cmd/show/muf.pl

   1 #!/usr/bin/perl
   2 #
   3 # show/muf command
   4 #
   5 # Copyright (c) 1999 Dirk Koopman G1TLH
   6 #
   7 # as fixed by Steve Franke K9AN
   8 #
   9 # $Id$
  10 #
  11
  12 my ($self, $line) = @_;
  13 my @f = split /\s+/, $line;
  14
  15 my $prefix = uc shift @f;
  16 return (1, $self->msg('e4')) unless $prefix;
  17 my $lp;
  18 my $hr2;
  19
  20 while (@f) {
  21         my $f = shift @f;
  22         $lp++ if $f =~ /^l/;
  23         $hr2 = $f if $f =~ /^\d+$/;
  24 }
  25
  26 $hr2 = 2 if !$hr2 || $hr2 < 2;
  27 $hr2 = 24 if $hr2 > 24;
  28
  29 my @out;
  30
  31 # get prefix data
  32 my ($pre, $a) = Prefix::extract($prefix);
  33
  34 # calc bearings and distance
  35 my ($d, $b1, $b2);                              # distance, bearing from TX and from RX
  36 my ($lat2, $lon2);              # lats and longs in radians
  37 my $lat1 = $self->user->lat;
  38 my $lon1 = $self->user->long;
  39 my $loc1 = $self->user->qth || "unknown";
  40
  41 if (!$lon1 && !$lat1) {
  42         push @out, $self->msg('heade1');
  43         $lat1 = $main::mylatitude;
  44         $lon1 = $main::mylongitude;
  45         $loc1 = $main::myqth;
  46 }
  47 $lat2 = $a->{lat};
  48 $lon2 = $a->{long};
  49 ($b1, $d) = DXBearing::bdist($lat1, $lon1, $lat2, $lon2);
  50 ($b2, undef) = DXBearing::bdist($lat2, $lon2, $lat1, $lon1);
  51
  52 # convert stuff into radians
  53 $lat1 *= $d2r;
  54 $lat2 *= $d2r;
  55 $lon1 *= -$d2r;
  56 $lon2 *= -$d2r;
  57 $b1 *= $d2r;
  58 $b2 *= $d2r;
  59 $d = ($d / $R);
  60
  61 # handle long path
  62 if ($lp) {
  63         $d = $pi2 - $d;
  64         $b1 += $pi;
  65         $b1 -= $pi2 if ($b1 >= $pi2);
  66         $b2 += $pi;
  67         $b2 -= $pi2 if ($b2 >= $pi2);
  68 }
  69
  70
  71 my ($hr1, $day, $month) = (gmtime($main::systime))[2,3,4];
  72 $month++;
  73 my $flux = Geomag::sfi;
  74 my $ssn = Minimuf::spots($flux);
  75
  76 my $theta;                                              # path angle (rad)
  77 $theta=$lon1-$lon2;
  78 $theta=$theta+2.*$pi if( $theta <= -$pi);
  79 $theta=$theta-2.*$pi if( $theta >= $pi);
  80
  81 my ($lats, $lons);                              # subsolar coordinates (rad)
  82 my $dB1 = 26;                                   # transmitter output power (dBW)
  83
  84 my $delay;                                              # path delay (ms)
  85 my $psi;                                                # sun zenith angle (rad)
  86 my ($ftemp, $gtemp);                    # my $temps
  87 my ($i, $j, $h, $n);                    # int temps
  88 my $offset;                                             # offset for local time (hours)
  89 my $fcF;                                                # F-layer critical frequency (MHz)
  90 my $phiF;                                               # F-layer angle of incidence (rad)
  91 my $hop;                                                # number of ray hops
  92 my $beta1;                                              # elevation angle (rad)
  93 my $dhop;                                               # hop great-circle distance (rad)
  94 my $height;                                             # height of F layer (km)
  95 my $time;                                               # time of day (hour)
  96 my $rsens = -128;                               # RX sensitivity
  97
  98
  99 my @freq = qw(1.8 3.5 7.0 10.1 14.0 18.1 21.0 24.9 28.0 50.0); # working frequencies (MHz)
 100 my $nfreq = @freq;                              # number of frequencies
 101 my @mufE;                                               # maximum E-layer MUF (MHz)
 102 my @mufF;                                               # minimum F-layer MUF (MHz)
 103 my @absorp;                                             # ionospheric absorption coefficient
 104 my @dB2;                                                # receive power (dBm)
 105 my @path;                                               # path length (km)
 106 my @beta;                                               # elevation angle (rad)
 107 my @daynight;                                   # path flags
 108
 109 # calculate hops, elevation angle, F-layer incidence, delay.
 110 $hop = int ($d / (2 * acos($R / ($R + $hF))));
 111 $beta1 = 0;
 112 while ($beta1 < $MINBETA) {
 113         $hop++;
 114         $dhop = $d / ($hop * 2);
 115         $beta1 = atan((cos($dhop) - $R / ($R + $hF)) / sin($dhop));
 116 }
 117 $ftemp = $R * cos($beta1) / ($R + $hF);
 118 $phiF = atan($ftemp / sqrt(1 - $ftemp * $ftemp));
 119 $delay = ((2 * $hop * sin($dhop) * ($R + $hF)) / cos($beta1) / $VOFL) * 1e6;
 120
 121 # print summary of data so far
 122 push @out, sprintf("RxSens: $rsens dBM SFI:%4.0f   R:%4.0f   Month: $month   Day: $day", $flux, $ssn);
 123 push @out, sprintf("Power :  %3.0f dBW    Distance:%6.0f km    Delay:%5.1f ms", $dB1, $d * $R, $delay);
 124 push @out, sprintf("Location                       Lat / Long           Azim");
 125 push @out, sprintf("%-30.30s %-18s    %3.0f", $loc1, DXBearing::lltos($lat1*$r2d, -$lon1*$r2d), $b1 * $r2d);
 126 push @out, sprintf("%-30.30s %-18s    %3.0f", $a->name, DXBearing::lltos($lat2*$r2d, -$lon2*$r2d), $b2 * $r2d);
 127 my $head = "UT LT  MUF Zen";
 128 for ($i = 0; $i < $nfreq; $i++) {
 129         $head .= sprintf "%5.1f", $freq[$i];
 130 }
 131 push @out, $head;
 132
 133 my $hour;
 134
 135 # Hour loop: This loop determines the min-hop path and next two
 136 # higher-hop paths. It selects the most likely path for each
 137 # frequency and calculates the receive power. The F-layer
 138 # critical frequency is computed directly from MINIMUF 3.5 and
 139 # the secant law.
 140
 141 $offset = int ($lon2 * 24. / $pi2);
 142 for ($hour = $hr1; $hour < $hr2+$hr1; $hour++) {
 143     my $dh = $hour;
 144         while ($dh >= 24) {
 145                 $dh -= 24;
 146         };
 147         $time = $dh - $offset;
 148         $time += 24 if ($time < 0);
 149         $time -= 24 if ($time >= 24);
 150         my $out = sprintf("%2.0f %2.0f", $dh, $time);
 151         $ftemp = Minimuf::minimuf($flux, $month, $day, $dh, $lat1, $lon1, $lat2, $lon2);
 152         $fcF = $ftemp * cos($phiF);
 153
 154         # Calculate subsolar coordinates.
 155         $ftemp = ($month - 1) * 365.25 / 12. + $day - 80.;
 156         $lats = 23.5 * $d2r * sin($ftemp / 365.25 * $pi2);
 157         $lons = ($dh * 15. - 180.) * $d2r;
 158
 159         # Path loop: This loop determines the geometry of the
 160         # min-hop path and the next two higher-hop paths. It
 161         # calculates the minimum F-layer MUF, maximum E-layer
 162         # MUF and ionospheric absorption factor for each
 163         # geometry.
 164         for ($h = $hop; $h < $hop + 3; $h++) {
 165
 166                 # We assume the F layer height increases during
 167                 # the day and decreases at night, as determined
 168                 # at the midpoint of the path.
 169                 $height = $hF;
 170                 $psi = Minimuf::zenith($d / 2, $lat1, $lon1, $b1, $theta, $lats, $lons);
 171                 if ($psi < 0) {
 172                         $height -= 70.;
 173                 } else {
 174                         $height += 30;
 175                 }
 176                 $dhop = $d / ($h * 2.);
 177                 $beta[$h] = atan((cos($dhop) - $R / ($R + $height)) / sin($dhop));
 178                 $path[$h] = 2 * $h * sin($dhop) * ($R + $height) / cos($beta[$h]);
 179                 Minimuf::ion($h, $d, $fcF, $ssn, $lat1, $lon1, $b1, $theta, $lats, $lons, \@daynight, \@mufE, \@mufF, \@absorp);
 180         }
 181
 182         # Display one line for this hour.
 183         $out .= sprintf("%5.1f%4.0f ", $mufF[$hop], 90 - $psi * $r2d);
 184         $ftemp = $noise;
 185         for ($i = 0; $i < $nfreq; $i++) {
 186                 $n = Minimuf::pathloss($hop, $freq[$i], 20, $rsens, 0,  \@daynight, \@beta, \@path, \@mufF, \@mufE, \@absorp, \@dB2);
 187                 my $s = Minimuf::ds($n, $rsens, \@dB2, \@daynight);
 188                 $out .= " $s";
 189         }
 190         $out =~ s/\s+$//;
 191         push @out, $out;
 192 }
 193
 194 return (1, @out);