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