...
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Timur A. Fatkhullin
910
mcc_coordinate.h
Normal file
910
mcc_coordinate.h
Normal file
@@ -0,0 +1,910 @@
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#pragma once
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||||
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/****************************************************************************************
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* *
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||||
* MOUNT CONTROL COMPONENTS LIBRARY *
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||||
* *
|
||||
* *
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||||
* IMPLEMENTATION OF CELESTIAL COORDINATES *
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||||
* *
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||||
****************************************************************************************/
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// #include "mcc_angle.h"
|
||||
#include "mcc_ccte_erfa.h"
|
||||
#include "mcc_concepts.h"
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||||
#include "mcc_epoch.h"
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namespace mcc::impl
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{
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||||
/* CLASSES TO REPRESENT COORDINATES PAIR */
|
||||
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||||
template <mcc_angle_c CO_LON_T, mcc_angle_c CO_LAT_T>
|
||||
class MccCoordPair : public mcc_coord_pair_interface_t
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
typedef CO_LON_T x_t;
|
||||
typedef CO_LAT_T y_t;
|
||||
|
||||
static constexpr MccCoordPairKind pairKind =
|
||||
!(std::derived_from<CO_LON_T, MccAngle> ||
|
||||
std::derived_from<CO_LAT_T, MccAngle>) // unknown type (possibly just double or float)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_GENERIC
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngle> || std::same_as<CO_LAT_T, MccAngle>) // one of the types is MccAngle
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_GENERIC
|
||||
// ICRS RA and DEC
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleRA_ICRS> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleDEC_ICRS>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS
|
||||
// apparent RA and DEC
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleRA_APP> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleDEC_APP>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP
|
||||
// observed RA and DEC
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleRA_OBS> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleDEC_OBS>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_OBS
|
||||
// apparent HA and DEC
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleHA_APP> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleDEC_APP>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP
|
||||
// observed HA and DEC
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleHA_OBS> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleDEC_OBS>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS
|
||||
// apparent AZ and ZD
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleAZ> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleZD>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD
|
||||
// apparent AZ and ALT
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleAZ> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleALT>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT
|
||||
// general purpose X and Y
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleX> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleY>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_XY
|
||||
// geographical longitude and latitude
|
||||
: (std::same_as<CO_LON_T, MccAngleLON> && std::same_as<CO_LAT_T, MccAngleLAT>)
|
||||
? MccCoordPairKind::COORDS_KIND_LONLAT
|
||||
: MccCoordPairKind::COORDS_KIND_UNKNOWN;
|
||||
|
||||
MccCoordPair() : _x(0.0), _y(0.0), _epoch(MccCelestialCoordEpoch::now()) {}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_epoch_c EpT = MccCelestialCoordEpoch>
|
||||
MccCoordPair(CO_LON_T const& x, CO_LAT_T const& y, EpT const& epoch = EpT::now()) : _x(x), _y(y), _epoch(epoch)
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
|
||||
MccCoordPair(const MccCoordPair&) = default;
|
||||
MccCoordPair(MccCoordPair&&) = default;
|
||||
|
||||
MccCoordPair& operator=(const MccCoordPair&) = default;
|
||||
MccCoordPair& operator=(MccCoordPair&&) = default;
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c T>
|
||||
requires(T::pairKind == pairKind || T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_GENERIC ||
|
||||
T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_XY)
|
||||
MccCoordPair(const T& other)
|
||||
{
|
||||
setX((double)other.x());
|
||||
setY((double)other.y());
|
||||
setEpoch(other.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c T>
|
||||
requires(T::pairKind == pairKind || T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_GENERIC ||
|
||||
T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_XY)
|
||||
MccCoordPair(T&& other)
|
||||
{
|
||||
setX((double)other.x());
|
||||
setY((double)other.y());
|
||||
setEpoch(other.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c T>
|
||||
requires(T::pairKind == pairKind || T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_GENERIC ||
|
||||
T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_XY)
|
||||
MccCoordPair& operator=(const T& other)
|
||||
{
|
||||
setX((double)other.x());
|
||||
setY((double)other.y());
|
||||
setEpoch(other.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c T>
|
||||
requires(T::pairKind == pairKind || T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_GENERIC ||
|
||||
T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_XY)
|
||||
MccCoordPair& operator=(T&& other)
|
||||
{
|
||||
setX((double)other.x());
|
||||
setY((double)other.y());
|
||||
setEpoch(other.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
virtual ~MccCoordPair() = default;
|
||||
|
||||
CO_LON_T x() const
|
||||
{
|
||||
return _x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
CO_LAT_T y() const
|
||||
{
|
||||
return _y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
MccCelestialCoordEpoch epoch() const
|
||||
{
|
||||
return _epoch;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_epoch_c EpT>
|
||||
EpT epoch() const
|
||||
{
|
||||
return _epoch;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
double MJD() const
|
||||
{
|
||||
return _epoch.MJD();
|
||||
}
|
||||
|
||||
// for something like:
|
||||
// auto [ra, dec, epoch] = coord_pair;
|
||||
operator std::tuple<CO_LON_T, CO_LAT_T, MccCelestialCoordEpoch>() const
|
||||
{
|
||||
return {_x, _y, _epoch};
|
||||
}
|
||||
|
||||
void setX(const CO_LON_T& x)
|
||||
{
|
||||
_x = x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void setY(const CO_LAT_T& y)
|
||||
{
|
||||
_y = y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void setEpoch(mcc_coord_epoch_c auto const& ep)
|
||||
{
|
||||
_epoch = ep;
|
||||
}
|
||||
|
||||
protected:
|
||||
CO_LON_T _x;
|
||||
CO_LAT_T _y;
|
||||
|
||||
MccCelestialCoordEpoch _epoch;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
static_assert(mcc_coord_pair_c<MccCoordPair<MccAngleRA_ICRS, MccAngleDEC_ICRS>>, "");
|
||||
|
||||
|
||||
/* PREDEFINED COORDINATES PAIR TYPES */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
struct MccSkyRADEC_ICRS : MccCoordPair<MccAngleRA_ICRS, MccAngleDEC_ICRS> {
|
||||
// re-implement constructors to keep the epoch equal to J2000.0
|
||||
|
||||
MccSkyRADEC_ICRS() : MccCoordPair<MccAngleRA_ICRS, MccAngleDEC_ICRS>(0.0, 0.0, MccCelestialCoordEpoch{}) {}
|
||||
|
||||
MccSkyRADEC_ICRS(MccAngleRA_ICRS const& x, MccAngleDEC_ICRS const& y)
|
||||
: MccCoordPair<MccAngleRA_ICRS, MccAngleDEC_ICRS>((double)x, (double)y, MccCelestialCoordEpoch{})
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ignore epoch setting (it is always J2000.0)
|
||||
void setEpoch(mcc_coord_epoch_c auto const&)
|
||||
{
|
||||
static_assert(false, "CANNOT SET EPOCH FOR ICRS-KIND COORDINATE PAIR!!!");
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
using MccSkyRADEC_APP = MccCoordPair<MccAngleRA_APP, MccAngleDEC_APP>;
|
||||
|
||||
using MccSkyRADEC_OBS = MccCoordPair<MccAngleRA_OBS, MccAngleDEC_OBS>;
|
||||
|
||||
using MccSkyHADEC_APP = MccCoordPair<MccAngleHA_APP, MccAngleDEC_APP>;
|
||||
|
||||
using MccSkyHADEC_OBS = MccCoordPair<MccAngleHA_OBS, MccAngleDEC_OBS>;
|
||||
|
||||
// using MccSkyAZZD = MccCoordPair<MccAngleAZ, MccAngleZD>;
|
||||
struct MccSkyAZZD : MccCoordPair<MccAngleAZ, MccAngleZD> {
|
||||
using MccCoordPair<MccAngleAZ, MccAngleZD>::MccCoordPair;
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZALT_PAIR_T>
|
||||
requires(AZALT_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT)
|
||||
MccSkyAZZD(AZALT_PAIR_T const& azalt) : MccSkyAZZD()
|
||||
{
|
||||
setX((double)azalt.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azalt.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azalt.x());
|
||||
setEpoch(azalt.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZALT_PAIR_T>
|
||||
requires(AZALT_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT)
|
||||
MccSkyAZZD(AZALT_PAIR_T&& azalt) : MccSkyAZZD()
|
||||
{
|
||||
setX((double)azalt.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azalt.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azalt.x());
|
||||
setEpoch(azalt.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZALT_PAIR_T>
|
||||
requires(AZALT_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT)
|
||||
MccSkyAZZD& operator=(AZALT_PAIR_T const& azalt)
|
||||
{
|
||||
setX((double)azalt.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azalt.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azalt.x());
|
||||
setEpoch(azalt.epoch());
|
||||
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZALT_PAIR_T>
|
||||
requires(AZALT_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT)
|
||||
MccSkyAZZD& operator=(AZALT_PAIR_T&& azalt)
|
||||
{
|
||||
setX((double)azalt.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azalt.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azalt.x());
|
||||
setEpoch(azalt.epoch());
|
||||
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
// using MccSkyAZALT = MccCoordPair<MccAngleAZ, MccAngleALT>;
|
||||
struct MccSkyAZALT : MccCoordPair<MccAngleAZ, MccAngleALT> {
|
||||
using MccCoordPair<MccAngleAZ, MccAngleALT>::MccCoordPair;
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZZD_PAIR_T>
|
||||
requires(AZZD_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD)
|
||||
MccSkyAZALT(AZZD_PAIR_T const& azzd) : MccSkyAZALT()
|
||||
{
|
||||
setX((double)azzd.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azzd.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azzd.x());
|
||||
setEpoch(azzd.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZZD_PAIR_T>
|
||||
requires(AZZD_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD)
|
||||
MccSkyAZALT(AZZD_PAIR_T&& azzd) : MccSkyAZALT()
|
||||
{
|
||||
setX((double)azzd.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azzd.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azzd.x());
|
||||
setEpoch(azzd.epoch());
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZZD_PAIR_T>
|
||||
requires(AZZD_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD)
|
||||
MccSkyAZALT& operator=(AZZD_PAIR_T const& azzd)
|
||||
{
|
||||
setX((double)azzd.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azzd.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azzd.x());
|
||||
setEpoch(azzd.epoch());
|
||||
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c AZZD_PAIR_T>
|
||||
requires(AZZD_PAIR_T::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD)
|
||||
MccSkyAZALT& operator=(AZZD_PAIR_T&& azzd)
|
||||
{
|
||||
setX((double)azzd.x());
|
||||
// setY(std::numbers::pi / 2.0 - (double)azzd.x());
|
||||
setY(MCC_HALF_PI - (double)azzd.x());
|
||||
setEpoch(azzd.epoch());
|
||||
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
using MccGenXY = MccCoordPair<MccAngleX, MccAngleY>;
|
||||
|
||||
using MccGeoLONLAT = MccCoordPair<MccAngleLON, MccAngleLAT>;
|
||||
|
||||
|
||||
static MccSkyHADEC_APP hadec = MccGenXY{};
|
||||
static MccSkyAZALT azalt{MccSkyAZZD{1.0, 1.1}};
|
||||
|
||||
|
||||
/* MCC-LIBRARY DEFAULT GENERIC SKY POINT CLASS IMPLEMENTATION */
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_ccte_c CCTE_T>
|
||||
class MccGenericSkyPoint : public mcc_skypoint_interface_t
|
||||
{
|
||||
public:
|
||||
typedef CCTE_T ccte_t;
|
||||
|
||||
static constexpr double MJD0 = 2400000.5;
|
||||
|
||||
inline static CCTE_T cctEngine{}; // celestial coordinates transformation engine
|
||||
|
||||
using error_t = typename CCTE_T::error_t;
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint() {}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c PT>
|
||||
MccGenericSkyPoint(const PT& coord_pair) : MccGenericSkyPoint()
|
||||
{
|
||||
auto self = from(coord_pair);
|
||||
}
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint(const MccGenericSkyPoint&) = default;
|
||||
MccGenericSkyPoint(MccGenericSkyPoint&&) = default;
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint& operator=(const MccGenericSkyPoint&) = default;
|
||||
MccGenericSkyPoint& operator=(MccGenericSkyPoint&&) = default;
|
||||
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint(mcc_skypoint_c auto const& other)
|
||||
{
|
||||
fromOtherSkyPoint(other);
|
||||
}
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint(mcc_skypoint_c auto&& other)
|
||||
{
|
||||
fromOtherSkyPoint(other);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint& operator=(mcc_skypoint_c auto const& other)
|
||||
{
|
||||
fromOtherSkyPoint(other);
|
||||
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint& operator=(mcc_skypoint_c auto&& other)
|
||||
{
|
||||
fromOtherSkyPoint(other);
|
||||
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
virtual ~MccGenericSkyPoint() = default;
|
||||
|
||||
MccCoordPairKind pairKind() const
|
||||
{
|
||||
return _pairKind;
|
||||
}
|
||||
|
||||
MccCelestialCoordEpoch epoch() const
|
||||
{
|
||||
return _epoch;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c PT>
|
||||
MccGenericSkyPoint& from(const PT& coord_pair)
|
||||
{
|
||||
_x = coord_pair.x();
|
||||
_y = coord_pair.y();
|
||||
|
||||
_pairKind = PT::pairKind;
|
||||
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS) {
|
||||
_epoch = MccCelestialCoordEpoch(); // J2000.0
|
||||
} else {
|
||||
_epoch.fromMJD(coord_pair.MJD());
|
||||
}
|
||||
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
MccGenericSkyPoint& operator=(mcc_coord_pair_c auto const& coord_pair)
|
||||
{
|
||||
return from(coord_pair);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c PT, mcc_coord_pair_c... PTs>
|
||||
error_t to(PT& cpair, PTs&... cpairs) const
|
||||
{
|
||||
auto err = toHelper(cpair);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if constexpr (sizeof...(PTs)) {
|
||||
err = to(cpairs...);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// according to mcc_error_c concept (see mcc_concepts.h)
|
||||
// default-constructed mcc_error_c-like class must be assumed as
|
||||
// non-error state
|
||||
return error_t{};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c PT>
|
||||
operator PT()
|
||||
{
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_LONLAT) { // returns geographic site coordinates
|
||||
std::pair<double, double> pos;
|
||||
cctEngine.geoPosition(&pos);
|
||||
|
||||
return MccGeoLONLAT(pos.second, pos.first);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
PT res;
|
||||
to(res);
|
||||
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c PT, mcc_coord_pair_c... PTs>
|
||||
error_t toAtSameEpoch(PT& cpair, PTs&... cpairs) const
|
||||
{
|
||||
if constexpr (PT::pairKind != MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS) {
|
||||
cpair.setEpoch(_epoch);
|
||||
}
|
||||
auto err = toHelper(cpair);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if constexpr (sizeof...(PTs)) {
|
||||
err = toAtSameEpoch(cpairs...);
|
||||
if (err) {
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// according to mcc_error_c concept (see mcc_concepts.h)
|
||||
// default-constructed mcc_error_c-like class must be assumed as
|
||||
// non-error state
|
||||
return error_t{};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
error_t refractCorrection(mcc_angle_c auto* dZ) const
|
||||
{
|
||||
if (mcc_is_obs_coordpair(_pairKind)) {
|
||||
if (_pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD) {
|
||||
return cctEngine.refractionCorrection(_y, dZ);
|
||||
} else if (_pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT) {
|
||||
return cctEngine.refractionCorrection(MCC_HALF_PI - _y, dZ);
|
||||
} else {
|
||||
MccSkyAZZD azzd;
|
||||
auto err = toAtSameEpoch(azzd);
|
||||
if (!err) {
|
||||
err = cctEngine.refractionCorrection(azzd.y(), dZ);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return err;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
if (dZ) {
|
||||
*dZ = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return {};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
error_t refractInverseCorrection(mcc_angle_c auto* dZ) const
|
||||
{
|
||||
double phi = cctEngine.getStateERFA().lat;
|
||||
double ha = _x, dec = _y;
|
||||
|
||||
if (mcc_is_app_coordpair(_pairKind)) {
|
||||
double az, alt;
|
||||
|
||||
if (_pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP) {
|
||||
double eo, lst;
|
||||
|
||||
auto ccte_err = cctEngine.equationOrigins(_epoch, &eo);
|
||||
if (ccte_err) {
|
||||
return ccte_err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ccte_err = cctEngine.apparentSideralTime(_epoch, &lst, true);
|
||||
if (ccte_err) {
|
||||
return ccte_err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// from RA to HA
|
||||
ha = lst + eo - _x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
hadec2azalt(ha, dec, phi, &az, &alt);
|
||||
|
||||
return cctEngine.refractionInverseCorrection(MCC_HALF_PI - alt, dZ);
|
||||
} else {
|
||||
if (dZ) {
|
||||
*dZ = 0.0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return {};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
error_t appSideralTime(mcc_angle_c auto* st) const
|
||||
{
|
||||
// return Greenwich apparent sideral time since epoch is UTC
|
||||
return cctEngine.apparentSideralTime(_epoch, st, false);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
error_t EO(mcc_angle_c auto* eo)
|
||||
{
|
||||
return cctEngine.equationOrigins(_epoch, eo);
|
||||
}
|
||||
|
||||
protected:
|
||||
double _x{0.0}, _y{0.0};
|
||||
MccCoordPairKind _pairKind{MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS};
|
||||
MccCelestialCoordEpoch _epoch{}; // J2000.0
|
||||
|
||||
template <mcc_skypoint_c T>
|
||||
void fromOtherSkyPoint(T&& other)
|
||||
{
|
||||
switch (other.pairKind()) {
|
||||
case MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS: {
|
||||
MccSkyRADEC_ICRS pt;
|
||||
|
||||
other.to(pt);
|
||||
from(pt);
|
||||
} break;
|
||||
case MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_OBS: {
|
||||
MccSkyRADEC_OBS pt;
|
||||
pt.setEpoch(other.epoch());
|
||||
|
||||
other.to(pt);
|
||||
from(pt);
|
||||
} break;
|
||||
case MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP: {
|
||||
MccSkyRADEC_APP pt;
|
||||
pt.setEpoch(other.epoch());
|
||||
|
||||
other.to(pt);
|
||||
from(pt);
|
||||
} break;
|
||||
case MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS: {
|
||||
MccSkyHADEC_OBS pt;
|
||||
pt.setEpoch(other.epoch());
|
||||
|
||||
other.to(pt);
|
||||
from(pt);
|
||||
} break;
|
||||
case MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP: {
|
||||
MccSkyHADEC_APP pt;
|
||||
pt.setEpoch(other.epoch());
|
||||
|
||||
other.to(pt);
|
||||
from(pt);
|
||||
} break;
|
||||
case MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT: {
|
||||
MccSkyAZALT pt;
|
||||
pt.setEpoch(other.epoch());
|
||||
|
||||
other.to(pt);
|
||||
from(pt);
|
||||
} break;
|
||||
case MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD: {
|
||||
MccSkyAZZD pt;
|
||||
pt.setEpoch(other.epoch());
|
||||
|
||||
other.to(pt);
|
||||
from(pt);
|
||||
} break;
|
||||
default:
|
||||
// error!!!
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// HA, DEC to AZ, ALT (AZ from the South through the West)
|
||||
void hadec2azalt(double ha, double dec, double phi, double& az, double& alt) const
|
||||
{
|
||||
const auto cos_phi = std::cos(phi), sin_phi = std::sin(phi);
|
||||
const auto cos_dec = std::cos(dec), sin_dec = std::sin(dec);
|
||||
const auto cos_ha = std::cos(ha), sin_ha = std::sin(ha);
|
||||
|
||||
auto x = sin_phi * cos_dec * cos_ha - cos_phi * sin_dec;
|
||||
auto y = -cos_dec * sin_ha;
|
||||
auto z = cos_phi * cos_dec * cos_ha + sin_phi * sin_dec;
|
||||
|
||||
auto xx = x * x, yy = y * y;
|
||||
decltype(x) r;
|
||||
if (xx < yy) {
|
||||
r = yy * sqrt(1.0 + xx / yy);
|
||||
} else {
|
||||
r = xx * sqrt(1.0 + yy / xx);
|
||||
}
|
||||
|
||||
az = utils::isEqual(r, 0.0) ? 0.0 : std::atan2(y, x);
|
||||
if (az < 0.0) {
|
||||
// az += std::numbers::pi * 2.0; // to range of [0, 2*PI]
|
||||
az += MCC_TWO_PI; // to range of [0, 2*PI]
|
||||
}
|
||||
|
||||
alt = std::atan2(z, r);
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
// AZ, ALT to HA, DEC (AZ from the South through the West)
|
||||
void azalt2hadec(double az, double alt, double phi, double& ha, double& dec) const
|
||||
{
|
||||
const auto cos_phi = std::cos(phi), sin_phi = std::sin(phi);
|
||||
const auto cos_az = std::cos(az), sin_az = std::sin(az);
|
||||
const auto cos_alt = std::cos(alt), sin_alt = std::sin(alt);
|
||||
|
||||
auto x = sin_phi * cos_alt * cos_az + cos_phi * sin_alt;
|
||||
auto y = cos_alt * sin_az;
|
||||
auto z = -cos_phi * cos_alt * cos_az + sin_phi * sin_alt;
|
||||
|
||||
auto xx = x * x, yy = y * y;
|
||||
decltype(x) r;
|
||||
if (xx < yy) {
|
||||
r = yy * sqrt(1.0 + xx / yy);
|
||||
} else {
|
||||
r = xx * sqrt(1.0 + yy / xx);
|
||||
}
|
||||
|
||||
ha = utils::isEqual(r, 0.0) ? 0.0 : std::atan2(y, x);
|
||||
dec = std::atan2(z, r);
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
template <mcc_coord_pair_c PT>
|
||||
error_t toHelper(PT& cpair) const
|
||||
{
|
||||
typename CCTE_T::error_t ccte_err;
|
||||
|
||||
double phi = cctEngine.getStateERFA().lat;
|
||||
double ra_icrs, dec_icrs, ra, dec, ha, az, zd, alt, lst, eo;
|
||||
|
||||
static_assert(PT::pairKind != MccCoordPairKind::COORDS_KIND_GENERIC, "UNSUPPORTED SKY POINT TRANSFORMATION!");
|
||||
static_assert(PT::pairKind != MccCoordPairKind::COORDS_KIND_UNKNOWN, "UNSUPPORTED SKY POINT TRANSFORMATION!");
|
||||
|
||||
|
||||
if (_pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS &&
|
||||
PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS) { // from ICRS to ICRS - just copy and exit
|
||||
cpair = PT(typename PT::x_t(_x), typename PT::y_t(_y));
|
||||
|
||||
return error_t{};
|
||||
}
|
||||
|
||||
// just copy coordinates and exit
|
||||
if (_pairKind == PT::pairKind && utils::isEqual(_epoch.MJD(), cpair.MJD())) {
|
||||
// cpair = PT(typename PT::x_t(_x), typename PT::y_t(_y), _epoch);
|
||||
cpair.setX(_x);
|
||||
cpair.setY(_y);
|
||||
|
||||
return error_t{};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// if epochs are not the same then
|
||||
// 1) convert stored coordinates to ICRS ones
|
||||
// 2) convert from the computed ICRS coordinates to required ones
|
||||
MccCoordPairKind pkind = _pairKind;
|
||||
if (!utils::isEqual(_epoch.MJD(), cpair.MJD())) { // convert stored pair to ICRS one (ra_icrs, dec_icrs)
|
||||
if (_pairKind != MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS) {
|
||||
pkind = MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS;
|
||||
|
||||
if (mcc_is_obs_coordpair(_pairKind)) {
|
||||
ccte_err = cctEngine.obsToICRS(_pairKind, _epoch, _x, _y, &ra_icrs, &dec_icrs);
|
||||
} else if (mcc_is_app_coordpair(_pairKind)) {
|
||||
ccte_err = cctEngine.appToICRS(_pairKind, _epoch, _x, _y, &ra_icrs, &dec_icrs);
|
||||
} else { // unsupported transformation!!! silently ignore!
|
||||
return error_t{};
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (ccte_err) {
|
||||
return ccte_err;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
ra_icrs = _x;
|
||||
dec_icrs = _y;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// here, from APP or OBS to ICRS and exit
|
||||
if (pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS &&
|
||||
PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS) {
|
||||
cpair = PT(typename PT::x_t(ra_icrs), typename PT::y_t(dec_icrs));
|
||||
|
||||
return error_t{};
|
||||
}
|
||||
|
||||
// here, the input coordinates and stored one are at the same epoch
|
||||
|
||||
ccte_err = cctEngine.equationOrigins(cpair.epoch(), &eo);
|
||||
if (ccte_err) {
|
||||
return ccte_err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ccte_err = cctEngine.apparentSideralTime(cpair.epoch(), &lst, true);
|
||||
if (ccte_err) {
|
||||
return ccte_err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
if (pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP || pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_OBS) {
|
||||
ra = _x;
|
||||
dec = _y;
|
||||
} else if (pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP ||
|
||||
pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS) {
|
||||
ha = _x;
|
||||
dec = _y;
|
||||
} else if (pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD) {
|
||||
az = _x;
|
||||
zd = _y;
|
||||
} else if (pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT) {
|
||||
az = _x;
|
||||
alt = _y;
|
||||
}
|
||||
// else if (pkind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS) {
|
||||
// ra_icrs = _x;
|
||||
// dec_icrs = _y;
|
||||
// } else { // unsupported transformation!!!
|
||||
// return;
|
||||
// }
|
||||
|
||||
// coordinate transformation lambda (possibly recursive!!!)
|
||||
// "obj = this" to fix GCC compilation crash!!!
|
||||
auto comp_func = [&, obj = this](this auto&& self, MccCoordPairKind cp_kind) -> error_t {
|
||||
if (cp_kind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_ICRS) {
|
||||
if constexpr (mccIsAppCoordPairKind<PT::pairKind>) {
|
||||
ccte_err = cctEngine.icrsToApp(ra_icrs, dec_icrs, cpair.epoch(), &ra, &dec, &ha, &az, &zd);
|
||||
} else if constexpr (mccIsObsCoordPairKind<PT::pairKind>) {
|
||||
ccte_err = cctEngine.icrsToObs(ra_icrs, dec_icrs, cpair.epoch(), &ra, &dec, &ha, &az, &zd);
|
||||
} else {
|
||||
static_assert(true, "UNSUPPORTED SKY POINT TRANSFORMATION!");
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (ccte_err) {
|
||||
return ccte_err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP ||
|
||||
PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_OBS) {
|
||||
cpair.setX(ra);
|
||||
cpair.setY(dec);
|
||||
} else if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP ||
|
||||
PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS) {
|
||||
cpair.setX(ha);
|
||||
cpair.setY(dec);
|
||||
} else if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD) {
|
||||
cpair.setX(az);
|
||||
cpair.setY(zd);
|
||||
} else if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT) {
|
||||
cpair.setX(az);
|
||||
cpair.setY(MCC_HALF_PI - zd);
|
||||
} else {
|
||||
static_assert(true, "UNSUPPORTED SKY POINT TRANSFORMATION!");
|
||||
}
|
||||
} else if (cp_kind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT) {
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD) {
|
||||
zd = MCC_HALF_PI - alt;
|
||||
cpair.setX(az);
|
||||
cpair.setY(zd);
|
||||
} else {
|
||||
if constexpr (mccIsAppCoordPairKind<PT::pairKind>) {
|
||||
// correct for refraction: alt -= dz_refr
|
||||
double dZ;
|
||||
ccte_err = cctEngine.refractionCorrection(MCC_HALF_PI - alt, &dZ);
|
||||
if (ccte_err) {
|
||||
return ccte_err;
|
||||
}
|
||||
|
||||
alt -= dZ;
|
||||
}
|
||||
|
||||
obj->azalt2hadec(az, alt, phi, ha, dec);
|
||||
cpair.setY(dec);
|
||||
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP) {
|
||||
ra = lst + eo - ha;
|
||||
cpair.setX(ra);
|
||||
} else if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_OBS) {
|
||||
ra = lst + eo - ha;
|
||||
cpair.setX(ra);
|
||||
} else if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP) {
|
||||
cpair.setX(ha);
|
||||
} else if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS) {
|
||||
cpair.setX(ha);
|
||||
} else { // unsupported transformation!!! silently ignore!!!
|
||||
return error_t{};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
} else if (cp_kind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD) {
|
||||
alt = MCC_HALF_PI - zd;
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT) {
|
||||
cpair.setX(az);
|
||||
cpair.setY(alt);
|
||||
} else {
|
||||
return self(MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT);
|
||||
}
|
||||
} else if (cp_kind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS) {
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_OBS) {
|
||||
ra = lst + eo - ha;
|
||||
cpair.setX(ra);
|
||||
cpair.setY(dec);
|
||||
} else {
|
||||
obj->hadec2azalt(ha, dec, phi, az, alt);
|
||||
if constexpr (mccIsAppCoordPairKind<PT::pairKind>) { // RADEC_APP, HADEC_APP
|
||||
return self(MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT);
|
||||
} else { // AZALT, AZZD
|
||||
cpair.setX(az);
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZZD) {
|
||||
zd = MCC_HALF_PI - alt;
|
||||
cpair.setY(zd);
|
||||
} else {
|
||||
cpair.setY(alt);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
} else if (cp_kind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP) {
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP) {
|
||||
ra = lst + eo - ha;
|
||||
cpair.setX(ra);
|
||||
cpair.setY(dec);
|
||||
} else {
|
||||
obj->hadec2azalt(ha, dec, phi, az, alt);
|
||||
if constexpr (mccIsObsCoordPairKind<PT::pairKind>) { // RADEC_OBS, HADEC_OBS, AZALT, AZZD
|
||||
// correct for refraction: alt += dz_refr
|
||||
double dZ;
|
||||
ccte_err = cctEngine.refractionInverseCorrection(MCC_HALF_PI - alt, &dZ);
|
||||
alt += dZ;
|
||||
return self(MccCoordPairKind::COORDS_KIND_AZALT);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
} else if (cp_kind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_OBS) {
|
||||
ha = lst + eo - ra;
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS) {
|
||||
cpair.setX(ha);
|
||||
cpair.setY(dec);
|
||||
} else {
|
||||
return self(MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_OBS);
|
||||
}
|
||||
} else if (cp_kind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_RADEC_APP) {
|
||||
ha = lst + eo - ra;
|
||||
if constexpr (PT::pairKind == MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP) {
|
||||
cpair.setX(ha);
|
||||
cpair.setY(dec);
|
||||
} else {
|
||||
return self(MccCoordPairKind::COORDS_KIND_HADEC_APP);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return error_t{};
|
||||
};
|
||||
|
||||
return comp_func(pkind); // ran transformation
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
/* MCC-LIBRARY DEFAULT SKY POINT CLASS IMPLEMENTATION BASED ON THE ERFA LIBRARY */
|
||||
|
||||
typedef MccGenericSkyPoint<mcc::ccte::erfa::MccCCTE_ERFA> MccSkyPoint;
|
||||
|
||||
static_assert(mcc_skypoint_c<MccSkyPoint>, "!!!!");
|
||||
|
||||
} // namespace mcc::impl
|
||||
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