937.          great of detail but it is included for the advanced user.
  938.  
  939.          If the user would like to track a satellite from say todays date
  940.          to some future date, the delta time mode is the choice to use.
  941.          The basic idea is track from some starting date to some stopping
  942.          date. If the user selects the Delta-Time mode some additional
  943.          information will be required. The starting date and time along
  944.          with the length of the simulation. The time step will also need
  945.          to be entered. The program will display "defaults" that can be
  946.          accepted by the user or edited to suit the users needs.
  947.  
  948.          It is noted that the maximum length, that is from the starting
  949.          date to some future time, of the simulation is 99 days 99 hours
  950.          99 minutes 99 seconds.
  951.  
  952.          An approach most people use with the Delta-Time mode is to pick a
  953.          2-3 minute time step and check the output for any passes near the
  954.          tracking station for that day. Then return back to the Delta-Time
  955.          mode and use a smaller time step to obtain a better estimate of
  956.          the satellite visibility. Another method is to use the analytical
  957.          solution option, see the section on Analytical Solution for more
  958.          information.
  959.  
  960.  
  961.                                  ******************
  962.                                  * IMPORTANT NOTE *
  963.                                  ******************
  964.  
  965.          The time is read from the system clock, and as such is only as
  966.          accurate as the setting of this clock. The software date and time
  967.          can be set before running TRAKSAT, OR the system date and time
  968.          can be set within TRAKSAT. The System option from the main menu
  969.          will allow the user to change the system date, time or both.
  970.  
  971.  
  972.                                  ******************
  973.                                  * IMPORTANT NOTE *
  974.                                  ******************
  975.  
  976.          THE SYSTEM HARDWARE CLOCK MAY BE RESET ALSO IF THE USER HAS MS-
  977.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 16
  978.  
  979.          DOS VERSION 3.3 AND ABOVE. Use some caution with this option.
  980.          Refer to your DOS manuals to use the time and date functions.
  981.  
  982.  
  983.          A brief note about tracking satellites.
  984.  
  985.          The accuracy of the data is the most important part of the
  986.          prediction process. NORAD does track some 8000+ objects in orbit
  987.          around the earth, and maintains a data base of the objects. The
  988.          earth modeling and perturbations are the most important factors
  989.          in satellite tracking. This program uses the NORAD element sets
  990.          mainly because they are available and have reasonably good
  991.          accuracy.
  992.  
  993.          If the user would like to "see" a satellite in the night sky the
  994.          precision of 1 or 2 seconds is not important, several minutes may
  995.          not even be that important. This is not to say that the average
  996.          person can not locate the satellite, it is going to pass over
  997.          some site sooner or later, its the time of the passing that is of
  998.          importance.
  999.  
  1000.          It could be said that if you tell me where to look for the
  1001.          satellite and tell me about when I should be looking for it the
  1002.          chances are it will be spotted. The sky is a big place and it
  1003.          would be almost impossible to locate a satellite without any help
  1004.          from programs such as TRAKSAT.
  1005.  
  1006.  
  1007.  
  1008.  
  1009.  
  1010.  
  1011.  
  1012.  
  1013.  
  1014.  
  1015.  
  1016.  
  1017.  
  1018.  
  1019.  
  1020.  
  1021.  
  1022.  
  1023.  
  1024.  
  1025.  
  1026.  
  1027.  
  1028.  
  1029.  
  1030.  
  1031.  
  1032.  
  1033.  
  1034.  
  1035.  
  1036.  
  1037.  
  1038.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 17
  1039.  
  1040.  
  1041.                  Main Menu Output Options
  1042.  
  1043.          The main menu Output options will control the output modes
  1044.          available in TRAKSAT. The output modes available will be
  1045.          Analytical Solution, Ground Track, Orthrographic, Tabular, and
  1046.          Star Background. (Assuming a single satellite tracking mode is
  1047.          desired. The Multi-Track will only have a Ground Track or Tabular
  1048.          output option.) If the user selects the Output from the main menu
  1049.          the following screen will appear. The user will select either the
  1050.          single track mode or the multi-track modes.
  1051.  
  1052.  
  1053.          ┌──────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  1054.          │              │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  1055.          │              │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  1056.          │              │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  1057.          │              │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  1058.          │              │   █      Version 2.50         │              │
  1059.          │              └───────────────────────────────┘              │
  1060.          │                                                             │
  1061.          │                                                             │
  1062.          │   ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  1063.          │   │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  1064.          │   └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  1065.          │                      ┌──────────────────┐                   │
  1066.          │                      │ Single Satellite │                   │
  1067.          │                      │ Multi-Satellites │                   │
  1068.          │┌──────────────────┤ C└──────────────────┘──────────────────┐│
  1069.          ││ Tracking Station = HUNTSVILLE, AL                         ││
  1070.          ││ Latitiude (deg)  = 34.7317 Longitude  (deg) = -86.5867    ││
  1071.          ││ Altitiude (m)    = 228.60  UTC Offset (hrs) = -5.         ││
  1072.          ││ Current Satellite   = MIR           File: NASA748.TXT     ││
  1073.          ││ Current Output Mode = Ground Track            : Single    ││
  1074.          ││ Current Time Mode   = Delta    Visibility =   LOS         ││
  1075.          │└───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  1076.          └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1077.  
  1078.          If the user selects the single satellite option the output will
  1079.          be the next choice for the user.
  1080.  
  1081.  
  1082.  
  1083.  
  1084.  
  1085.  
  1086.  
  1087.  
  1088.  
  1089.  
  1090.  
  1091.  
  1092.  
  1093.  
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097.  
  1098.  
  1099.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 18
  1100.  
  1101.  
  1102.          ┌──────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  1103.          │              │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  1104.          │              │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  1105.          │              │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  1106.          │              │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  1107.          │              │   █      Version 2.50         │              │
  1108.          │              └───────────────────────────────┘              │
  1109.          │                                                             │
  1110.          │                                                             │
  1111.          │   ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  1112.          │   │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  1113.          │   └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  1114.          │                        ┌─────────────────────┐              │
  1115.          │                        │ Analytical Solution │              │
  1116.          │                        │ Ground Tracks       │              │
  1117.          │┌──────────────────┤ CUR│ Orthrographic View  │─────────────┐│
  1118.          ││ Tracking Station = HUN│ Tabular Output      │             ││
  1119.          ││ Latitiude (deg)  = 34.│ Star Background     │ -86.5867    ││
  1120.          ││ Altitiude (m)    = 228└─────────────────────┘ -5.         ││
  1121.          ││ Current Satellite   = MIR           File: NASA748.TXT     ││
  1122.          ││ Current Output Mode = Ground Track            : Single    ││
  1123.          ││ Current Time Mode   = Delta    Visibility =   LOS         ││
  1124.          │└───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  1125.          └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1126.  
  1127.  
  1128.                  Main Menu Output Analytical Solution Options
  1129.  
  1130.          TRAKSAT version 2.00 and above has included a very powerful
  1131.          option, Analytical Rise & Set. Many people have asked "why use
  1132.          this analytical approach ?". Three reasons come to mind speed,
  1133.          speed, and speed! The analytical approach used is a closed form
  1134.          solution to the problem of determining when a satellite can be
  1135.          seen (either LOS or Optical) by a ground tracking station. In
  1136.          effect, this problem usually involves the calculation of the
  1137.          rise-and-set time (UTC) of a given satellite from a specific
  1138.          ground tracking station.
  1139.  
  1140.          In the past, it has been the custom to solve the problem by
  1141.          letting the satellite run through its ephemeris, and checking at
  1142.          each instant to see whether the elevation angle of the satellite
  1143.          was greater than some minimum value. However, by attacking the
  1144.          problem from a different point of view, that is, with the
  1145.          eccentric anomaly taken to be the independent variable, it is
  1146.          possible to obtain a closed-form solution to the satellite
  1147.          visibility problem. Specifically, the closed-form solution is a
  1148.          single transcendental equation in the eccentric anomalies
  1149.          corresponding to a rise-and-set time for a given orbital pass of
  1150.          a satellite. It is more difficult to solve the controlling
  1151.          equation than the standard Keplerian equation. However, the
  1152.          method offers the advantage that the controlling equation is
  1153.          solved only once per orbit period as contrasted with the hundreds
  1154.          of times the Keplerian equation must be solved with the standard
  1155.          step-by-step technique.
  1156.  
  1157.          "How much faster is the analytical solution ?" Several
  1158.          "benchmarks" were run using the same satellite data sets and
  1159.          starting times to determine the speed of each method. If the user
  1160.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 19
  1161.  
  1162.          selects the Delta Time Mode and then the Analytical Solution the
  1163.          speed difference will be obvious.
  1164.  
  1165.                                  ******************
  1166.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1167.                                  ******************
  1168.  
  1169.          The analytical solution methods will use 10 DEGREES AS THE
  1170.          MINIMUM ELEVATION ANGLE that the viewer can "see". In practice
  1171.          that "assumption" is very well founded. The minimum is NOT user
  1172.          selectable in this case.
  1173.  
  1174.          On the machine used for testing (coprocessor installed) the
  1175.          analytical solution runs about 4 seconds per satellite per 24
  1176.          hours of simulation time vs. the 120 seconds per 24 hours in the
  1177.          delta time mode. (This was on a 386/16 with a 287 coprocessor.)
  1178.          (A 386/33 computer with a 387 can crank out 160 satellites per
  1179.          minute!!!!)
  1180.  
  1181.          Use the analytical solution for "rough" estimates and the delta
  1182.          time mode for the detailed analysis. The term "rough" implies
  1183.          that the analytical solution is not as accurate as the Delta Time
  1184.          mode, and in fact that is true. The error (Delta Time mode vs.
  1185.          Analytical Solution) is usually LESS then 1 minute for predicted
  1186.          rise or set times. (Remember that the analytical solution will
  1187.          display results for a satellite elevation ABOVE 10 degrees.) The
  1188.          error is the price to pay for the speed advantage.
  1189.  
  1190.                                  ******************
  1191.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1192.                                  ******************
  1193.  
  1194.          The analytical solution DOES INCLUDE THE DRAG EFFECTS in the
  1195.          calculations, (as of TRAKSAT version 2.30). By including the
  1196.          drag effects in the solution a long term prediction can be done
  1197.          without a great loss of accuracy.
  1198.  
  1199.          It has proved helpful for several TRAKSAT users to predict
  1200.          several weeks into the future any visible passes and make a note
  1201.          of the dates. As the date approaches and newer elements become
  1202.          available the user can "improve" the viewing times to finally
  1203.          obtain a accurate prediction of the satellites. Using this
  1204.          approach the user can mark "special" days when a particular
  1205.          satellite should be seen.
  1206.  
  1207.          The analytical solution will save the user from "looking" for
  1208.          satellites that will not be seen, or unfavorable passes.
  1209.  
  1210.                                  ******************
  1211.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1212.                                  ******************
  1213.  
  1214.          If the user selects the analytical solution AND the OPTICAL
  1215.          visibility test then only satellites with a mean motion of
  1216.          greater than 2.5 revs per day will be calculated. That is any
  1217.          satellite that is "near geosync" will not be calculated. This
  1218.          approach was necessary due to some of the limits of the
  1219.          analytical solution. This should NOT be of to great importance to
  1220.          most users as seeing ANY near geosync satellites is VERY
  1221.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 20
  1222.  
  1223.          DIFFICULT. The line of sight (LOS) method will still work for the
  1224.          near geosync satellites. If the user needs to "see" a near
  1225.          geosync satellite than the delta time mode will be required.
  1226.  
  1227.                  ALL/USER DEFINED SATELLITES
  1228.  
  1229.          The user has the choice with the analytical solution options to
  1230.          select all of the satellites in the data file or some user
  1231.          defined satellites. The default will be to read ALL of the
  1232.          satellites for these options. The user can define his or her
  1233.          "favorite" satellites, up to 25 satellites can be included. The
  1234.          user will need to use a word processor to edit the TRAKSAT.DEF
  1235.          file and add the satellites names to it. The word processor used
  1236.          will need to save the file in PLAIN ASCII format, i.e., NO
  1237.          SPECIAL CONTROL CHARACTERS EXCEPT THE END OF FILE MARKER. The
  1238.          edlin or PC-Write word processors will do the job nicely for the
  1239.          user. An example of the TRAKSAT.DEF file with user defined
  1240.          satellites is included below;
  1241.  
  1242.          column number
  1243.  
  1244.          123456789012
  1245.  
  1246.           2447836.50000000 Color = 14 Printer Pins = 9
  1247.           HUNTSVILLE, AL         34.7317000  273.4033000    228.60 -5
  1248.           NASA678.TXT
  1249.              Multi-Track Satellite Names
  1250.           Satellite # 1: MIR
  1251.           Satellite # 2: SALYUT 7
  1252.           Satellite # 3: IRAS
  1253.           Satellite # 4: SEASAT 1
  1254.           Satellite # 5: EGP
  1255.           Satellite # 6: NOAA 9
  1256.              User Defined Satellite Names
  1257.           IRAS
  1258.           SALYUT 7
  1259.           COSMOS 1686
  1260.           COSMOS 1766
  1261.           MIR
  1262.  
  1263.                                  ******************
  1264.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1265.                                  ******************
  1266.  
  1267.          Remember to start the user defined satellite name in column 2.
  1268.          The next 12 characters make up the satellite name, upper or lower
  1269.          case makes no difference. If a user defined satellite is NOT
  1270.          located in the satellite data file a warning message will be
  1271.          displayed. The user defined satellites can be ANY of the
  1272.          satellites included in the data file, however, 25 satellites is
  1273.          the maximum number allowed. If the user has more than 25
  1274.          satellites then select the All Satellite Data Sets option.
  1275.  
  1276.          That is enough "horn blowing" let us look at an example.
  1277.  
  1278.          Below is and example output from the analytical solution using
  1279.          the screen output option. The visibility method in this example
  1280.          was LOS (line of sight) while the starting date was 4-20-1990 @ 0
  1281.          UTC hours. The end time was 24 hours.
  1282.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 21
  1283.  
  1284.          The "header" at the top of the display will show some vital
  1285.          information to the user. The tracking station name and satellite
  1286.          data file name along with the visibility method will be displayed
  1287.          to remind the user of the current settings.
  1288.  
  1289.                                (SCREEN OUTPUT OPTION)
  1290.  
  1291.                     TRAKSAT Version 2.00   Analytical Solution
  1292.  Tracking Station: HUNTSVILLE, AL       File: NASA678.TXT   Visibility: LOS
  1293.  Satellite    UTC     TIME     LOCAL   TIME      AZIMUTH  MAX   MIN    DURATION
  1294.               DATE    HR:MN:SC DATE    HR:MN:SC           ELE   RANGE  HR:MN:SC
  1295.  Alouette 1   20Apr90 01:08:32 19Apr90 20:08:32  N  TO SE 25    1905   00:10:32
  1296.               20Apr90 02:54:12 19Apr90 21:54:12  NW TO S  43    1387   00:12:12
  1297.  Cosmos 398   20Apr90 01:19:02 19Apr90 20:19:02  NW TO E  33    1970   00:16:02
  1298.               20Apr90 03:34:48 19Apr90 22:34:48  NW TO SE 74    2069   00:26:48
  1299.               20Apr90 05:54:02 20Apr90 00:54:02  W  TO S  21    4272   00:23:02
  1300.               20Apr90 20:54:16 20Apr90 15:54:16  NW TO N  10    1100   00:01:16
  1301.               21Apr90 01:27:19 20Apr90 20:27:19  NW TO E  39    1879   00:18:19
  1302.  Starlette    20Apr90 02:27:41 19Apr90 21:27:41  NW TO E  35    1582   00:13:41
  1303.  
  1304.  
  1305.  
  1306.  
  1307.                                       Working ...
  1308.                                    Press Esc to Quit
  1309.  
  1310.  
  1311.          If the Optical method was selected the header message will
  1312.          display so.
  1313.  
  1314.                                  ******************
  1315.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1316.                                  ******************
  1317.  
  1318.          The user can NOT stop/start the screen as in the other modes,
  1319.          i.e., pressing Esc will STOP the display and terminate the
  1320.          analytical solution. This method was chosen to avoid
  1321.          inadvertently waiting for the screen to update while in a pause
  1322.          mode. The screen update can be slow on a Optical visibility test
  1323.          and a NON-coprocessor equipped machine. (There may not be any
  1324.          satellites optical visible at all!)
  1325.  
  1326.          If a file output was selected the header placed in the file has
  1327.          the same information as the screen header. Below is an example of
  1328.          the analytical solution file output. (The same times as above
  1329.          were used but this example used the optical visibility test.)
  1330.  
  1331.  
  1332.  
  1333.  
  1334.  
  1335.  
  1336.  
  1337.  
  1338.  
  1339.  
  1340.  
  1341.  
  1342.  
  1343.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 22
  1344.  
  1345.  
  1346.          Below is the screen or file output option menu.
  1347.  
  1348.          ╔═══════════════════════════════════════════════════════════╗
  1349.          ║           ╔════════════════════════════════════╗          ║
  1350.          ║           ║              TRAKSAT               ║          ║
  1351.          ║           ╠════════════════════════════════════╣          ║
  1352.          ║           ║       ANALYTICAL RISE & SET        ║          ║
  1353.          ║           ╠════════════════════════════════════╣          ║
  1354.          ║           ║                                    ║          ║
  1355.          ║           ║      (F) Output To File            ║          ║
  1356.          ║           ║      (S) Output To Screen          ║          ║
  1357.          ║           ║          LOS Visibility            ║          ║
  1358.          ║           ║       Enter Option (F,S) [F]       ║          ║
  1359.          ║           ║                                    ║          ║
  1360.          ║           ║                                    ║          ║
  1361.          ║           ║                                    ║          ║
  1362.          ║           ╚════════════════════════════════════╝          ║
  1363.          ╚═══════════════════════════════════════════════════════════╝
  1364.  
  1365.                                  ******************
  1366.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1367.                                  ******************
  1368.  
  1369.          The default is to write output to the file TRAKSAT.OUT. This is
  1370.          NOT user selectable, ANY OLD FILES WITH THIS NAME WILL BE
  1371.          OVERWRITTEN.
  1372.  
  1373.                                 (FILE OUTPUT OPTION)
  1374.                                TRAKSAT  Version 2.00
  1375.  
  1376.                                 Analytical Solution
  1377.  
  1378.                          Tracking Station: HUNTSVILLE, AL
  1379.                               [ Optical Visibility ]
  1380.  
  1381.  
  1382.   Satellite    UTC     TIME     LOCAL   TIME      AZIMUTH  MAX  MIN    DURATION
  1383.                DATE    HR:MN:SC DATE    HR:MN:SC           ELE  RANGE  HR:MN:SC
  1384.  
  1385.  
  1386.   Alouette 1   20Apr90 02:54:12 19Apr90 21:54:12  NW TO S   43   1387  00:12:12
  1387.   Cosmos 398   20Apr90 01:19:02 19Apr90 20:19:02  NW TO E   33   1970  00:16:02
  1388.                20Apr90 03:34:48 19Apr90 22:34:48  NW TO SE  74   2069  00:26:48
  1389.                21Apr90 01:27:19 20Apr90 20:27:19  NW TO E   39   1879  00:18:19
  1390.   Starlette    20Apr90 02:27:41 19Apr90 21:27:41  NW TO E   35   1582  00:13:41
  1391.                20Apr90 02:30:13 19Apr90 21:30:13  NW TO E   55   1241  00:13:13
  1392.   LAGEOS       20Apr90 04:57:34 19Apr90 23:57:34  NE TO W   47   6830  00:51:34
  1393.                20Apr90 08:22:09 20Apr90 03:22:09  NE TO NW  27   8006  00:40:09
  1394.                21Apr90 03:34:44 20Apr90 22:34:44  NE TO SW  70   6108  00:56:44
  1395.   GPS-0001     20Apr90 02:33:52 19Apr90 21:33:52  W  TO SE  65  20491  06:47:52
  1396.   GPS-0002     20Apr90 05:05:15 20Apr90 00:05:15  NW TO NW  13  24419  01:15:15
  1397.   GPS-0005     21Apr90 02:37:23 20Apr90 21:37:23  W  TO SE  65  20533  06:47:23
  1398.   GPS-0006     20Apr90 00:16:22 19Apr90 19:16:22  NW TO SW  57  20854  04:27:22
  1399.   SME          21Apr90 02:15:21 20Apr90 21:15:21  S  TO NW  29    812  00:05:21
  1400.   Salyut 7     20Apr90 09:56:11 20Apr90 04:56:11  SW TO NE  71    413  00:06:11
  1401.   Cosmos 1383  20Apr90 02:53:40 19Apr90 21:53:40  N  TO S   50   1293  00:12:40
  1402.   IRAS         20Apr90 01:52:33 19Apr90 20:52:33  S  TO SW  23   1793  00:08:33
  1403.  
  1404.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 23
  1405.  
  1406.          The screen below will be displayed when the file output mode is
  1407.          selected and the simulation is over. This case took 423 seconds
  1408.          to complete 112 satellite predictions for 24 hours.
  1409.  
  1410.                   ╔═════════════════════════════════════════╗
  1411.                   ║  ╔════════════════════════════════════╗ ║
  1412.                   ║  ║              TRAKSAT               ║ ║
  1413.                   ║  ╠════════════════════════════════════╣ ║
  1414.                   ║  ║       ANALYTICAL RISE & SET        ║ ║
  1415.                   ║  ╠════════════════════════════════════╣ ║
  1416.                   ║  ║                                    ║ ║
  1417.                   ║  ║      (F) Output To File            ║ ║
  1418.                   ║  ║      (S) Output To Screen          ║ ║
  1419.                   ║  ║          LOS Visibility            ║ ║
  1420.                   ║  ║       Enter Option (F,S) [F]       ║ ║
  1421.                   ║  ║       Input File: NASA678.TXT      ║ ║
  1422.                   ║  ║       Record# 112   of  112        ║ ║
  1423.                   ║  ║       Total Time: 423   Sec        ║ ║
  1424.                   ║  ╚════════════════════════════════════╝ ║
  1425.                   ╚═════════════════════════════════════════╝
  1426.  
  1427.  
  1428.  
  1429.  
  1430.  
  1431.  
  1432.                  Output Ground Track Options
  1433.  
  1434.          If the ground track option is entered the program proceeds to
  1435.          draw a Mercator projection map of the world. The upper left
  1436.          corner is at latitude 90 degrees and longitude -180 degrees,
  1437.          while the lower right corner is latitude -90 degrees and
  1438.          longitude 180 degrees. The grid spacing is 30 degrees for both
  1439.          the latitude and the longitude. A "+" will be plotted for the
  1440.          tracking station coordinates, the coordinates from TRAKSAT.DEF or
  1441.          the currently loaded data.
  1442.  
  1443.          The plotting process may take a minute or two on a slow XT type
  1444.          computer, something under 2 seconds on the particular computer I
  1445.          use.
  1446.  
  1447.          The user will be asked about displaying the sun terminator. The
  1448.          sun terminator is not dependent on the satellite but rather the
  1449.          tracking station. The terminator is plotted based on a zero sun
  1450.          elevation angle. (That is to say the terminator is the line where
  1451.          the sun is "just" below the local horizon.) The terminator is
  1452.          accurate to about 10-15 minutes of actual. The effects of the
  1453.          local horizon and atmospheric refraction can "shift" the
  1454.          terminator a few minutes anyway so great accuracy may not be
  1455.          achieved. The sun is plotted as an "+" in the center of the
  1456.          terminator. This will tell the user on what side of the
  1457.          terminator the tracking station is on. (Daylight or darkness.)
  1458.  
  1459.          The sun terminator will be "REFRESHED" EVERY 4 MINUTES IN EITHER
  1460.          THE REAL OR DELTA TIME MODES. The refresh may take several
  1461.          seconds on the slower machines. (About 20 seconds.)
  1462.                                  ******************
  1463.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1464.                                  ******************
  1465.  
  1466.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 24
  1467.  
  1468.          THE SUN TERMINATOR PLOTTING PROCESS MAY TAKE A MINUTE OR SO ON A
  1469.          SLOW XT TYPE COMPUTER, something under 1/3 second on the
  1470.          particular computer I use.
  1471.  
  1472.          The ground track plot is the only option that will display the
  1473.          sun terminator.
  1474.  
  1475.          The file EARTH.DAT contains the world map data, some 8200 vectors
  1476.          in all. This file is compressed to save space and reduce the
  1477.          reading time. (TRAKSAT version 2.10 and up has improved the
  1478.          compression ratio (45%), older versions of the program can NOT be
  1479.          used with this new data file, nor can TRAKSAT use the older data
  1480.          file.)
  1481.  
  1482.          If the EARTH.DAT file is not found an error message will be
  1483.          displayed and the program will return to the main menu again.
  1484.  
  1485.          After the world map is displayed the simulation begins. The
  1486.          starting position for the satellite is marked as a yellow filled
  1487.          (if that is the user defined color) circle, this was added to
  1488.          help locate the starting position. The screen will plot the
  1489.          orbital ground trace of the chosen satellite along with other
  1490.          valuable data. The top line will have the UTC date and time,
  1491.          while the second line will have the local date and time
  1492.          displayed. The lower lines will have the tracking data displayed.
  1493.  
  1494.          An example of the output screen would be;
  1495.  
  1496.       -----------------------▌   TRAKSAT Version 1.80  ▐--------------------
  1497.      |                                                                      |
  1498.      |   UTC   21:37:26.1  Date 12/26/1989  Satellite Name:   MIR           |
  1499.      |   Local 15:37:26.1  Date 12/26/1989  Tracking Station: HUNTSVILLE,AL |
  1500.      |                                                                      |
  1501.      |        (The version number may be different in this display.)        |
  1502.      |              (no world map drawn in this example)                    |
  1503.      |                                                                      |
  1504.      |  Lat     45.1635°  Azimuth    309.1281°  Range   7115.4 Km Ph 129.00 |
  1505.      |  Long  -175.3926°  Elevation  -30.1331°  Rev # 22120 NOT Visible     |
  1506.      |                                                                      |
  1507.       -----------------------------------------------------------------------
  1508.          The Lat and Long are the satellite latitude and longitude. The
  1509.          Azimuth and Elevation are as seen from the tracking station,
  1510.          while the Range is the distance from the satellite to the
  1511.          tracking station.
  1512.  
  1513.          The azimuth is always between 0 and 360 degrees with north being
  1514.          0, east 90 south 180 and so on. The elevation will be always be
  1515.          between -90 and +90 degrees. If the elevation is less than zero
  1516.          the satellite is below the horizon as seen from the tracking
  1517.          station.
  1518.  
  1519.          The Rev # is based on the input data starting revolution number
  1520.          plus the number of revs per day times the days past the epoch
  1521.          date, i.e. the formula;
  1522.  
  1523.            rev = rev_epoch + (mean motion(rev/day) * (epoch date - date).
  1524.  
  1525.          The epoch refers to the NORAD satellite data set, see section;
  1526.          NORAD/NASA 2-Line Satellite Data, for a full explanation of the
  1527.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 25
  1528.  
  1529.          input data.
  1530.  
  1531.          The Ph is the Phase angle. The phase angle is used for the
  1532.          amateur radio satellites. The phase angle is based on the mean-
  1533.          anomaly, (the position in the orbital plane from the perigee).
  1534.          The mean-anomaly is normaly measured from 0 to 360 degrees,
  1535.          however the phase angle is from 0 to 256ths of a circle. The
  1536.          conversion of degrees mean-anomaly to phase angle is;
  1537.  
  1538.                        Phase = (mean anomaly (deg))/(360/256).
  1539.            (256ths of circle)
  1540.  
  1541.          It has become common practice with radio amateur satellites to
  1542.          use Mean Anomaly to schedule satellite operations.  Satellites
  1543.          commonly change modes or turn on or off at specific places in
  1544.          their orbits, specified by Mean Anomaly.  Unfortunately, when
  1545.          used this way, it is common to specify the mean anomaly in units
  1546.          of 256ths of a circle instead of degrees. The phase angle is
  1547.          therefore displayed in units of 256ths of a circle.
  1548.  
  1549.          The last item displayed is based on if the satellite is visible
  1550.          from the tracking station. See main menu Visibility options for a
  1551.          complete description of the methods used by TRAKSAT to test for
  1552.          visibility.
  1553.  
  1554.  
  1555.                                  ******************
  1556.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1557.                                  ******************
  1558.  
  1559.          To stop the display the user can press any key and the screen
  1560.          will "freeze". The user will need to press any key again to
  1561.          continue the simulation. If the user presses Esc, escape key, the
  1562.          simulation will stop and the user will be returned to the main
  1563.          menu.
  1564.  
  1565.                                  ******************
  1566.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1567.                                  ******************
  1568.  
  1569.          The ground track will continue until the user stops the
  1570.          simulation by pressing Escape (Esc). After 8-9 ground tracks have
  1571.          been plotted the screen will be "very busy", the user can re-draw
  1572.          the screen by pressing Esc, than pressing main menu option five
  1573.          and one again. The world map will be drawn again along with the
  1574.          new orbital ground tracks. This will cut down on the screen
  1575.          "clutter".
  1576.  
  1577.          The user can print out the screen output with the ground track
  1578.          option. To print the output of the screen press "P" or "p",
  1579.          without the quotation marks. The print out may take a minute or
  1580.          so depending on the type of printer being used. The print out
  1581.          will start with the upper right side of the screen.
  1582.  
  1583.  
  1584.                                  ******************
  1585.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1586.                                  ******************
  1587.  
  1588.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 26
  1589.  
  1590.          If the user selects any graphic output the program will test for
  1591.          a graphics adapter and based on the type of graphics hardware
  1592.          will select the "highest" graphics mode supported. An example
  1593.          would be;
  1594.  
  1595.                               VGA mode 640x480 pixels,
  1596.                               EGA mode 640x350 pixels,
  1597.                               CGA mode 640x200 pixels,
  1598.                               HGC mode 720x348 pixels (Monochrome).
  1599.  
  1600.  
  1601.                                  ******************
  1602.                                  *  SPECIAL NOTE  *
  1603.                                  ******************
  1604.  
  1605.          The Hercules graphics mode requires running the driver
  1606.          MSHERC.COM, this is the driver supplied with several Microsoft
  1607.          programing languages, before using the TRAKSAT program. Type
  1608.          "MSHERC" and then "TRAKSAT" to start the program. (A TRUE
  1609.          Hercules card works with TRAKSAT, some clone cards may NOT.)
  1610.  
  1611.          Do not use a Microsoft mouse AND the Hercules graphics cards
  1612.          together, according to Microsoft, as this may cause some
  1613.          "problems". Any mouse drivers that are installed should be
  1614.          removed before running TRAKSAT with a Hercules card also.
  1615.  
  1616.          If the hardware does NOT support graphics an error message will
  1617.          be displayed and the program will return to the main menu. All of
  1618.          the text modes will still be available to the user however.
  1619.  
  1620.                  Output Star Background Options
  1621.  
  1622.          The star background is a view looking from the tracking site
  1623.          towards the stars. This plot will be useful for producing a "star
  1624.          map" to take outside with you to compare the night sky with the
  1625.          satellite path.
  1626.  
  1627.          If the Star Background option has been chosen the program will
  1628.          ask the user for some additional data. The user can display the
  1629.          visible star names if so desired. (Only the internal star data
  1630.          names will be displayed, not the user defined star data.) The
  1631.          user will choose what direction to look, i.e., North, East,
  1632.          South, or West. The field of view of the star background is 180
  1633.          degrees in azimuth and 0 through 90 degrees in elevation. If the
  1634.          user selects North the visible range of the azimuth will be 270
  1635.          degrees (west) to 90 degrees (east). If the user selects East the
  1636.          visible range of the azimuth will be 0 degrees (north) to 180
  1637.          degrees (south) with 90 degrees being the center of the screen
  1638.          (due east). The option South will display from 90 degrees (east)
  1639.          to 270 degrees (west). The option for West will display from 180
  1640.          degrees to 360 degrees with 270 degrees (west) being the center
  1641.          of the screen (due west).
  1642.  
  1643.  
  1644.  
  1645.  
  1646.  
  1647.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 27
  1648.  
  1649.  
  1650.          An example could be to see a satellite rise out of the west the
  1651.          user would select W, that will display from due south through
  1652.          west to the north.
  1653.  
  1654.  
  1655.          ┌──────────────┌───────────────────────────────┐──────────────┐
  1656.          │              │ ▀▀█▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀      │              │
  1657.          │              │   █ █▀▀ █▀▀ █ ▄ █▀▀ █▀▀ ▀█▀▀▀ │              │
  1658.          │              │   █ █   █▀█ █▀█ ▀▀█ █▀█  █    │              │
  1659.          │              │   █ █   █▄█ █ █ █▄█ █▄█  █    │              │
  1660.          │              │   █      Version 2.50         │              │
  1661.          │              └───────────────────────────────┘              │
  1662.          │                                                             │
  1663.          │                                                             │
  1664.          │   ┌────────────────┤ M A I N    M E N U ├─────────────────┐ │
  1665.          │   │   File  System  Time  Output  Visibility  Run  Quit   │ │
  1666.          │   └───────────────────────────────────────────────────────┘ │
  1667.          │                                                             │
  1668.          │              ┌─< Direction To Look >─┐                      │
  1669.          │              │ North                 │                      │
  1670.          │┌─────────────│ East                  │ ├───────────────────┐│
  1671.          ││ Tracking Sta│ South                 │                     ││
  1672.          ││ Latitiude (d│ West                  │ (deg) = -86.5867    ││
  1673.          ││ Altitiude (m└───────────────────────┘ (hrs) = -5.         ││
  1674.          ││ Current Satellite   = MIR           File: NASA748.TXT     ││
  1675.          ││ Current Output Mode = Tabular Output Screen   : Single    ││
  1676.          ││ Current Time Mode   = Delta    Visibility =   LOS         ││
  1677.          │└───────────────────────────────────────────────────────────┘│
  1678.          └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1679.  
  1680.  
  1681.          The star background option will display visible stars from a
  1682.          database of 58 navigational stars, the Sun, the planets, and the
  1683.          moon. (Not including any user defined star data.)
  1684.  
  1685.          The term "star background" will be used in this document to mean
  1686.          the 58 navigational stars, the Sun, the planets (not including
  1687.          the earth), and the moon.
  1688.  
  1689.                                  ******************
  1690.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1691.                                  ******************
  1692.  
  1693.          The star data is internal to TRAKSAT, i.e., there are no
  1694.          provisions for the user to MODIFY THE INTERNAL STAR DATA at this
  1695.          time. Star positions are for Epoch J2000.0, from USNO Floppy
  1696.          Almanac 1988, Version 2.11.88, file STAR1.CAT. HOWEVER THE USER
  1697.          CAN SUPPLY ADDITIONAL STAR DATA TO THE PROGRAM, see the section
  1698.          on USER DEFINED STAR DATA.
  1699.  
  1700.          The option to print out this "star map" (or any other graphic
  1701.          output) is included in TRAKSAT, as of version 1.80 and up. The
  1702.          user will require a Epson FX-80 or compatible printer to use this
  1703.          feature. Again this will prove valuable to the user in
  1704.          determining where and when to look to "see" the satellite, this
  1705.          option will work for LOS or Optical visibility modes. To print
  1706.          out a screen copy the user will only have to press a "P" or "p".
  1707.          After the output is printed the program will continue with the
  1708.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 28
  1709.  
  1710.          plot. The user can interrupt the printer process by pressing any
  1711.          key, the printer output will stop and the program will continue.
  1712.  
  1713.                                  ******************
  1714.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1715.                                  ******************
  1716.  
  1717.          The printer MUST be connected to parallel printer port number 1,
  1718.          LPT1. To stop the printer output the user can press any key. A
  1719.          Epson FX-80 or graphics compatible printer must be used for any
  1720.          output. The print out routines have been tested on several
  1721.          different Epson compatible printers without any problems. Some
  1722.          laser printers can emulate the Epson printers and will produce
  1723.          good results also.
  1724.  
  1725.          THE DEFAULT NUMBER OF PRINTER PINS (9 OR 24) IS READ FROM THE
  1726.          FILE TRAKSAT.DEF. The user can change the "Printer Pins = 9" to
  1727.          "Printer Pins = 24" as required for the printer being used.
  1728.  
  1729.                                  ******************
  1730.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1731.                                  ******************
  1732.  
  1733.          If the user has loaded a User Defined Star file the program will
  1734.          plot the internal stars first and then plot the user defined
  1735.          stars next.
  1736.  
  1737.          The user will have the responsibility to check the user defined
  1738.          star data for duplicates of the TRAKSAT internal star data. (See
  1739.          the section on PROGRAM LIMITATIONS AND ASSUMPTIONS for a list of
  1740.          the internal stars used in TRAKSAT.)
  1741.  
  1742.          By default TRAKSAT will display the star names, including the
  1743.          planets and the moon and look west. The user will only need to
  1744.          change these options by typing in the correct response.
  1745.  
  1746.  
  1747.          *****************************************************************
  1748.          ** REMEMBER TO USE EPOCH J2000 FOR ANY USER DEFINED STAR DATA. **
  1749.          *****************************************************************
  1750.  
  1751.  
  1752.  
  1753.  
  1754.  
  1755.  
  1756.  
  1757.  
  1758.  
  1759.  
  1760.  
  1761.  
  1762.  
  1763.  
  1764.  
  1765.  
  1766.  
  1767.  
  1768.  
  1769.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 29
  1770.  
  1771.  
  1772.                      An example of a star background would be;
  1773.  
  1774.         UTC   14: 2:12.2  Date  3/26/1990  Az   211.3715°  Rev# 23519
  1775.         Local  8: 2:12.2  Date  3/26/1990  El   -43.8641°  Vis  NOT Visible
  1776.          ----------------------------------------------------------------
  1777.          |    Satellite: Mir       TRAKSAT 1.85                         |
  1778.          |                                                              |
  1779.        75-                                                              |
  1780.          |                                                              |
  1781.          |       O Moon                                                 |
  1782.        60-                                                              |
  1783.          |                                                              |
  1784.          |                           EXAMPLE                            |
  1785.        45-                       (NO PLOT SHOWN)                        |
  1786.          |                  (This is only an example, the               |
  1787.          |                   DATA displayed is NOT correct)             |
  1788.          |                                                              |
  1789.          |                                                              |
  1790.        30-                       o Venus                                |
  1791.          |                                                              |
  1792.          |                                                              |
  1793.        15-                                               . Alpharatz    |
  1794.          |                                                              |
  1795.          |                            west                              |
  1796.          ----------------------------------------------------------------
  1797.                210        240         270        300        330
  1798.  
  1799.          the side axis is the elevation while the bottom axis is the
  1800.          azimuth. (Observer coordinates are the only output type at this
  1801.          time). In this example star names were displayed and the option
  1802.          to look west was selected. The "sky track" of the satellite will
  1803.          also be plotted on the screen. The top two lines will display the
  1804.          local and UTC time and dates, azimuth, elevation, rev, and if the
  1805.          satellite is visible (based on the Visibility option setting LOS
  1806.          or Optical). The star map background will remain black even if
  1807.          the sun has risen. (The version number may be different in this
  1808.          display.)
  1809.  
  1810.                                  ******************
  1811.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1812.                                  ******************
  1813.  
  1814.          If the delta time mode is selected time steps are marked on the
  1815.          screen and labeled for the user. It is recommended that the delta
  1816.          time mode be used for star backgrounds so a "time tag" can be
  1817.          placed on the screen. The real time mode will not place "time
  1818.          tags" on the screen. This approach was used to help reduce screen
  1819.          clutter, i.e., to many time tags. This method was chosen because
  1820.          few people have laptop computers "out in the field" to use for
  1821.          viewing aids. A printed "sky map" generated before the nights
  1822.          viewing will be of much greater use to most people.
  1823.  
  1824.  
  1825.                                  ******************
  1826.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1827.                                  ******************
  1828.  
  1829.          It is noted that the star background will be refreshed EVERY 15
  1830.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 30
  1831.  
  1832.          MINUTES, in either delta or real time modes. It is therefore wise
  1833.          to select a starting time about 15 minutes PRIOR to the time of
  1834.          interest and run the program in the delta mode until PAST the
  1835.          time of interest. An example of this would be;
  1836.  
  1837.                            Time of interest 11:30:00 UTC,
  1838.                            Starting time 11:23:00 UTC,
  1839.                            Time span 00:14:00.
  1840.  
  1841.          This will provide the user with the "sky map" from 11:23 to 11:37
  1842.          UTC and avoid the screen refresh.
  1843.  
  1844.                                  ******************
  1845.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1846.                                  ******************
  1847.  
  1848.          To stop the display the user can press any key and the screen
  1849.          will "freeze". The user will need to press any key again to
  1850.          continue the simulation. If the user presses ESC, escape key, the
  1851.          simulation will stop and the user will be returned to the main
  1852.          menu.
  1853.  
  1854.  
  1855.                  Output Orthrographic View
  1856.  
  1857.          If the user selects the Orthrographic View main menu a 3-D
  1858.          orthographic projection of the earth and the satellite will be
  1859.          drawn. The perspective will be centered on the tracking station
  1860.          coordinates with the altitude above the earth being set by the
  1861.          semi-major axis of the satellite to view. A small "X" will mark
  1862.          the tracking station coordinates. The grid lines are drawn 10
  1863.          degrees apart with the orthographic projections.
  1864.  
  1865.          The 3-D graphic will plot the "orbital trace" above the planet,
  1866.          i.e., not the ground trace, WHILE HOLDING THE EARTH STILL. The
  1867.          earth will be non-rotating with the satellite going around it.
  1868.  
  1869.          The close earth satellites (1000 Km altitude and less) will
  1870.          produce a good quality plot while near geosync satellites will
  1871.          display the earth as a small hard to see "ball". The highly
  1872.          eccentric orbits (ecc. > .3) will not display the complete
  1873.          orbital trace due to some limitations of the methods used in
  1874.          TRAKSAT. This should not pose much of a concern to most users.
  1875.  
  1876.          ****************************************************************
  1877.          THE 3-D PROJECTION WILL BE SLOW ON XT TYPE COMPUTERS WITHOUT A
  1878.          COPROCESSOR SO IF THE USER DOES NOT WANT TO WAIT FOR THE COMPLETE
  1879.          EARTH TO PLOT OUT PRESS ANY KEY AND THE EARTH LAND MASS PLOT WILL
  1880.          STOP AND THE SATELLITE VIEW WILL START. (Only the grid lines will
  1881.          be displayed.)
  1882.          ****************************************************************
  1883.  
  1884.          The screen can be stopped and started the same way as any other
  1885.          graphic modes, i.e., any key to freeze and Esc to stop.
  1886.  
  1887.          At this time the altitude above the earth is not a user changed
  1888.          option. If the user would like a polar (either north or south)
  1889.          projection select a new Tracking station from the Main Menu File
  1890.          options and select either the north, south or even the equator
  1891.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 31
  1892.  
  1893.          tracking station coordinates.
  1894.  
  1895.                                  ******************
  1896.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1897.                                  ******************
  1898.  
  1899.          It is recommended that the user edit the TRAKSAT.CTY file and
  1900.          change the first three tracking station coordinates to his or her
  1901.          LOCAL LONGITUDE. The user will answer the questions about
  1902.          tracking station altitude and time zone information based on the
  1903.          local conditions.
  1904.  
  1905.          Below is an example of the TRAKSAT.CTY file with the first three
  1906.          "extra" tracking stations included. The format of the tracking
  1907.          station is;
  1908.  
  1909.           City Name     Long. (deg)   Lat. (deg).
  1910.  
  1911.           'North Pole ',-86.5867,90.0
  1912.           'Equator ',-86.5867,.0
  1913.           'South Pole ',-86.5867,-90.0
  1914.           'Rancho Palos Verdes CA ',-118.403334,33.767501
  1915.           'Calaveras County, CA ',-120.566667,38.15
  1916.           'Washington (USNO), DC ',-77.06575,38.920556
  1917.           'Auburn, AL ',-85.4833,32.6067
  1918.           'Birmingham, AL ',-86.81,33.5169
  1919.           'Gadsden, AL ',-86.0114,34.0158
  1920.           'Huntsville, AL ',-86.5867,34.7317
  1921.  
  1922.          The TRAKSAT.CTY file can hold a maximum of 1000 tracking stations
  1923.          in it. (The file included with TRAKSAT has 725 "cities" in it)
  1924.  
  1925.  
  1926.  
  1927.                  Output Tabular Options
  1928.  
  1929.          TRAKSAT can also produce a tabular output of the satellite
  1930.          tracking data, the output is in a text mode not graphics. If the
  1931.          user picks Tabular option, the program will display another menu
  1932.          asking to include the right ascention & declination or the
  1933.          Latitude and Longitude in the output. The output can go to a
  1934.          file or the screen also.
  1935.  
  1936.          The file option output can be edited and printed out by the user
  1937.          if so desired.
  1938.  
  1939.  
  1940.          Below is an example of the screen output without the Ra & Dec;
  1941.  
  1942.        Tracking Station:  HUNTSVILLE, AL           Satellite:  Mir
  1943.       Date    Time (UTC)   Azim      Elev   Range      Lat       Long     Rev   
  1944.  V
  1945.               HR:MN:Sec    Deg       Deg    Km         Deg       Deg
  1946.   Thr 25Jan90 01:27:5.550  268.7678 -43.87 9384.23883  -1.65793 -176.815 22575
  1947.   Thr 25Jan90 01:27:5.600  268.7689 -43.87 9384.00198  -1.65535 -176.813 22575
  1948.   Thr 25Jan90 01:27:5.660  268.7702 -43.87 9383.72069  -1.65229 -176.811 22575
  1949.   Thr 25Jan90 01:27:5.710  268.7712 -43.87 9383.48382  -1.64971 -176.809 22575
  1950.  
  1951.          this example was run using the real-time mode and the default
  1952.          tracking station, Huntsville, Al..
  1953.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 32
  1954.  
  1955.          In this case the LONG is the satellites longitude, positive (+)
  1956.          means EAST longitude while negative (-) means WEST longitude.
  1957.  
  1958.          The column "V" is the visibility flag, i.e., if the satellite is
  1959.          visible the flag is set to "Y" else it is blank.
  1960.  
  1961.          If the user had chosen to include the Ra & Dec the output would be
  1962.          like;
  1963.  
  1964.        Tracking Station:  HUNTSVILLE, AL           Satellite:  Mir
  1965.       Date    Time (UTC)   Azim      Elev   Range      Ra        Dec      Alt   
  1966.  V
  1967.               HR:MN:Sec    Deg       Deg    Km         HH:MM:SS  DD:MM:SS Km
  1968.   Thr 25Jan90 01:27:15.38  268.9799 -43.57 9337.76175  21:58:19 -01:05:53 388
  1969.   Thr 25Jan90 01:27:15.44  268.9811 -43.56 9337.47902  21:58:20 -01:05:42 388
  1970.   Thr 25Jan90 01:27:15.55  268.9835 -43.56 9336.95618  21:58:21 -01:05:22 388
  1971.  
  1972.          the user will notice that the latitude and longitude have been
  1973.          replaced by the Ra & Dec.
  1974.  
  1975.                                  ******************
  1976.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1977.                                  ******************
  1978.  
  1979.          The Ra & Dec are based on the J2000 epoch, 1,1.5,2000 UTC date,
  1980.          and are NOT user selectable, perhaps in the next version of
  1981.          TRAKSAT. The J2000 epoch is the "current" epoch on most star
  1982.          charts.
  1983.  
  1984.          The user will notice that the header is stationary just the data
  1985.          is scrolling. This option is useful for a quick view of tracking
  1986.          data, since no graphics are used.
  1987.  
  1988.          If the user was in delta-time mode the step between outputs would
  1989.          be the delta time step value set in main menu option four.
  1990.  
  1991.                                  ******************
  1992.                                  * IMPORTANT NOTE *
  1993.                                  ******************
  1994.  
  1995.          To stop the display the user can press any key and the screen
  1996.          will "freeze". The user will need to press any key again to
  1997.          continue the simulation. Pressing ESC will return the user to the
  1998.          main menu.
  1999.  
  2000.          If the output was directed to a file the tracking data output
  2001.          file name will consist of the first 8 characters of the satellite
  2002.          name with the extension ".PRT" added to the end. The name of the
  2003.          output file will be displayed for the user.
  2004.  
  2005.          An example could be the satellite Mir, the filename for output
  2006.          would be "Mir.PRT".
  2007.  
  2008.                                  ******************
  2009.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2010.                                  ******************
  2011.  
  2012.          The program will produce the file xxxxxxx.PRT, the x being the
  2013.          current satellite name, if one is not found, but will OVERWRITE
  2014.          an old one if found. The user will have the responsibility to re-
  2015.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 33
  2016.  
  2017.          name the file after completing a run if they would like to save
  2018.          the output.
  2019.  
  2020.          The output in the file is very similar to the screen output
  2021.          option. Below is an example of the file output mode;
  2022.  
  2023.                                TRAKSAT  Version 1.90
  2024.  
  2025.                      Tracking Station:  HUNTSVILLE, AL
  2026.                      [ Line Of Sight (LOS) Visibility ]
  2027.                      Satellite: Mir
  2028.  
  2029.                                Satellite Data Set:
  2030.       1 16609U 86 17  A 90 91.75081924  .00058269  00000-0  66933-3 0  5052
  2031.       2 16609  51.6174 355.6250 0013230 341.6181  18.4560 15.61365027236165
  2032.  
  2033.  
  2034.       Date      Time (UTC)   Azim     Elev     Range    Lat     Long     Rev   V
  2035.  
  2036.                 HR:MN:SEC    Deg      Deg      Km       Deg     Deg
  2037.  
  2038.  
  2039.   Thr  25Jan90  01:26:42.04   268.26  -44.61   9494.42   -2.86  -177.67  22575
  2040.   Thr  25Jan90  01:26:42.21   268.26  -44.60   9493.63   -2.86  -177.66  22575
  2041.   Thr  25Jan90  01:26:42.32   268.27  -44.60   9493.12   -2.85  -177.66  22575
  2042.   Thr  25Jan90  01:26:42.43   268.27  -44.60   9492.60   -2.84  -177.65  22575
  2043.  
  2044.          again this example used the real-time mode. This output is a
  2045.          standard 80 columns, for printers or the 25x80 text screen. In
  2046.          this example a line of sight (LOS) mode was chosen. If the
  2047.          visibility mode was optical the header, the line under the
  2048.          tracking station name, would display; [ Optical visibility ].
  2049.  
  2050.          If the file mode and the real-time mode are chosen the screen
  2051.          will display the number of records that have been written to
  2052.          file. The program DOES check the remaining disk space and stops
  2053.          the program if the record space exceeds available disk space. The
  2054.          data prior to exceeding the disk space is written and an error
  2055.          message is displayed, no data will be lost.
  2056.  
  2057.          It is recommended that the real-time mode NOT be used for file
  2058.          output, mainly because of the large files that could be produced.
  2059.  
  2060.          If the file mode and delta-time mode are chosen the screen will
  2061.          display the same record count as above, but also the total number
  2062.          of records to calculate. This method produces the smallest file
  2063.          size the user requires.
  2064.  
  2065.          The total number of records to calculate would be;
  2066.  
  2067.          total_records = (stop_time - start_time)/delta_time.
  2068.  
  2069.          The size of the file is approximately 81 bytes per record,
  2070.          therefore 1440 records, one day at one minute intervals, will
  2071.          produce a file size of about 116K. (ALL TIME STEPS DISPLAYED).
  2072.  
  2073.                                  ******************
  2074.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2075.                                  ******************
  2076.  
  2077.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 34
  2078.  
  2079.          To stop the display the user can press any key and the screen
  2080.          will "freeze". The user will need to press any key again to
  2081.          continue the simulation. Pressing ESC will return the user to the
  2082.          main menu.
  2083.  
  2084.          The option has been added to TRAKSAT version 1.5, and up, to
  2085.          display only the visible passes, based on the setting of the
  2086.          visibility options. The program will default to ALL passes.
  2087.  
  2088.          The output, in the tabular modes, can display Ra & Dec of the
  2089.          satellite also. The coordinate used is based on J2000 epoch, this
  2090.          was chosen to be used with "current" star charts. The default is
  2091.          to include Ra & Dec in the output.
  2092.  
  2093.  
  2094.  
  2095.                  Visibility Options
  2096.  
  2097.          There are two different methods used by TRAKSAT to determine
  2098.          visibility. The first method is simply when the elevation is
  2099.          greater than zero degrees the satellite will be visible to the
  2100.          tracking station. This method is called line of sight (LOS) in
  2101.          the program. This method would be suitable for monitoring
  2102.          satellite radio transmissions, interesting RF signals no doubt.
  2103.  
  2104.          It should be noted that at most tracking sites zero degrees
  2105.          elevation is not visible due to ground based obstructions, i.e.
  2106.          trees buildings, and other such objects. A rule of thumb is if
  2107.          you hold out your arm straight and stick out your thumb
  2108.          horizontal to the ground so it appears to touch the horizon the
  2109.          upper edge of your thumb is about two degrees elevation, while
  2110.          your closed fist is about ten degrees elevation.
  2111.  
  2112.          The second method, optical visibility, requires the satellite to
  2113.          be above zero degrees elevation also, however the satellite must
  2114.          be sun-lit while the tracking station is in darkness. This
  2115.          method would be used for viewing satellites with the aid of say
  2116.          binoculars. It is of interest to note that some satellites are
  2117.          NOT visible even if the elevation angle is above the horizon,
  2118.          because they are in the earth's shadow. It is difficult to
  2119.          observe a satellite "coming out" of the earth's shadow, it is
  2120.          easier to see the entrance into the shadow.
  2121.  
  2122.          If the lighting conditions are favorable a "bright" satellite can
  2123.          be seen with the naked eye also. The best time for these
  2124.          favorable lighting conditions usually occur an hour before sun
  2125.          rise or an hour after sun set, as seen at the tracking site. The
  2126.          best type of satellite is low, about 250 - 400 kilometer
  2127.          altitude, ones for naked eye observations. (Mir, Hubble, Shuttle
  2128.          are a good examples.)
  2129.  
  2130.                                  ******************
  2131.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2132.                                  ******************
  2133.  
  2134.          TRAKSAT version 1.60 and above use NAUTICAL twilight, i.e. the
  2135.          sun is greater than or equal to -12 degrees BELOW the local
  2136.          horizon, to determine the lighting conditions. The user can not
  2137.          change the type of twilight used in TRAKSAT, i.e., civil,
  2138.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 35
  2139.  
  2140.          nautical, or astrodynamic.
  2141.  
  2142.          The type of visibility is set from the main menu visibility
  2143.          option, the default is to use the LOS method. If the user would
  2144.          like to change the visibility method, select from the main menu
  2145.          the visibility option. The Current Status Box will always print
  2146.          the type of visibility test that will be performed by the
  2147.          program.
  2148.  
  2149.                                  ******************
  2150.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2151.                                  ******************
  2152.  
  2153.          With either method the visual magnitude is NOT calculated. Such
  2154.          a calculation would require knowledge about the emissivity of the
  2155.          satellite, and atmospheric conditions, neither of which is readily
  2156.          available to the user.
  2157.  
  2158.  
  2159.  
  2160.                  Output Multi-Tracking Options
  2161.  
  2162.          TRAKSAT version 1.7 and above have the capability to track
  2163.          several satellites at the same time. The main menu output option
  2164.          will ask the user for either a single or multi-track of
  2165.          satellites. If the user selects Multi-Track the multi-track
  2166.          output menu will appear asking the user to select ground track or
  2167.          tabular output modes. The Current Status Box will display the
  2168.          output option (ground track or tabular) along with the :(Multi)
  2169.          title. This will clue the user that the multi-track options are
  2170.          active.
  2171.  
  2172.                                  ******************
  2173.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2174.                                  ******************
  2175.  
  2176.          The user can ONLY change the satellite names by editing the
  2177.          TRAKSAT.DEF file and changing the default names. The format for
  2178.          the satellite names is as follows;
  2179.  
  2180.                        COLUMN
  2181.                        1  - through -   16 CAN BE ANYTHING,
  2182.                        COLUMN 16 STARTS THE SATELLITE NAME,
  2183.                        THE NEXT 12 CHARACTERS USED ARE THE
  2184.                        NAMES OF THE SATELLITES TO TRACK.
  2185.  
  2186.                        Below is an example, this is the data
  2187.                        included in the TRAKSAT.DEF file.
  2188.  
  2189.                         Satellite # 1: MIR
  2190.                         Satellite # 2: SALYUT 7
  2191.                         Satellite # 3: IRAS
  2192.                         Satellite # 4: SEASAT 1
  2193.                         Satellite # 5: EGP
  2194.                         Satellite # 6: NOAA 9
  2195.  
  2196.          It is recommended that the FULL name of the satellite be used,
  2197.          the search routine will use the first match found and not look
  2198.          for any other matches. If the name of a satellite is not found
  2199.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 36
  2200.  
  2201.          the output will display a NO DATA, i.e., no data for the
  2202.          requested satellite has been loaded.
  2203.  
  2204.          Six satellites MAXIMUM can be tracked, if the TRAKSAT.DEF has
  2205.          fewer than TWO the program will issue a error and return to the
  2206.          main menu. (Use the single tracking mode.)
  2207.  
  2208.          If the ground track option is chosen the program will proceed to
  2209.          plot the tracks on the world map. The plots are very similar to
  2210.          the single satellite plots, except that for every satellite a
  2211.          different colored line is drawn. The order of the colors are;
  2212.  
  2213.                                1st satellite = yellow
  2214.                                2nd satellite = cyan
  2215.                                3rd satellite = green
  2216.                                4th satellite = lite red
  2217.                                5th satellite = lite magenta
  2218.                                6th satellite = lite green.
  2219.  
  2220.                        (The colors can NOT be changed by the user)
  2221.  
  2222.                                  ******************
  2223.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2224.                                  ******************
  2225.  
  2226.          Users with monochrome monitors will have trouble identifying the
  2227.          ground tracks in the multi-track mode as no difference in the
  2228.          colors will be seen. As of TRAKSAT version 1.90 and above a
  2229.          number (1 - 6) along with the "starting circle" is plotted to
  2230.          help identify the satellite on the monochrome screen.
  2231.  
  2232.          Below is an example of the multi-track ground tracks. It is noted
  2233.          that no actual graphics plot is included due to the limits of
  2234.          storing graphics and text together.
  2235.  
  2236.      -------------------▌    TRAKSAT   Version 1.80    ▐------------------
  2237.     |   UTC   17:17:36.3  Date  2/20/1990  Satellite Name: MULTI-TRACKING  |
  2238.     |   Local 11:17:36.3  Date  2/20/1990  Tracking Station: HUNTSVILLE, AL|
  2239.     |                                                                      |
  2240.     |        (The version number may be different in this display.)        |
  2241.     |                (no world map drawn in this example)                  |
  2242.     |                                                                      |
  2243.     |    Mir         Salyut 7    IRAS        SeaSat 1    EGP         NOAA 9|
  2244.     |Azi 32.079      227.66      274.10      220.47      4.9673      2.2960|
  2245.     |Ele 14.499      -60.75      -50.48      -57.27      33.954      -15.43|
  2246.      ----------------------------------------------------------------------
  2247.  
  2248.          The output will display the ground tracks, the azimuth as seen
  2249.          from the tracking station, and the elevation. The elevation is
  2250.          the angle above or below the tracking station horizon. The output
  2251.          is in degrees, with the time and date formats being; HH:MM:SS.s
  2252.          and MM/DD/YYYY. (The version number may be different in this
  2253.          display.)
  2254.  
  2255.                                  ******************
  2256.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2257.                                  ******************
  2258.  
  2259.          No visibility methods, LOS or optical, are used in the multi-
  2260.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 37
  2261.  
  2262.          track GROUND TRACK modes. THE TABULAR OUTPUT MODES WILL DETERMINE
  2263.          THE VISIBILITY BASED OF THE SETTING OF THE VISIBILITY OPTION,
  2264.          (LOS or Optical). (The user can determine the LOS visibility by
  2265.          looking at the elevation angles displayed when using the ground
  2266.          track option.)
  2267.  
  2268.  
  2269.          MULTI-TRACKING TABULAR OUTPUT MODE
  2270.  
  2271.          As of TRAKSAT version 2.30 and above a tabular multi-tracking
  2272.          mode has been included. The output is in text rather than a
  2273.          graphic display mode. Below is an example of the multi-tracking
  2274.          tabular output mode. The different satellites will be displayed
  2275.          in different colors also, the colors are the same as the ground
  2276.          track options.
  2277.  
  2278.  
  2279.   ╔═════════════════════╡    TRAKSAT  Version 2.30    ╞═══════════════════════╗
  2280.   ║                       Tabular Multi-Tracking Mode                         ║
  2281.   ║  Tracking Station: HUNTSVILLE, AL          Input Data File: NASA707.TXT   ║
  2282.   ║                  UTC   00:10:00.0  Date  6/19/1990                        ║
  2283.   ║                  Local 00:10:00.0  Date  6/18/1990                        ║
  2284.   ╟─────────────────────────────┤ Mir           ├─────────────────────────────╢
  2285.   ║       Latitude   -12.0376°  Azimuth    283.3060°  Range 11839.43 Km       ║
  2286.   ║       Longitude   42.4516°  Elevation  -63.4864°  NOT Visible             ║
  2287.   ╟─────────────────────────────┤ Salyut 7      ├─────────────────────────────╢
  2288.   ║       Latitude    -5.4339°  Azimuth    249.6659°  Range  7706.61 Km       ║
  2289.   ║       Longitude  209.8406°  Elevation  -33.6718°  NOT Visible             ║
  2290.   ╟─────────────────────────────┤ HST           ├─────────────────────────────╢
  2291.   ║       Latitude    21.5907°  Azimuth    350.3650°  Range 11762.57 Km       ║
  2292.   ║       Longitude  102.0782°  Elevation  -60.0983°  NOT Visible             ║
  2293.   ╟─────────────────────────────┤ SeaSat 1      ├─────────────────────────────╢
  2294.   ║       Latitude    59.6848°  Azimuth    328.8212°  Range  7653.05 Km       ║
  2295.   ║       Longitude   20.8611°  Elevation  -29.3966°  NOT Visible             ║
  2296.   ╟─────────────────────────────┤ EGP           ├─────────────────────────────╢
  2297.   ║       Latitude    -2.4094°  Azimuth    106.5518°  Range  8414.05 Km       ║
  2298.   ║       Longitude  338.9396°  Elevation  -27.4664°  NOT Visible             ║
  2299.   ╟─────────────────────────────┤ IRAS          ├─────────────────────────────╢
  2300.   ║       Latitude    57.6857°  Azimuth    354.3749°  Range  9450.31 Km       ║
  2301.   ║       Longitude   82.8507°  Elevation  -39.6712°  NOT Visible             ║
  2302.   ║                                                                           ║
  2303.   ╚═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  2304.  
  2305.          The output of the multi-tracking mode is similar to the bottom
  2306.          two lines of a ground track plot. The output will display only
  2307.          satellites found in the element file.
  2308.  
  2309.  
  2310.  
  2311.  
  2312.  
  2313.  
  2314.  
  2315.  
  2316.  
  2317.  
  2318.  
  2319.  
  2320.  
  2321.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 38
  2322.  
  2323.  
  2324.  
  2325.  
  2326.                  Main Menu Quit Option
  2327.  
  2328.          This option will stop the TRAKSAT program and return the user to
  2329.          DOS. If the tracking station data was changed during the program
  2330.          execution, the user will be asked if the new data should replace
  2331.          the old default data. That choice is up to the user to decide.
  2332.          The old data will be displayed along with the current data to help
  2333.          the user with the choice. THE DEFAULT IS NOT TO SAVE THE NEW
  2334.          DATA.
  2335.  
  2336.  
  2337.  
  2338.          USER DEFINED SATELLITE PLOTTING COLOR
  2339.  
  2340.          TRAKSAT version 2.40 and above allows the user to choose what
  2341.          color to plot the satellite in. The color is changed in the file
  2342.          TRAKSAT.DEF. Below is an example of a TRAKSAT.DEF file with the
  2343.          default satellite plotting color as light yellow (14). To change
  2344.          the color edit the file TRAKSAT.DEF and change the Color = XX to
  2345.          any of the colors allowed. (If a incorrect color is chosen the
  2346.          light yellow will be used as a default.)
  2347.  
  2348.                                    COLUMN NUMBER
  2349.          123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456
  2350.  
  2351.           2447836.50000000  Color =  14 Printer Pins = 9
  2352.           HUNTSVILLE, AL         34.7317000  273.4033000    228.60 -5
  2353.           NASA678.TXT
  2354.              Multi-Track Satellite Names
  2355.           Satellite # 1: MIR
  2356.           Satellite # 2: SALYUT 7
  2357.           Satellite # 3: IRAS
  2358.           Satellite # 4: SEASAT 1
  2359.           Satellite # 5: EGP
  2360.           Satellite # 6: NOAA 9
  2361.              User Defined Satellite Names
  2362.           IRAS
  2363.           SALYUT 7
  2364.           COSMOS 1686
  2365.           COSMOS 1766
  2366.           MIR
  2367.  
  2368.                    The user can choose from the pallette of;
  2369.  
  2370.             2 = GREEN                          9 = LIGHT BLUE
  2371.             3 = CYAN                          10 = LIGHT GREEN
  2372.             4 = RED                           11 = LIGHT CYAN
  2373.             5 = MAGENTA                       12 = LIGHT RED (sun term.)
  2374.             6 = BROWN                         13 = LIGHT MAGENTA
  2375.             7 = WHITE (map land mass color)   14 = LIGHT YELLOW
  2376.             8 = GRAY                          15 = BRIGHT WHITE
  2377.  
  2378.  
  2379.  
  2380.  
  2381.  
  2382.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 39
  2383.  
  2384.  
  2385.                        NORAD/NASA 2-LINE SATELLITE DATA
  2386.  
  2387.  
  2388.          NORAD maintains general perturbation element sets on all resident
  2389.          space objects.  These element sets are periodically refined so as
  2390.          to maintain a reasonable prediction capability on all space
  2391.          objects. In turn, these element sets are provided to users.
  2392.  
  2393.          The input file of current orbital elements can be obtained form
  2394.          several BBS around the country. One such BBS is the Celestial BBS
  2395.          at (513) 427-0674 in Fairborn, Ohio, the SYSOP is T.S. Kelso.
  2396.  
  2397.          See section; Obtaining Satellite Data, for more information on
  2398.          obtaining satellite data.
  2399.  
  2400.          I have included a file of the latest elements for over 130
  2401.          orbiting satellites. See section; Files Required To Run TRAKSAT.
  2402.  
  2403.                                  ******************
  2404.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2405.                                  ******************
  2406.  
  2407.          The following was downloaded from Celestial BBS, T.S. Kelso SYSOP.
  2408.  
  2409.          Effective January 1986, this system began posting the most recent
  2410.          element sets received from NASA/Goddard Space Flight Center for
  2411.          several categories of satellites:  Amateur Radio, Earth
  2412.          Resources, Manned Spacecraft, Navigation, Weather, and NASA's 30
  2413.          Day Specials (which contain objects launched within the last 30
  2414.          days and are often easy to spot visually).  More specifically,
  2415.          these include the following satellites or satellite series:
  2416.          OSCAR, Radio Sputnik, UOSAT, Cosmos, LandSat, SeaSat 1, SPOT,
  2417.          Mir, Salyut 7, Soyuz, LDEF, US Space Shuttle, NAVSTAR (GPS),
  2418.          GOES, Meteor, and NOAA.
  2419.  
  2420.          These elements will be maintained in ASCII format in the file.
  2421.          Data for each satellite will consist of three lines in the
  2422.          following format:
  2423.  
  2424.          AAAAAAAAAAA
  2425.          1 NNNNNU NNNNNAAA NNNNN.NNNNNNNN +.NNNNNNNN +NNNNN-N +NNNNN-N N NNNNN
  2426.          2 NNNNN NNN.NNNN NNN.NNNN NNNNNNN NNN.NNNN NNN.NNNN NN.NNNNNNNNNNNNNN
  2427.  
  2428.          Line 1 is a eleven-character name. Lines 2 and 3 are the standard
  2429.          Two-Line Orbital Element Set Format identical to that used by
  2430.          NASA and NORAD.  The format description is:
  2431.  
  2432.          Line 2
  2433.          Column     Description
  2434.          01-01     Line Number of Element Data
  2435.          03-07     Satellite Number
  2436.          10-11     International Designator (Last two digits of launch year)
  2437.          12-14     International Designator (Launch number of the year)
  2438.          15-17     International Designator (Piece of launch)
  2439.          19-20     Epoch Year (Last two digits of year)
  2440.          21-32     Epoch (Julian Day and fractional portion of the day)
  2441.          34-43     First Time Derivative of the Mean Motion (rev/day^2)
  2442.                    or Ballistic Coefficient (Depending of ephemeris type)
  2443.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 40
  2444.  
  2445.          45-52     Second Time Derivative of Mean Motion (Blank if N/A)
  2446.          54-61     BSTAR drag term if GP4 general perturbation theory was used.
  2447.                    Otherwise, radiation pressure coefficient.
  2448.          63-63     Ephemeris type
  2449.          65-68     Element number
  2450.          69-69     Check Sum (Modulo 10)
  2451.                    (Letters, blanks, periods = 0; minus sign = 1;
  2452.                     plus sign = 2)
  2453.  
  2454.  
  2455.          Line 3
  2456.          Column     Description
  2457.          01-01     Line Number of Element Data
  2458.          03-07     Satellite Number
  2459.          09-16     Inclination [Degrees]
  2460.          18-25     Right Ascension of the Ascending Node [Degrees]
  2461.          27-33     Eccentricity (decimal point assumed)
  2462.          35-42     Argument of Perigee [Degrees]
  2463.          44-51     Mean Anomaly [Degrees]
  2464.          53-63     Mean Motion [Revs per day]
  2465.          64-68     Revolution number at epoch [Revs]
  2466.          69-69     Check Sum (Modulo 10)
  2467.  
  2468.                    All other columns are blank or fixed.
  2469.  
  2470.          Example:
  2471.  
  2472.          NOAA 6
  2473.          1 11416U          86 50.28438588 0.00000140           67960-4 0  5293
  2474.          2 11416  98.5105  69.3305 0012788  63.2828 296.9658 14.24899292346978
  2475.  
  2476.          For a description of the mean orbital elements see section; What
  2477.          Are The Mean Classical Elements.
  2478.  
  2479.          Note that the International Designator fields are usually blank,
  2480.          as issued in the NASA Prediction Bulletins.  All epochs are UTC.
  2481.          Satellites will be ordered by their NASA Catalog Number.  The
  2482.          data file will be updated as soon as possible after receipt of
  2483.          new element sets or whenever element sets are received for the
  2484.          Space Shuttle.
  2485.  
  2486.  
  2487.  
  2488.  
  2489.  
  2490.  
  2491.  
  2492.  
  2493.  
  2494.  
  2495.  
  2496.  
  2497.  
  2498.  
  2499.  
  2500.  
  2501.  
  2502.  
  2503.  
  2504.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 41
  2505.  
  2506.  
  2507.  
  2508.  
  2509.          The following pages contain a brief overview of the methods used
  2510.          in TRAKSAT and are included to help the reader understand the
  2511.          mechanics of a orbiting satellite about the earth.
  2512.  
  2513.  
  2514.  
  2515.                  WHAT ARE THE MEAN CLASSICAL ELEMENTS
  2516.  
  2517.  
  2518.          Five independent quantities called "orbital elements" are
  2519.          sufficient to completely describe the size, shape and orientation
  2520.          of an orbit. A sixth element is required to pinpoint the position
  2521.          of the satellite along the orbit at a particular time. The
  2522.          classical set of six orbital elements are defined as:
  2523.  
  2524.                  1. a, semi-major axis, a constant defining the size of
  2525.                     the conic orbit.
  2526.  
  2527.                  2. e, eccentricity, a constant defining the shape of the
  2528.                     conic orbit.
  2529.  
  2530.                  3. i, inclination, the angle between the Z axis, i.e.
  2531.                     like the North Pole, and the angular momentum vector,
  2532.                     h = R X V, i.e. the vector R crossed with the vector V.
  2533.  
  2534.                  4. Ω, longitude of the ascending node, the angle, in the
  2535.                     fundamental plane, between the direction of the
  2536.                     vernal equinox and the point where the satellite
  2537.                     crosses the fundamental plane in a northerly
  2538.                     direction, (ascending node).  This angle is measured
  2539.                     counterclockwise when viewed from the north side of
  2540.                     the fundamental plane.
  2541.  
  2542.                  5. w, argument of periapsis, the angle, in the plane of
  2543.                     the satellite's orbit, between the ascending node and
  2544.                     the periapsis point, measured in the direction of the
  2545.                     satellite's motion.
  2546.  
  2547.                  6. T, time of periapsis passage, the time when the
  2548.                     satellite was at periapsis.
  2549.  
  2550.                  6a. Sometimes the time of periapsis passage is replaced
  2551.                     by the true anomaly, v, the angle, in the plane of
  2552.                     the satellite's orbit, between perigee and the
  2553.                     position of the satellite at the particular time, t0,
  2554.                     called the epoch.
  2555.  
  2556.                                   * (To convert from T to v)
  2557.                                     v = (360 deg) * t0 / T
  2558.  
  2559.  
  2560.  
  2561.  
  2562.  
  2563.  
  2564.  
  2565.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 42
  2566.  
  2567.  
  2568.          The sharp reader will notice that the NORAD elements do NOT
  2569.          include the semi-major axis, a. It is possible to calculate the
  2570.          semi-major axis with the data in a NORAD elements set. The
  2571.          approach would be;
  2572.  
  2573.                  1. Convert the mean motion into degrees per second.
  2574.                     and calculate the time to complete one orbit, this
  2575.                     will be called the period.
  2576.  
  2577.                  2. Using the period and the earth's gravitational
  2578.                     constant, mu, the semi-major axis can be calculated.
  2579.  
  2580.                                   (equations used)
  2581.  
  2582.                  xn_s = (mean motion * 360)/86400
  2583.                  per  =  360/xn_s
  2584.                  a    = ((per^2 * mu)/(4*π^2))^(1/3)
  2585.  
  2586.                    mu = 3.986012d+14 km^3/sec^2.
  2587.  
  2588.  
  2589.          The starting point for the study of motion of one body orbiting
  2590.          another, such as an artificial satellite about the earth, is
  2591.          always the two-body problem; i.e., two point masses attracted to
  2592.          each other according to Newton's Law of Universal Gravitation,
  2593.          the inverse square law. The solution is well-known; the two
  2594.          bodies move about each other in conic sections. For bounded
  2595.          motions, such as those of an earth satellite, this conic is
  2596.          either a circle or an ellipse.
  2597.  
  2598.          The problem can be formulated in different ways, but is always
  2599.          convenient to chose a coordinate system with the origin centered
  2600.          at one of the bodies. The position of the second body then can
  2601.          be specified, for example, by giving its initial cartesian
  2602.          position and velocity coordinates and then integrating the
  2603.          equations of motion to find the future positions and velocities.
  2604.          The cartesian system is not the most convenient one in which to
  2605.          represent the motion because an analytic solution cannot be
  2606.          obtained and the integrations must be done numerically.
  2607.          By adopting a polar coordinate system, one is able to effect an
  2608.          analytic solution referred to above which can be specified in
  2609.          terms of six constants of motion; five orbital elements,
  2610.          a,e,i,w,Ω and the time of pericenter passage T. The last
  2611.          constant can be, and usually is, replaced by the mean anomaly M
  2612.          which is a linear function of time. This is a very convenient way
  2613.          to specify the initial position and velocity of a satellite and
  2614.          it also allows an easy visualization of the motion. The position
  2615.          and velocity of the satellite at any future time can be
  2616.          specified in terms of these six constants, a,e,i,w,Ω,M and
  2617.          time.
  2618.  
  2619.          In realistic applications, such as artificial satellites about
  2620.          the earth, there are forces acting on the satellite in addition
  2621.          to the inverse square force although this is the dominate one.
  2622.          Other gravitational forces are due to distant bodies such as the
  2623.          moon and sun but the principal additional gravitational forces
  2624.          are due to the non-sphericity of the earth. All of the
  2625.          gravitational forces are conservative and can be represented by
  2626.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 43
  2627.  
  2628.          a potential function. In addition to these extra gravitational
  2629.          forces, there are non-conservative forces such as atmospheric
  2630.          drag. All of these forces other than the inverse square force
  2631.          are called perturbations. The prediction of motion considering
  2632.          these additional forces is called Perturbation Theory.
  2633.          The orbital elements, constant for pure two-body motion, become
  2634.          slowly varying functions of time when the perturbations are
  2635.          considered. Differential equations describing the time rates of
  2636.          change of the elements are called the Lagrange Planetary
  2637.          Equations, LPE and can be found in any standard book on
  2638.          celestial mechanics. Considering conservative forces only, which
  2639.          can be represented by a potential function, the part of the
  2640.          potential other than the two-body part is conventionally called
  2641.          the disturbing function, represented by R, and the LPE are:
  2642.  
  2643.                     .
  2644.                     a = 2 / n a * ( δR / δM )
  2645.  
  2646.                     .
  2647.                     e = (-(1-e²)^½ / na²e)*δR/δw+(1-e²/na²e)*δR/δM
  2648.  
  2649.                     .
  2650.                     i = cot i/(na²(1-e²)^½ * δR/δw - δR/(δΩna²(1-e²)½)
  2651.  
  2652.                     .
  2653.                     w = (1-e²)^½ * δR / na²eδe - cot i * δR/(na²(1-e²)^½)*δi)
  2654.  
  2655.                     .
  2656.                     Ω = δR/(na² sin i *(1-e²)^½) * δi)
  2657.  
  2658.                     M = n - 2δR/naδa - 1-e² * δR/(na²e * δe).
  2659.  
  2660.                          * where δ is the partial derivative
  2661.  
  2662.          starting from the very simple representation of the gravitational
  2663.          potential between two point masses of magnitude m0 and mi
  2664.          separated by distance r as;
  2665.  
  2666.                                 V = -G * (m0 * mi)/r
  2667.  
  2668.          one can, by applying this to a satellite of mass m0 and to every
  2669.          infinitesimal mass point mi of the earth and integrating over the
  2670.          whole earth, arrive at the following potential function for the
  2671.          earth;
  2672.                   ∞                   n ∞              n    m
  2673.          V=-µ/r(1-Σ JnPn (sinδ)(re/r)^ +Σ Σ Jnm (re/r)^  Pn^ (sinδ)cos(m(α-α))).
  2674.  
  2675.                 n=2                     n=2m=1                             mn
  2676.  
  2677.          The first term is the one giving pure two-body motion and the
  2678.          additional terms are the perturbing terms. The first sum, zonal
  2679.          harmonics, represents the flattening and other distortions
  2680.          relative to the equator and the second sum, tesseral harmonics,
  2681.          represents the non-uniformity of the earth in longitude. If, as
  2682.          is frequently done, one assumes that the earth possesses
  2683.          rotational symmetry, then the second sum vanishes. The neglect of
  2684.          the second sum usually produces no noticeable effects except in
  2685.          the case of geosynchronous satellites. Then one must consider
  2686.          those terms which cause slow long-period drifts of the
  2687.          geosynchronous position.
  2688.  
  2689.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 44
  2690.  
  2691.          For close earth satellites one can usually take about three terms
  2692.          from the first sum and get very accurate results; even the first
  2693.          term alone will produce very satisfactory results in most cases
  2694.          for short-time periods.
  2695.  
  2696.          The Jn are constants which depend on the mass distribution in the
  2697.          earth and are deduced from analysis of observed satellite
  2698.          motions. The currently accepted values of J2, J3, and J4, which
  2699.          are used in TRAKSAT, are;
  2700.                                                     -3
  2701.                                   J2 = 1.082616 X 10
  2702.  
  2703.                                                     -6
  2704.                                   J3 = -2.53881 X 10
  2705.  
  2706.                                                     -6
  2707.                                   J4 = -1.65597 X 10  .
  2708.  
  2709.          The Pn (sin δ) are Legendre polynomials of index n and are even
  2710.          functions of sin δ for n even and odd functions for n odd. The J2
  2711.          term describes the flattening of the earth and the J3 term the
  2712.          so-called pear shape. J2, which is three orders of magnitude
  2713.          larger than J3, gives rise to secular changes in the elements w,
  2714.          Ω, and M while J3 gives rise to long_period oscillations in e and w.
  2715.          In general, even harmonics cause long-period and secular changes
  2716.          in the elements, and odd harmonics cause long-period
  2717.          oscillations.
  2718.  
  2719.          Short-period oscillations can result from all terms; but since J2
  2720.          is so much larger than the other coefficients, generally only the
  2721.          J2 short-period terms are considered. Secular terms are those
  2722.          which monotonically increase or decrease with time. For first
  2723.          order solutions this change with time is linear. Long-period
  2724.          terms are those which oscillate with a period of typically one to
  2725.          two months, and short-period terms are those which oscillate with
  2726.          a period of one orbital period or some rational fraction of it.
  2727.          To finish formulating the problem, the disturbing function is
  2728.          expressed in terms of the orbital elements and then the
  2729.          appropriate partial derivatives are taken and substituted into
  2730.          the LPE. One then has a coupled set of first order non-linear
  2731.          ordinary differential equations. Because they are non-linear, they
  2732.          can be solved only by various approximation methods. The usual
  2733.          method is to assume that the solutions can be represented in some
  2734.          type of power series expansion in a small parameter and arrive at
  2735.          sets of approximation equations which can be a close
  2736.          representation of the real motion, at least over short-time
  2737.          periods.
  2738.  
  2739.          The complete solution consists of the sum of the secular terms,
  2740.          short-period terms, and the long-period terms; i.e.,
  2741.  
  2742.                  a    = a  + a  + a  .
  2743.                   osc    s    sp   lp
  2744.  
  2745.  
  2746.                                  ******************
  2747.                                  * IMPORTANT NOTE *
  2748.                                  ******************
  2749.  
  2750.  
  2751.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 45
  2752.  
  2753.          I have NOT included the actual equations used in the program in
  2754.          this document for obvious reasons, i.e. they are long and hard to
  2755.          type in with a text based word processor. If you have an interest
  2756.          in these equations they are in several references I have listed.
  2757.  
  2758.  
  2759.  
  2760.  
  2761.  
  2762.  
  2763.  
  2764.  
  2765.  
  2766.  
  2767.  
  2768.  
  2769.  
  2770.  
  2771.  
  2772.  
  2773.  
  2774.  
  2775.  
  2776.  
  2777.  
  2778.  
  2779.  
  2780.  
  2781.  
  2782.  
  2783.  
  2784.  
  2785.  
  2786.  
  2787.  
  2788.  
  2789.  
  2790.  
  2791.  
  2792.  
  2793.  
  2794.  
  2795.  
  2796.  
  2797.  
  2798.  
  2799.  
  2800.  
  2801.  
  2802.  
  2803.  
  2804.  
  2805.  
  2806.  
  2807.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 46
  2808.  
  2809.  
  2810.  
  2811.  
  2812.                  MODELS FOR PROPAGATION OF NORAD ELEMENT SETS
  2813.  
  2814.         NORAD maintains general perturbation element sets on all
  2815.         resident space objects.  These element sets are periodically
  2816.         refined so as to maintain a reasonable prediction capability on
  2817.         all space objects.  In turn, these element sets are provided to
  2818.         users.
  2819.  
  2820.          The most important point to be noted is that not just any
  2821.          prediction model will suffice.  The NORAD element sets are "mean"
  2822.          values obtained by removing periodic variations in a particular
  2823.          way.  In order to obtain good predictions, these periodic
  2824.          variations must be reconstructed (by the prediction model) in
  2825.          exactly the same way they were removed by NORAD.  Hence,
  2826.          putting NORAD element sets into a different model (even though
  2827.          the model may be more accurate or even a numerical integrator)
  2828.          will result in degraded predictions.
  2829.  
  2830.          All space objects are classified by NORAD as near-Earth (period
  2831.          less than 225 minutes) or deep-space (period greater than or
  2832.          equal 225 minutes). Depending on the period, the NORAD element
  2833.          sets are automatically generated with the near-Earth or deep-
  2834.          space model.
  2835.  
  2836.          The PROGRAM will calculate the satellite period and know which
  2837.          PREDICTION MODEL TO USE.
  2838.  
  2839.  
  2840.                  THE PROPAGATION MODELS
  2841.  
  2842.          Two mathematical models for prediction are used by TRAKSAT. The
  2843.          first of these, SGP4, was developed by Ken Cranford in 1970 (see
  2844.          Lane and Hoots 1979) and is used for near-Earth satellites.  This
  2845.          model was obtained by simplification of the more extensive
  2846.          analytical theory of Lane and Cranford (1969) which uses the
  2847.          solution of Brouwer (1959) for its gravitational model and a
  2848.          power density function for its atmospheric model (see Lane, et al
  2849.          1962).
  2850.  
  2851.          The next model, SDP4, is an extension of SGP4 to be used for
  2852.          deep-space satellites.  The deep-space equations were developed
  2853.          by Hujsak (1979) and model the gravitational effects of the moon
  2854.          and sun as well as certain sectoral and tesseral Earth harmonics
  2855.          which are of particular importance for half-day and one-day
  2856.          period orbits.
  2857.  
  2858.  
  2859.  
  2860.  
  2861.  
  2862.  
  2863.  
  2864.  
  2865.  
  2866.  
  2867.  
  2868.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 47
  2869.  
  2870.  
  2871.                   COMPATIBILITY WITH NORAD ELEMENT SETS
  2872.  
  2873.          The NORAD element sets are currently generated with either SGP4
  2874.          or SDP4 depending on whether the satellite is near-Earth or deep-
  2875.          space.
  2876.  
  2877.          For SGP4 and SDP4 users, the mean motion is first recovered from
  2878.          its altered form and the drag effect is obtained from the SGP4
  2879.          drag term (B*) with the pseudo-drag term being ignored.  The
  2880.          value of the mean motion can be used to determine whether the
  2881.          satellite is near-Earth or deep-space (and hence whether SGP4 or
  2882.          SDP4 was used to generate the element set).  From this
  2883.          information the program will decide whether to use SGP4 or SDP4
  2884.          for propagation and hence be assured of agreement with NORAD
  2885.          predictions.
  2886.  
  2887.  
  2888.  
  2889.  
  2890.  
  2891.  
  2892.  
  2893.  
  2894.  
  2895.  
  2896.  
  2897.  
  2898.  
  2899.  
  2900.  
  2901.  
  2902.  
  2903.  
  2904.  
  2905.  
  2906.  
  2907.  
  2908.  
  2909.  
  2910.  
  2911.  
  2912.  
  2913.  
  2914.  
  2915.  
  2916.  
  2917.  
  2918.  
  2919.  
  2920.  
  2921.  
  2922.  
  2923.  
  2924.  
  2925.  
  2926.  
  2927.  
  2928.  
  2929.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 48
  2930.  
  2931.  
  2932.  
  2933.                 PROGRAM LIMITATIONS AND ASSUMPTIONS
  2934.  
  2935.  
  2936.  
  2937.          The ephemeris equations DO include the zonal harmonics, through
  2938.          2nd order, of the gravitational potential.  This implies a
  2939.          gravitational field produced by an oblate spheroidal earth
  2940.          unsymmetrical with respect to the equator, pear-shaped. In other
  2941.          words, the ephemeris equations contain J2, J3, and J4 terms. The
  2942.          currently accepted values of J2, J3, and J4, which are used in
  2943.          TRAKSAT, are;
  2944.                                                     -3
  2945.                                   J2 = 1.082616 X 10
  2946.  
  2947.                                                     -6
  2948.                                   J3 = -2.53881 X 10
  2949.  
  2950.                                                     -6
  2951.                                   J4 = -1.65597 X 10  .
  2952.  
  2953.  
  2954.          The earth equatorial radius used by TRAKSAT is; 6378.135 Km,
  2955.          while the flattening factor used is 1/298.257 (both are from the
  2956.          1972 WGS models).
  2957.  
  2958.  
  2959.          The program TRAKSAT models only ELLIPTICAL orbital motion about
  2960.          the earth. That is, the orbital eccentricity MUST BE LESS THAN
  2961.          ONE and GREATER THAN ZERO. Very small eccentricities are
  2962.          acceptable, i.e., such as 1.0E - 5.
  2963.  
  2964.  
  2965.  
  2966.          STARS USED IN TRAKSAT
  2967.  
  2968.          The star background option will use the following list of stars
  2969.          for the display. The star data values are from USNO Floppy
  2970.          Almanac 1988, Version 2.11.88, file STAR1.CAT using Epoch J2000
  2971.          coordinates.
  2972.  
  2973.                      Bayer Name            Proper Name
  2974.                      ----------            -----------
  2975.  
  2976.                      Ursae Minoris         Polaris
  2977.                      Andromedae            Alpheratz
  2978.                      Phoenicis             Ankaa
  2979.                      Cassiopeiae           Schedar
  2980.                      Ceti                  Diphda/Deneb Kaito
  2981.                      Eridani               Achernar
  2982.                      Arietis               Hamal
  2983.                      Eridani               Acamar
  2984.                      Ceti                  Menkar
  2985.                      Persei                Mirfak
  2986.                      Tauri                 Aldebaran
  2987.                      Orionis               Rigel
  2988.                      Aurigae               Capella
  2989.                      Orionis               Bellatrix
  2990.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 49
  2991.  
  2992.                      Tauri                 Elnath
  2993.                      Orionis               Alnilam
  2994.                      Orionis               Betelgeuse
  2995.                      Carinae               Canopus
  2996.                      Canis Majoris         Sirius
  2997.                      Canis Majoris         Adhara
  2998.                      Canis Minoris         Procyon
  2999.                      Geminorum             Pollux
  3000.                      Carinae               Avior
  3001.                      Lambda Velae          Suhail
  3002.                      Carinae               Miaplacidus
  3003.                      Hydrae                Alphard
  3004.                      Leonis                Regulus
  3005.                      Ursae Majoris         Dubhe
  3006.                      Leonis                Denebola
  3007.                      Corvi                 Gienah
  3008.                      Crucis                ACrux
  3009.                      Crucis                GaCrux
  3010.                      Ursae Majoris         Alioth
  3011.                      Virginis              Spica
  3012.                      Ursae Majoris         Alkaid
  3013.                      Centauri              Hadar
  3014.                      Centauri              Menkent
  3015.                      Boötes                Arcturus
  3016.                      Centauri A            Rigil Kentaurus
  3017.                      Librae                Zubenelgenubi
  3018.                      Ursae Minoris         Kochab
  3019.                      Coronae Borealis      Alphecca
  3020.                      Scorpii A             Antares
  3021.                      Triangulii            Atria
  3022.                      Ophiuchi              Sabik
  3023.                      Lambda Scorpii        Shaula
  3024.                      Ophiuchi              Rasalhague
  3025.                      Draconis              Eltanin
  3026.                      Sagittarii            Kaus Australis
  3027.                      Lyrae                 Vega
  3028.                      Sagittarii            Nunki
  3029.                      Aqilae                Altair
  3030.                      Pavonis               Peacock
  3031.                      Cygni                 Deneb
  3032.                      Pegasi                Enif
  3033.                      Gruis                 Al Na ir
  3034.                      Piscis Austrini       Fomalhaut
  3035.                      Pegasi                Markab
  3036.  
  3037.  
  3038.  
  3039.          USER DEFINED STAR DATA
  3040.  
  3041.          The option of using your own star data in TRAKSAT is
  3042.          included. Up to 1500 stars can be included in a data file.
  3043.  
  3044.  
  3045.                 ** ALL STAR DATA WILL NEED TO BE FOR EPOCH J2000. **
  3046.  
  3047.          The following description of the data base format is included
  3048.          for the user. All star data files are in standard ASCII code. See
  3049.          section; Files Required To Run TRAKSAT for a sample star data
  3050.          file.
  3051.  
  3052.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 50
  3053.  
  3054.                 User defined star data has the following format:
  3055.  
  3056.                            GGGCCC HHMMD+DDMM +M.M +C.CC
  3057.                            ----------------------------
  3058.                            GAMCAS 00567+6043 +2.4 -0.15
  3059.                            GA2AND 02039+4220 +2.3 +1.37
  3060.                            39 ARI 02479+2915 +4.5 +1.11
  3061.                            HR961  03203+7744 +5.5 +0.19
  3062.  
  3063.          where GGG is the first three characters of the Greek name of the
  3064.          star OR the first two characters and a superscript number OR the
  3065.          Flamsteed number of the star. Alpha is ALP, beta is BET, gamma is
  3066.          GAM, and so on. Omicron and Omega are abbreviated OI and OE to
  3067.          distinguish them. CCC is the standard three-letter abbreviation
  3068.          of the constellation name -- ORI for Orion, UMA for Ursa Major,
  3069.          CVN for Canes Venatici. If the star has neither Greek letter nor
  3070.          Flamsteed number, then GGGCCC becomes is "HR" plus the four-digit
  3071.          Yale Bright Star Catalog number.
  3072.  
  3073.          HHMMD+DDMM is the star's location in right ascension and
  3074.          declination coordinates for Epoch J2000. HH is hours, MM is
  3075.          minutes, and D is decimal minutes of RA. +DD is declination
  3076.          degrees and MM is declination minutes. The coordinates, as given,
  3077.          are precise enough for virtually any computer graphics
  3078.          application. +M.M is the star's visual magnitude in yellow light,
  3079.          essentially how bright the star appears to the eye. The sign is
  3080.          necessary because some of the brightest stars, like Sirius, have
  3081.          negative magnitudes.
  3082.  
  3083.          Finally +C.CC is the B-V "color index" of the star. This number
  3084.          ranges from -0.25 to +2.5. The "bluest" stars have the lower or
  3085.          negative B-V color, while red stars have color indices over 1.6
  3086.          or so. The Sun has a B-V of +0.62, and is a yellow-white star.
  3087.          TRAKSAT does not use the color data for any calculations. We thus
  3088.          decode the examples as: Gamma Cassiopeiae, a medium-bright blue
  3089.          star at 0 hours 56.7 minutes right ascension and +60 (degrees)
  3090.          43' declination; Gamma-2 Andromedae as a reddish star of
  3091.          approximately the same brightness; 39 Arietis doesn't have a
  3092.          Greek letter name; and HR 961 is the 961st entry in the Yale
  3093.          Bright Star Catalog, barely visible to the naked eye.
  3094.  
  3095.          The user defined star data option will NOT display the star
  3096.          names. (There would not be any room on the screen to see the
  3097.          orbital track!) The format used is popular with several star map
  3098.          programs and should be available to the user. (A star file is now
  3099.          included with TRAKSAT.)
  3100.  
  3101.  
  3102.  
  3103.  
  3104.          ACCURACY OF TRAKSAT
  3105.  
  3106.          Several people have asked the question; " How accurate is
  3107.          TRAKSAT ?". To answer such a question one must define a set of
  3108.          limits. The real "acid test" is to have a prediction from TRAKSAT
  3109.          and then go outside and observe that satellite, taking note of
  3110.          the time and position of the satellite. A comparison between
  3111.          actual observed data and predicted can then be determined.
  3112.  
  3113.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 51
  3114.  
  3115.          Another approach is to compare the output from TRAKSAT against
  3116.          several other satellite tracking programs. Both the public domain
  3117.          and the commercial markets have several good tracking programs
  3118.          that the user could compare with.
  3119.  
  3120.          The later approach, that is the comparison between tracking
  3121.          programs, has been carried out by several people including
  3122.          myself. The output from TRAKSAT compares very well with many of
  3123.          the "current" tracking programs (both commercial and public
  3124.          domain). It could be concluded from a simple test of TRAKSAT that
  3125.          it agrees with several other tracking programs. (Gee we all can't
  3126.          be wrong!)
  3127.  
  3128.          The next step is one of comparing predicted output and observed
  3129.          data. The most popular use for TRAKSAT has been in the optical
  3130.          sighting options. The optical sighting of a satellite will be the
  3131.          "acid test" used for this accuracy test.
  3132.  
  3133.          First a note about NASA 2-line elements, low earth satellites
  3134.          (about 15 rev per day satellites) have larger disturbances from
  3135.          the atmosphere than higher satellites. The drag on a satellite
  3136.          can cause purtubations greater than the J2 terms therefore the
  3137.          drag term is of great importance. The very latest elements for
  3138.          the low earth satellite can greatly improve the prediction
  3139.          process, while the higher satellites do not require as current of
  3140.          elements. (The term low will be in the range of 250 - 375
  3141.          kilometers altitude.)
  3142.  
  3143.          Reports about TRAKSAT (and its predictions) have been made on the
  3144.          MIR satellite along with several other low earth satellites. The
  3145.          bottom line being LESS THAN 30 SECONDS ERROR (prediction vs.
  3146.          actual) for 10 day old satellite element sets. If the satellite
  3147.          elements are 20 days old the error is about 60 seconds. If the
  3148.          elements a only a day or two old, errors of less than 10 seconds
  3149.          are possible (several reports have been made about 2-10 seconds
  3150.          of error).
  3151.  
  3152.          The position data is on the money, it is the time at that
  3153.          position that usually drives the accuracy of the observation.
  3154.  
  3155.          The higher earth satellites generally have less than 30 seconds
  3156.          of error for 20 day old elements.
  3157.  
  3158.          A NOTE MUST BE MADE ABOUT THE ERROR ANALYSIS, THE ASSUMPTION IS
  3159.          MADE THAT NO ORBITAL MANEUVERING WAS DONE TO THE SATELLITE DURING
  3160.          THE "TEST" PERIOD. (The STS-31, the Hubble launch, was a prime
  3161.          example of several orbital maneuvers changing the predicted
  3162.          observed times).
  3163.  
  3164.          In general it can be said that the most current elements are the
  3165.          best ones for planning the evenings viewing. (Elements over 30
  3166.          days old can have a very large error to them). Element sets 7 -14
  3167.          days old will be acceptable for most users.
  3168.  
  3169.          NORAD/NASA updates the satellite elements for this very reason,
  3170.          to keep the prediction process accurate.
  3171.  
  3172.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 52
  3173.  
  3174.  
  3175.  
  3176.          A BRIEF EDITORIAL
  3177.  
  3178.          One of the first decisions to be made when setting out to write a
  3179.          program is the choice of a programming language. I'm an Aerospace
  3180.          Engineer working for a company in Huntsville, Al. My job title
  3181.          is; Trajectory Analysis Engineer. I work with NASA, mostly the
  3182.          shuttle program, and design trajectories for several upcoming
  3183.          shuttle missions. I have written large trajectory simulations
  3184.          programs, for the most part they were written in FORTRAN.
  3185.  
  3186.          I know FORTRAN is not the best language to use for programs that
  3187.          use graphics, but Microsoft has come up with the ideal solution.
  3188.          Microsoft FORTRAN, version 4.0 and higher, can call BASIC, C, and
  3189.          PASCAL routines. Microsoft FORTRAN version 5.0 also contains graphic
  3190.          routines that were used in TRAKSAT, these graphic routines are the
  3191.          same as used in QuickC version 2.5.
  3192.  
  3193.          Most (75%) of the TRAKSAT program is written in FORTRAN to get
  3194.          the best speed and high precision mathematics and C, Microsoft C
  3195.          version 6.0, for some useful utilities and the menus. I have
  3196.          found this combination to be very powerful and useful for program
  3197.          development.
  3198.  
  3199.  
  3200.  
  3201.  
  3202.  
  3203.  
  3204.  
  3205.  
  3206.  
  3207.  
  3208.  
  3209.  
  3210.  
  3211.  
  3212.  
  3213.  
  3214.  
  3215.  
  3216.  
  3217.  
  3218.  
  3219.  
  3220.  
  3221.  
  3222.  
  3223.  
  3224.  
  3225.  
  3226.  
  3227.  
  3228.  
  3229.  
  3230.  
  3231.  
  3232.  
  3233.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 53
  3234.  
  3235.  
  3236.  
  3237.  
  3238.          SPECIAL THANKS
  3239.  
  3240.  
  3241.          I would like to take this opportunity to thank the many people
  3242.          who helped me either directly or indirectly on this program.
  3243.  
  3244.          First of all my wife, Anita, who understands why I have a hobbie
  3245.          like computers and enjoy working with them. She has not
  3246.          complained about the many hours, in excess of 600 hours, I have
  3247.          spent working on TRAKSAT.  TRAKSAT version 2.45 has some 21,000
  3248.          lines of code and IS STILL GROWING.
  3249.  
  3250.          Dave Ransom Jr., of Rancho Palos Verdes, CA. has kept me going
  3251.          when my interest in the program was slipping away. I did use the
  3252.          city data from his excellent program ASTROCLOCK. I also used
  3253.          several of the references Dave listed in his program. I would
  3254.          highly recommend his program to any person interested in
  3255.          astrodynamics.  The documentation supplied with ASTROCLOCK is in
  3256.          itself very interesting reading and very well done. I could only
  3257.          hope that someday TRAKSAT will have that level of
  3258.          professionalism. My thanks to Dave and his wife Vicki.
  3259.  
  3260.          John Williams and Dr. Jeff Wallach, from the Dallas DataLink BBS,
  3261.          have been very helpful in this project also. They have offered
  3262.          data and a helping hand with TRAKSAT.  The DataLink BBS has a
  3263.          vast amount of satellite information along with other interests.
  3264.          I would recommend it to others interested in satellite tracking.
  3265.          The DataLink BBS is THE place to learn about obtaining satellite
  3266.          images. My thanks to John and his family.
  3267.  
  3268.          I would also like to thank T.S. Kelso, SYSOP of the Celestial BBS
  3269.          where current satellite data can be downloaded. Several satellite
  3270.          tracking programs are also available on his BBS along with a vast
  3271.          amount of satellite information.
  3272.  
  3273.  
  3274.  
  3275.  
  3276.  
  3277.  
  3278.  
  3279.  
  3280.  
  3281.  
  3282.  
  3283.  
  3284.  
  3285.  
  3286.  
  3287.  
  3288.  
  3289.  
  3290.  
  3291.  
  3292.  
  3293.  
  3294.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 54
  3295.  
  3296.  
  3297.  
  3298.  
  3299.  
  3300.          QUESTIONS AND COMMENTS
  3301.  
  3302.  
  3303.                  I would very much like to hear from anyone interested in
  3304.          this program and astrodynamics in general. I have not included
  3305.          the source code to TRAKSAT mainly because most people do not have
  3306.          a Microsoft FORTRAN compiler nor a working knowledge of FORTRAN.
  3307.          The high cost ($500.00) of both the FORTRAN and C compilers makes
  3308.          the cost of working on a project like TRAKSAT expensive also.
  3309.  
  3310.          As for the choice of FORTRAN compiliers there are many fine
  3311.          products out and I have used many of them. However, the only
  3312.          compilier that supports mixed language is Microsoft. For this
  3313.          reason alone I would recommend it to others interested in
  3314.          programming.
  3315.  
  3316.          At this time I feel that TRAKSAT is still going through some
  3317.          "growing pains"  and I would like the chance to improve it and
  3318.          add new features. The only way this can happen is if you, the
  3319.          user, takes the time to leave me messages or mail on problems or
  3320.          suggestions. I will try to answer your messages in a timely
  3321.          manor.
  3322.  
  3323.          One of the major goals of this project is to make the finest,
  3324.          easiest to use, satellite tracking program available. A program
  3325.          the average person can use and successfully track satellites.
  3326.  
  3327.          I would suggest the user to OBTAIN A COPROCESSOR if they do not
  3328.          have one already. A coprocessor speeds up math intensive
  3329.          programs, such as TRAKSAT, to a level that was only dreamed about
  3330.          a few years ago.
  3331.  
  3332.          Please feel free to contact me to discuss TRAKSAT or other
  3333.          computer problems. I can reached through the RPV BBS;
  3334.  
  3335.                          RPV BBS
  3336.                          Rancho Palos Verdes, Ca.
  3337.                          213-541-7299
  3338.                          24 hours, 2400/1200 baud.
  3339.  
  3340.          This BBS is owned and operated by Dave Ransom Jr.. I call up the
  3341.          BBS three or four times a week to check my mail and do some file
  3342.          transfers. This BBS is geared towards Astronomical interests. The
  3343.          latest version of ASTROCLOCK can be downloaded from this BBS
  3344.          also.
  3345.                             Other BBS's I frequent are;
  3346.  
  3347.              Celestial RCP/M                     DataLink RBBS System
  3348.              Fairborn, Ohio                      Dallas, Texas
  3349.              513-427-0674                        214-394-7438
  3350.              24 hours, 2400/1200 baud,           24 hours, 9600/2400/1200 baud.
  3351.  
  3352.          I can also be reached at work or home, please no calls after 10
  3353.          PM Central Time. Please leave a phone number and the best time to
  3354.          call on any messages that require by personal attention. My work
  3355.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 55
  3356.  
  3357.          number has an answering machine pick-up if I can not be reached.
  3358.          The last, and slowest method to reach me is with the U.S. mail
  3359.          service, I will respond with a phone call if at all possible.
  3360.  
  3361.                          Paul E. Traufler
  3362.                          111 Emerald Drive
  3363.                          Harvest, Al.  35749
  3364.  
  3365.                          Phone (work) 205-726-5511
  3366.                          Phone (home) 205-830-8450
  3367.  
  3368.  
  3369.  
  3370.  
  3371.  
  3372.  
  3373.  
  3374.  
  3375.  
  3376.  
  3377.  
  3378.  
  3379.  
  3380.  
  3381.  
  3382.  
  3383.  
  3384.  
  3385.  
  3386.  
  3387.  
  3388.  
  3389.  
  3390.  
  3391.  
  3392.  
  3393.  
  3394.  
  3395.  
  3396.  
  3397.  
  3398.  
  3399.  
  3400.  
  3401.  
  3402.  
  3403.  
  3404.  
  3405.  
  3406.  
  3407.  
  3408.  
  3409.  
  3410.  
  3411.  
  3412.  
  3413.  
  3414.  
  3415.  
  3416.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 56
  3417.  
  3418.  
  3419.  
  3420.  
  3421.  
  3422.          FUTURE UPGRADES
  3423.  
  3424.  
  3425.          To obtain the latest version of TRAKSAT, several BBSs around the
  3426.          country keep it online. The BBSs listed under section; Questions
  3427.          and Comments list several places to obtain the current version.
  3428.          Compuserve has TRAKSAT and many other releated files also.
  3429.  
  3430.          For a small fee ($10.00) I will mail TRAKSAT on a disk, 360K,
  3431.          1.2M, if that is the easiest way to obtain the latest version,
  3432.          (1.2M is best for me). Please contact the author for more
  3433.          information.
  3434.  
  3435.          ***** FLASH ********** FLASH ********** FLASH ********** FLASH *****
  3436.  
  3437.                                  SAVE YOUR PRINTER!
  3438.  
  3439.          Thats right save your printer from printing out the TRAKSAT
  3440.          document file (60+ pages). Send $20.00 to the author and receive
  3441.          a laser printed copy.
  3442.  
  3443.  
  3444.          ***** FLASH ********** FLASH ********** FLASH ********** FLASH *****
  3445.  
  3446.  
  3447.          TRAKSAT and its companion files is being distributed as
  3448.          shareware. YOU ARE ENCOURAGED TO SHARE THIS SOFTWARE WITH OTHERS
  3449.          PROVIDED THAT IT IS DISTRIBUTED COMPLETE WITH DOCUMENTATION AND
  3450.          IN UNMODIFIED FORM AND THAT NO FEE OR OTHER CONSIDERATION IS
  3451.          CHARGED OR ACCEPTED.
  3452.  
  3453.          *****************************************************************
  3454.          *****************************************************************
  3455.  
  3456.          THERE IS NO CHARGE FOR THIS PROGRAM, but in the spirit of the
  3457.          shareware concept, if the end user finds this package useful, and
  3458.          would like to help fund development of enhancements to this
  3459.          package, any amount that the end user feels is appropriate for
  3460.          the value received in using this package will be gladly accepted
  3461.          (perhaps $15.00). Please mail any donations to the above address.
  3462.  
  3463.          ANYONE WHO SENDS A DONATION WILL RECEIVE A PERSONALLY REGISTERED
  3464.          COPY OF TRAKSAT AND BE PLACED ON THE UPDATE LIST FOR FUTURE
  3465.          UPDATES TO THE PROGRAM. This copy will give the user credit for
  3466.          supporting the shareware concept.
  3467.  
  3468.          *****************************************************************
  3469.          *****************************************************************
  3470.  
  3471.  
  3472.  
  3473.  
  3474.  
  3475.  
  3476.  
  3477.  
  3478.  
  3479.  
  3480.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 57
  3481.  
  3482.                  OBTAINING NORAD SATELLITE DATA SETS
  3483.  
  3484.          The following BBS's have the current satellite data files;
  3485.                          Celestial RCP/M
  3486.                          Fairborn, Ohio
  3487.                          SYSOP: T.S. Kelso
  3488.                          513-427-0674
  3489.                          24 hours, 2400/1200 baud,
  3490.                          8 bit NO parity 1 stop.
  3491.  
  3492.                          Datalink RBBS System
  3493.                          Dallas, Texas
  3494.                          SYSOP: Dr. Jeff Wallach
  3495.                          214-394-7438
  3496.                          24 hours, 9600/2400/1200 baud,
  3497.                          8 bit NO parity 1 stop.
  3498.  
  3499.                          RPV BBS
  3500.                          Rancho Palos Verdes, Ca.
  3501.                          SYSOP: Dave Ransom Jr.
  3502.                          213-541-7299
  3503.                          24 hours, 2400/1200 baud,
  3504.                          8 bit NO parity 1 stop.
  3505.  
  3506.  
  3507.          To obtain the elements from the Celestial RCP/M BBS, (with the
  3508.          least amount of trouble), just dial up the BBS and login. The
  3509.          next step is to type "F" (without the quotes) to go to the Files
  3510.          section, then to area #1. The next step is to type "D", for
  3511.          download and then type "BULLETIN.ARC" as the file to download,
  3512.          open an XMODEM file transfer mode with your telecommunications
  3513.          software. This will transfer the NASA 2-line elements to a file
  3514.          on the users computer. Log out of the BBS and then unarchive the
  3515.          file using several of the unarchiving programs, (PAK, ARC,
  3516.          PKZIP, etc.).
  3517.  
  3518.          The downloaded file will have some characters at the
  3519.          top of the file that will need to be removed with a word
  3520.          processor (this MUST save the file in pure ASCII, i.e., PC-Write,
  3521.          Edlin etc. works very well).
  3522.  
  3523.          (This method assumes that an account is available to the user).
  3524.  
  3525.          NASA can provide up to 20 satellite data sets (HARD COPY FORM
  3526.          ONLY) if the user writes and requests them. This service is free
  3527.          but the user will need to enter the elements into a file for use
  3528.          with TRAKSAT. (This is done the old fashion way, you TYPE them!)
  3529.  
  3530.                          NASA Goddard Space Flight Center
  3531.                          Control Center Support Section
  3532.                          Code 513
  3533.                          Greenbelt, Md.  20771
  3534.  
  3535.  
  3536.  
  3537.  
  3538.  
  3539.  
  3540.  
  3541.  
  3542.  
  3543.  
  3544.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 58
  3545.  
  3546.  
  3547.  
  3548.                  FILES REQUIRED TO RUN TRAKSAT
  3549.  
  3550.          The following files should have been included in the archive
  3551.          file;
  3552.  
  3553.                TRAKSAT.EXE  The program.
  3554.                TRAKSAT.DEF  The default data for the tracking station.
  3555.                TRAKSAT.CTY  The city file for tracking stations.
  3556.                TRAKSAT.DOC  TRAKSAT program documentation.
  3557.                  EARTH.DAT  World map data file.
  3558.                NASA753.TXT  This is the latest NORAD satellite data set,
  3559.                             (as of 26 September, 1990, element set #753).
  3560.                   READ.ME   Latest notes about the program.
  3561.                 MSHERC.COM  This utility is used for Hercules graphics.
  3562.                 MODERN.FON  This is a font file used for the graphics.
  3563.  
  3564.  
  3565.                  STARS.DAT  This is a star data base that is NOT required
  3566.                             to run TRAKSAT, it is optional. This data file
  3567.                             can be used in the user defined star data
  3568.                             option.
  3569.  
  3570.                             STARS.DAT is almost identical to the star
  3571.                             database used with Richard Berry's (Editor of
  3572.                             ASTRONOMY) program STARS.BAS. For
  3573.                             compatibility, I have retained the same
  3574.                             database format. According to Mr. Berry's
  3575.                             documentation file STARS.DOC, his database is
  3576.                             essentially the same database used for the
  3577.                             StarDome map printed in the center spread of
  3578.                             ASTRONOMY every month.
  3579.  
  3580.  
  3581.  
  3582.  
  3583.  
  3584.  
  3585.  
  3586.  
  3587.  
  3588.  
  3589.  
  3590.  
  3591.  
  3592.  
  3593.  
  3594.  
  3595.  
  3596.  
  3597.  
  3598.  
  3599.  
  3600.  
  3601.  
  3602.  
  3603.  
  3604.  
  3605.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 59
  3606.  
  3607.  
  3608.          BIBLIOGRAPHY
  3609.  
  3610.  
  3611.                  THe following sources were used to prepare and test the
  3612.                  TRAKSAT program.
  3613.  
  3614.  
  3615.          Meeus, Jean, ASTRONOMICAL FORMULAE FOR CALCULATORS, 3rd Edition,
  3616.          Willmann-Bell, Inc., Richmond, VA. 1985.
  3617.  
  3618.          Duffett-Smith, Peter, PRACTICAL ASTRONOMY WITH YOUR PERSONAL
  3619.          COMPUTER, Cambridge University Press, New York, NY. 1986.
  3620.  
  3621.          Danby, John, FUNDAMENTALS OF CELESTIAL MECHANICS, 2nd Edition,
  3622.          Willmann-Bell, Inc., Richmond, VA. 1988.
  3623.  
  3624.          Bate-Mueller-White, FUNDAMENTALS OF ASTRODYNAMICS, Dover
  3625.          Publications, Inc. New York, NY. 1971.
  3626.  
  3627.          Forsythe-Malcolm-Moler, COMPUTER METHODS FOR MATHEMATICAL
  3628.          COMPUTATIONS, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, NJ. 1977.
  3629.  
  3630.          USAF-Ford Aerospace Corporation, ORBITAL MECHANICS, O&M Training
  3631.          Section, Sunnyvale, CA. 1982.
  3632.  
  3633.          Moulton, F. R., CELESTIAL MECHANICS, Macmillan Company, New York,
  3634.          NY. 1960.
  3635.  
  3636.          Brand, L., VECTOR ANALYSIS, John Wiley and Sons, New York, NY.
  3637.          1957.
  3638.  
  3639.          Geyling-Westerman, INTRODUCTION TO ORBITAL MECHANICS, Addison
  3640.          Wesley, Whippany, NJ. 1971.
  3641.  
  3642.          Brouwer, D., "Solution of the Problem of Artificial Satellite
  3643.          Theory without Drag", Astronomical Journal 64, 378-397, November
  3644.          1959.
  3645.  
  3646.          Hilton, C.G. and Kuhlman, J.R., "Mathematical Models for the
  3647.          Space Defense Center", Philco-Ford Publication No. U-3871, 17-28,
  3648.          November 1966.
  3649.  
  3650.          Hoots, F.R., "A Short, Efficient Analytical Satellite Theory".
  3651.          AIAA Paper No. 80-1659, August 1980.
  3652.  
  3653.          Hoots, F.R., "Theory of the Motion of an Artificial Earth
  3654.          Satellite", accepted for publication in Celestial Mechanics.
  3655.  
  3656.          Hujsak, R.S., "A Restricted Four Body Solution for Resonating
  3657.          Satellites with an Oblate Earth", AIAA Paper No. 79-136, June
  3658.          1979.
  3659.  
  3660.          Hujsak, R.S. and Hoots, F.R., "Deep Space Perturbations Ephemeris
  3661.          Generation", Aerospace Defense Command Space Computational Center
  3662.          Program
  3663.          Documentation, DCD 8, Section 3, 82-104, September 1977.
  3664.  
  3665.  
  3666.      TRAKSAT  Satellite Tracking Program                           Page 60
  3667.  
  3668.  
  3669.          Kozai, Y., "The Motion of a Close Earth Satellite", Astronomical
  3670.          Journal 64, 367-377, November 1959.
  3671.  
  3672.          Lane, M.H. and Cranford, K.H., "An Improved Analytical Drag
  3673.          Theory for the Artificial Satellite Problem", AIAA Paper No. 69-
  3674.          925, August 1969.
  3675.  
  3676.          Lane, M.H., Fitzpatrick, P.M., and Murphy, J.J., "On the
  3677.          Representation of Air Density in Satellite Deceleration Equations
  3678.          by Power Functions with Integral Exponents", Project Space Track
  3679.          Technical Report No. APGC-TDR-62-15, March 1962, Air Force
  3680.          Systems Command, Eglin AFB, FL.
  3681.  
  3682.          Lane, M.H. and Hoots, F.R., "General Perturbations Theories
  3683.          Derived from the 1965 Lane Drag Theory", Project Space Track
  3684.          Report No. 2, December 1979, Aerospace Defense Command, Peterson
  3685.          AFB, CO.
  3686.  
  3687.          Bellman, R. and Kalaba, R.E., "Modern Analytic Computational
  3688.          Methods in Science and Mathematics", American Elsevier Publishing
  3689.          Company, Inc. 1967.
  3690.  
  3691.          Escobal, P.R., "Methods of Orbit Determination", John Wiley and
  3692.          Sons, New York, NY. 1965.
  3693.  
  3694.          Craig, C. John, "Microsoft QuickC Programmer's Toolbox",
  3695.          Microsoft Press, Redmond Washington 1990.
  3696.  
  3697.          El'yasberg, P. E., "Theory of Flight of Artificial Earth
  3698.          Satellites", Israel Program for Scientific Translations Ltd.,
  3699.          1967. (Translated from Russian)
  3700.  
  3701.          King-Hele, Desmond, "Observing Earth Satellites", Van Nostrand
  3702.          Reinhold Co. Inc., 1983.
  3703.  
  3704.  
  3705.  
  3706.  
  3707.  
  3708.  
  3709.  
  3710.  
  3711.  
  3712.  
  3713.  
  3714.  
  3715.  
  3716.  
  3717.  
  3718.  
  3719.  
  3720.  
  3721.  
  3722.  
  3723.  
  3724.  
  3725.  
  3726.  
  3727.