July 17, 2015

Satellite Pass for Earth Station – Prediction of Ground Trace Coordinates & more

   Satellite  Pass  for  Earth  Stn  –  Prediction  of  Ground  Trace  Coordinates   &  more.

by  R C  Chakraborty,   July 17,  2015,   Pages   268 – 390.

(This   is   Sec. 7,    pp  268 – 390,   of   Orbital   Mechanics  –  Model   &   Simulation   Software  (OM-MSS),   Sec.  1  to 10,   pp  1  –  402.)

Satellites,  look  like  slow-moving  Stars,  are  most  visible  when  they  are  in  Sunlight  while  the  viewer  is  in  darkness.

A  typical  Satellite  in  low  Earth  orbit  (LEO)   circles  the  Earth  about  16  times  each  day.

The  Orbital  Velocity  of  a  LEO  satellite  is  about  7500  meters/sec.

The  Orbital  Velocity  of  a  Geo-stationary  satellite  is  about  3007  meters/sec.

The  Moon,  the  only  natural  satellite  of  earth  has  orbital  velocity  about  1003  meters/sec.

Satellite  Pass  for  Earth  Stn,   is  Computed   for  following  six  satellites  :   LANDSAT 8,   SPOT 6,   CARTOSAT-2B,   ISS (ZARYA),   GSAT-14,   and   MOON.

The  ‘Satellites  Pass’   goes  through  a  Time_Step  of  2 minutes  (120 sec).   For  Moon  the  Time_Step  is  of  1 hr  (3600 sec).

The  input  is  respective  Satellite’s  NASA/NORAD  ‘Two-Line Elements’  (TLE).

The  Output  is   Predictions   of   instantaneous   Ground  trace  Coordinates,   look  angles  &  more  at  each  Time_Step   on   computer   screen   in   a   Table   form    where

respective   columns   indicate  :

Col 1 – Orbit no,                        Col 2 – Node  Ascending  or  Descending,          Col 3 to 6 – Input  time  GMT  D H M S,

Col 7 – True  Anomaly,            Col 8 – Sat  Height  from  earth  surface,             Col 9 – Sat  at  Perigee,  Equator,  or  Apogee,

Col 10 – Sat  Velocity,              Col 11 , 12 – Latitude & Longitude at sub-satellite point on earth surface,

Col 13 – Sat  Slant  Range  from  earth  stn,             Col 14 – Distance  of  sub-satellite  point  from  earth  stn,

Col 15 , 16 – Sat  Pitch  &  Roll  angles,                      Col 17 , 18 – Sat  Elevation  &  Azimuth  angles  at  earth  stn,

Col 19 – Access  to  Sat  through  On  Board  Computer  or  Direct  Line  Of  Sight  based  on  elevation  angle  at  ES,

Col 20 , 21 – Sun  Elevation  &  Azimuth  angles  at  sub-Satellite  point  on  earth  surface,

Col 22 – Data  Acquisition  using  Visible  Band  Camera  or  Night  Vision  Devices  as  per  illumination  over   observed  surface,

Col 23 to 26 – Local  Mean  Time  at  earth  stn,       Col 27, 28 – Sun  Elevation  &  Azimuth  angles  at  earth  stn,

Col 29 – Distance  of  Sub-Sun  point  on  earth  surface  from  earth  stn,

 Col 30 – Line  number .

For   complete   post  (Page  268 – 390)    Move   on   to   Website   URL  :

July 9, 2015

Introduction to OM-MSS Software

   Introduction  to  OM-MSS  Software

by   R C  Chakraborty,   July 09, 2015,   Pages 1 – 5.

Earth,   Sun,   Moon   &   Satellites   Motion   in   Orbit  –   Model   &   Simulation   Software.

We  look  into  space  from  Earth,  which  is  3rd  planet  from  Sun.    Earth  takes  around  365.25  days  to  moves around  Sun  in  an  Elliptical  orbit.   The  average  distance  from  the   Earth  to  the  Sun  is  called  one  Astronomical Unit (AU);  1 AU = 149,597,870.7 km.   Mars   is  4th   planet  from  Sun,  that  takes  686.971  Earth days  to  orbit  around  Sun.   The  orbital  path  of  Mars  is  highly  eccentric.   Mars  &  Earth  move  along  their orbits,  and  come  near  to  one  another  approximately  every  two  years.   This  approach  of  coming  near  facilitate  launching  of  spacecraft  every  two  years,  even  that  takes  about  eight  months  to  reach Mars. Example :  On Apr. 08, 2014,  the  near  or  close  distance  between  Mars  and  Earth  was  92.4  million  km.   Moon moves  around  Earth  in  the  same  kind  of  orbit.   The  Moon  is  the  Earth’s  only  natural  Satellite.   The  average distance  of  the  Moon  from  the  Earth  is 384,403 km.   A  Satellite  is  an  artificial  object,  intentionally  placed  into  orbit.   Thousands  of  Satellites  are  launched  into  orbit  around  Earth.   A  few  Satellites  called  Space  Probes have  been  placed  into  orbit  around  Moon,  Mercury,  Venus,  Mars,  Jupiter,  Saturn,  etc.   Understanding  the motion  of  Earth  around  Sun,  and  the  motion  of  Moon  and  Satellites  around  Earth  is  of  interest  to  many.

The  OM-MSS  is  a  software  that  simulates  motion  of  Earth,   Moon  &  Satellites   in   their   respective  Orbits  with  respect  to Sun.   The  Software  is  written  in  ‘C’  Language.  The  Compiler  used  is  Dev  C++  and  the Platform  is  a  Windows 7,  64 bit  Laptop.  The  Source  Code  around  30,000 Lines,  is  Compiled.  The ‘OM-MSS.EXE’  File  generated  is  of  Size 1.5 KB.  The  Executable  File, < OM-MSS.EXE >,  is  RUN  Step-by-Step for  a  Set  of  Inputs.   The  execution  of  ‘Orbital  Mechanics – Model & Simulation  Software  (OM-MSS)’,   illustrates  its  Scope,  Capability,  Accuracy,  and  Usage.   The  OM-MSS  Software  is  quite  exhaustive  for beginners,  experts,  researchers  &  professional  in  Spherical  Astronomy.   The  source  code  of  OM-MSS  Software  in  full  or  in  parts  has  a  cost  if  there  is  buyer.  The  cost  has  not  been  evaluated / decided.   The OM-MSS  Software  includes  the  following :

(a)   Astronomical  Time  Standards  and  Time  Conversions  Utilities :

GMT – Greenwich Mean Time,  LMT – Local Mean Time,   LST – Local Sidereal Time,   UT – Universal Time,

ET – Ephemeris Time,   JD – Julian Day,   Standard Epoch J2000,   Gregorian Calendar date   and  more.

 (b)   Positional  Astronomy  of  Earth,   Sun,   Moon,  and  Satellites  Motion  in  Orbit,  includes  computations  of  :

* Position  of  Sun  and  Position  of  Earth  on  Celestial  Sphere  at  Epoch ;

* Keplerian  elements :  Inclination,  RA  of  asc.  Node,   Eccentricity,   Arg. of Perigee,   Mean Anomaly,   Mean Motion;

* Motion  Irregularities :  Mean,  Eccentric  and  True  anomaly  in  deg;

* Precise  Time  at  Earth  Orbit  Points :  Perihelion,  Aphelion,  Equinoxes,  Solstices,  Semi-Major  & Minor-axis;

* Astronomical years :  Anomalistic,  Tropical,  and  Sidereal  Years;

* Four Seasons :  Spring,  Summer,  Autumn  and  Winter  start  time  and  duration;

* Position  of  Satellites  around  Earth  :  Keplerian  elements  and  State  Vectors  at  epoch,  and  computing, Sub-Sat point lat / log, EL & AZ angles,  Distances,  Velocity,  and  more;

* Satellite Pass,  Ground  Trace  for  Earth  Stn  using  NASA/NORAD  2-line  bulletins;

 (c)   Customized  Utilities  and  products  :  On  special  request  either  developed  or  configured  and  generated.

These  are  Presented  in  Section  –  1  to  8.    The  Section – 9  contains  References,  and  Section – 10  contains   few related  Diagrams.

For   complete   post  (Page 1 – 5)     Move    on    to    Website    URL :

Orbital Mechanics – Model & Simulation Software (OM-MSS)

   Orbital   Mechanics   –   Model   &   Simulation   Software  (OM-MSS)

by  R C  Chakraborty,   July 09,   2015,   Page 1 – 402.

A   Monograph  of   Earth,   Sun,   Moon   &   Satellites  Motion  in   Orbit.

Presented   the   Earth,  Sun,  Moon  &   Satellites  Motion  in  Orbit  –  Model  &  Simulation  Software   with Examples,    Problems    and    Software   Driven   Solutions.

The  Software  is  written  in  ‘C’ Language.   The  Compiler  used  is  Dev C++  and  the  Platform  is   a   Windows 7,   64 bit  Laptop.   The  Source  Code  around  30,000  Lines,   is   Compiled.    The ‘OM-MSS.EXE’   File  generated  is  of  Size  1.5 KB.  The  Executable  File,  < OM-MSS.EXE >,   is  RUN   Step-by-Step  for  a  Set  of   Inputs.

The   execution   of   OM- MSS    illustrates   its   Scope,   Capability,   Accuracy,   and   Usage.

The  Results   seen   on   Computer   Screen   are   put   in   a   File,   that   in   effect   becomes    :

A   Monograph   of   Orbital   Mechanics   with   Examples,   Problems   and   Software   Driven   Solutions‘,   Page 1 – 402,   which  includes   the  following  :

*   Introduction   to   OM-MSS   Software

*   Astronomical   Time   Standards   and   Time   Conversions.

*   Positional   Astronomy  –  Earth  Orbit  Around  Sun,    Anomalies  &  Astronomical   Events  (Equinoxes,   Solstices,   Years   &    Seasons).

*   Position   of   Sun   on   Celestial   Sphere   at   input   universal   time  (ut).

*   Position   of   Earth  on   Celestial   Sphere   at   input   universal  time (ut).

*   Satellites  Orbit  Elements  –  Ephemeris,    Keplerian   elements,    State  vectors.

*   Satellites   Motion   Around   Earth  –   Orbital   &   Positional   parameters   at   epoch.

*   Satellite   Pass   for   Earth  Station  –   Prediction   of   Ground   Trace   Coordinates,   Look  angles,   Universal / Local   time  &  more.

For   complete    post  (Page 1 – 402)     Move    on    to    Website   URL   :

Blog at