# Copyright: Public domain.
# Filename: LATITUDE_LONGITUDE_SUBROUTINES.agc
# Purpose: Part of the source code for Colossus 2A, AKA Comanche 055.
# It is part of the source code for the Command Module's (CM)
# Apollo Guidance Computer (AGC), for Apollo 11.
# Assembler: yaYUL
# Contact: Ron Burkey <info@sandroid.org>.
# Website: www.ibiblio.org/apollo.
# Pages: 1236-1242
# Mod history: 2009-05-14 RSB Adapted from the Colossus249/ file of the
# same name, using Comanche055 page images.
#
# This source code has been transcribed or otherwise adapted from digitized
# images of a hardcopy from the MIT Museum.  The digitization was performed
# by Paul Fjeld, and arranged for by Deborah Douglas of the Museum.  Many
# thanks to both.  The images (with suitable reduction in storage size and
# consequent reduction in image quality as well) are available online at
# www.ibiblio.org/apollo.  If for some reason you find that the images are
# illegible, contact me at info@sandroid.org about getting access to the
# (much) higher-quality images which Paul actually created.
#
# Notations on the hardcopy document read, in part:
#
# Assemble revision 055 of AGC program Comanche by NASA
# 2021113-051.  10:28 APR. 1, 1969
#
# This AGC program shall also be referred to as
# Colossus 2A

# Page 1236
# SUBROUTINE TO CONVERT RAD VECTOR AT GIVEN TIME TO LAT,LONG AND ALT
#
# CALLING SEQUENCE
#
# L-1 CALL
# L LAT-LONG
# SUBROUTINES USED
#
# R-TO-RP,ARCTAN,SETGAMMA,SETRE
# ERASABLE INIT. REQ.
#
# AXO,-AYO,AZO,TEPHEM (SET AT LAUNCH TIME)
# ALPHAV = POSITION VECTOR METERS B-29
# MPAC-- TIME (CSECS B-28)
# ERADFLAG =1, TO COMPUTE EARTH RADIUS, =0 FOR FIXED EARTH RADIUS
# LUNAFLAG=0 FOR EARTH,1 FOR MOON
# OUTPUT
#
# LATITUDE IN LAT  (REVS. B-0)
# LONGITUDE IN LONG (REVS. B-0)
# ALTITUDE IN ALT METERS B-29

  BANK 30
  SETLOC LATLONG
  BANK

  COUNT 13/LT-LG

  EBANK= ALPHAV
LAT-LONG STQ SETPD
   INCORPEX
   0D
  STOVL 6D  # SAVE TIME IN 6-7D FOR R-TO-RP
   ALPHAV
  PUSH ABVAL  # 0-5D= R FOR R-TO-RP
  STODL ALPHAM  # ABS. VALUE OF R FOR ALT FORMULA BELOW
   ZEROVEC  # SET MPAC=0 FOR EARTH,NON-ZERO FOR MOON
  BOFF COS  # USE COS(0) TO GET NON-ZERO IN MPAC
   LUNAFLAG # 0=EARTH,1=MOON
   CALLRTRP
CALLRTRP CALL
   R-TO-RP  # RP VECTOR CONVERTED FROM R B-29
  UNIT   # UNIT RP B-1
  STCALL ALPHAV  # U2= 1/2 SINL FOR SETRE SUBR BELOW
   SETGAMMA # SET GAMMA=B2/A2 FOR EARTH,=1 FOR MOON
  CALL   # SCALED B-1
   SETRE  # CALC RE METERS B-29
  DLOAD DSQ
   ALPHAV
  PDDL DSQ
   ALPHAV +2
# Page 1237
  DAD SQRT
  DMP SL1R
   GAMRP
  STODL COSTH  # COS(LAT) B-1
   ALPHAV +4
  STCALL SINTH  # SIN(LAT) B-1
   ARCTAN
  STODL LAT  # LAT B0
   ALPHAV
  STODL COSTH  # COS(LONG) B-1
   ALPHAV +2
  STCALL SINTH  # SIN(LONG) B-1
   ARCTAN
  STODL LONG  # LONG. REVS B-0 IN RANGE -1/2 TO 1/2
   ALPHAM
  DSU   # ALT= R-RE METERS B-29
   ERADM
  STCALL ALT  # EXIT WITH ALT METERS B-29
   INCORPEX
# Page 1238
# SUBROUTINE TO CONVERT LAT,LONG.ALT AT GIVEN TIME TO RADIUS VECTOR
# CALLING SEQUENCE

# L-1 CALL
# L LALOTORV
# SUBROUTINES USED
# SETGAMMA,SETRE,RP-TO-R
# ERASABLE INIT. REQ.

# AXO,AYO,AZO,TEPHEM SET AT LAUNCH TIME
# LAT-- LATITUDE (REVS B0)
# LONG-- LONGITUDE (REVS B0)
# ALT--ALTITUDE (METERS) B-29
# MPAC-- TIME (CSECS B-28)
# ERADFLAG =1 TO COMPUTE EARTH RADIUS, =0 FOR FIXED EARTH RADIUS
#  LUNAFLAG=0 FOR EARTH,1 FOR MOON
# OUTPUT

# R-VECTOR IN ALPHAV (METERS B-29)
LALOTORV STQ SETPD  # LAT,LONG,ALT TO R VECTOR
   INCORPEX
   0D
  STCALL 6D  # 6-7D= TIME FOR RP-TO-R
   SETGAMMA # GAMMA=B2/A2 FOR EARTH,1 FOR MOON B-1
  DLOAD SIN  #  COS(LONG)COS(LAT) IN MPAC
   LAT  #    UNIT RP= SIN(LONG)COS(LAT)    2-3D
  DMPR PDDL  # PD 2 GAMMA*SIN(LAT)      0-1D
   GAMRP
   LAT  #  0-1D = GAMMA*SIN(LAT) B-2
  COS PDDL  # PD4 2-3D=COS(LAT) B-1 TEMPORARILY
   LONG
  SIN DMPR  # PD 2
  PDDL COS  # PD 4 2-3D=SIN(LONG)COS(LAT) B-2
   LAT
  PDDL COS  # PD 6 4-5D=COS(LAT) B-1 TEMPORARILY
   LONG
  DMPR VDEF  # PD4 MPAC= COS(LONG)COS(LAT) B-2
  UNIT PUSH  # 0-5D= UNIT RP FOR RP-TO-R SUBR.
  STCALL ALPHAV  # ALPHAV +4= SINL FOR SETRE SUBR.
   SETRE  # RE METERS B-29
  DLOAD BOFF  # SET MPAC=0 FOR EARTH,NON-ZERO FOR MOON
   ZEROVEC
   LUNAFLAG
   CALLRPRT
  COS   # USE COS(0) TO GET NON-ZERO IN MPAC
CALLRPRT CALL
   RP-TO-R  # EXIT WITH UNIT R VECTOR IN MPAC
  STODL ALPHAV
   ERADM
# Page 1239
  DAD VXSC  # (RE + ALT)(UNIT R) METERS B-30
   ALT
   ALPHAV
  VSL1   # R METERS B-29
  STCALL ALPHAV  # EXIT WITH R IN METERS B-29
   INCORPEX
# SUBROUTINE TO COMPUTE EARTH RADIUS

# INPUT

# 1/2 SIN LAT IN ALPHAV +4

# OUTPUT

# EARTH RADIUS IN ERADM AND MPAC (METERS B-29)

GETERAD  DLOAD DSQ
   ALPHAV  +4 # SIN**2(L)
  SL1 BDSU
   DP1/2  # COS**2(L)
  DMPR BDSU
   EE
   DP1/2
  BDDV SQRT
   B2XSC
  SR4R
  STORE ERADM
   RVQ

# THE FOLLOWING CONSTANTS WERE COMPUTED WITH A=6378166,B=6356784 METERS
# B2XSC= B**2 SCALED B-51
# B2/A2= B**2/A**2 SCALED B-1
# EE=(1-B**2/A**2) SCALED B-0

B2XSC  2DEC .0179450689 # B**2 SCALED B-51

DP1/2  = XUNIT
B2/A2  2DEC .9933064884 B-1 # GAMMA= B**2/A**2 B-1

EE  2DEC 6.6935116 E-3 # (1-B**2/A**2) B-0

ERAD  2DEC 6373338 B-29 # PAD RADIUS

# Page 1240
# ARCTAN SUBROUTINE


# CALLING SEQUENCE

# SIN THETA IN SINTH B-1
# COS THETA IN COSTH B-1
# CALL ARCTAN

# OUTPUT
# ARCTAN THETA IN MPAC AND THETA B-0 IN RANGE -1/2 TO +1/2

ARCTAN  BOV
   CLROVFLW
CLROVFLW DLOAD DSQ
   SINTH
  PDDL DSQ
   COSTH
  DAD
  BZE SQRT
   ARCTANXX # ATAN=0/0  SET THETA=0
  BDDV BOV
   SINTH
   ATAN=90
  SR1 ASIN
  STORE THETA
  PDDL BMN
   COSTH
   NEGCOS
  DLOAD RVQ
NEGCOS  DLOAD DCOMP
  BPL DAD
   NEGOUT
   DP1/2
ARCTANXX STORE THETA
  RVQ

NEGOUT  DSU GOTO
   DP1/2
   ARCTANXX
ATAN=90  DLOAD SIGN
   LODP1/4
   SINTH
  STORE THETA
  RVQ

2DZERO  = DPZERO

# Page 1241
# ***** SETGAMMA SUBROUTINE *****
# SUBROUTINE TO SET GAMMA FOR THE LAT-LONG AND LALOTORV SUBROUTINES

# GAMMA = B**2/A**2 FOR EARTH (B-1)
# GAMMA = 1 FOR MOON (B-1)

# CALLING SEQUENCE
#  L CALL
#  L+1 SETGAMMA

# INPUT
#  LUNAFLAG=0 FOR EARTH,=1 FOR MOON

# OUTPUT
#  GAMMA IN GAMRP (B-1)

SETGAMMA DLOAD BOFF  # BRANCH FOR EARTH
   B2/A2  # EARTH GAMMA
   LUNAFLAG
   SETGMEX
  SLOAD
   1B1  # MOON GAMMA
SETGMEX  STORE GAMRP
  RVQ
GAMRP  = 8D

# Page 1242
# ***** SETRE SUBROUTINE *****
# SUBROUTINE TO SET RE (EARTH OR MOON RADIUS)

# RE= RM FOR MOON
# RE= RREF FOR FIXED EARTH RADIUS OR COMPUTED RF FOR FISCHER ELLIPSOID

# CALLING SEQUENCE
# L CALL
# L+1 SETRE

# SUBROUTINES USED
# GETERAD

# INPUT
# ERADFLAG=0 FOR FIXED RE, 1 FOR COMPUTED RE
# ALPHAV +4= 1/2 SINL IF GETERAD IS CALLED
# LUNAFLAG=0 FOR EARTH,=1 FOR MOON

# OUTPUT
# ERADM= 504RM FOR MOON (METERS B-29)
# ERADM= ERAD OR COMPUTED RF FOR EARTH (METERS B-29)

SETRE  STQ DLOAD
   SETREX
   504RM
  BON DLOAD  # BRANCH FOR MOON
   LUNAFLAG
   TSTRLSRM
   ERAD
  BOFF CALL  # ERADFLAG=0 FOR FIXED RE,1 FOR COMPUTED
   ERADFLAG
   SETRXX
   GETERAD
SETRXX  STCALL ERADM  # EXIT WITH RE OR RM METERS B-29
   SETREX
TSTRLSRM BON VLOAD  # ERADFLAG=0,SET R0=RLS
   ERADFLAG #         =1      R0=RM
   SETRXX
   RLS
  ABVAL SR2R  # SCALE FROM B-27 TO B-29
  GOTO
   SETRXX
SETREX  = S2
504RM  2DEC 1738090 B-29 # METERS B-29 (MOON RADIUS)