# Copyright: Public domain.
# Filename: PLANETARY_INERTIAL_ORIENTATION.agc
# Purpose: Part of the source code for Luminary 1A build 099.
# It is part of the source code for the Lunar Module's (LM)
# Apollo Guidance Computer (AGC), for Apollo 11.
#
# Assembler: yaYUL
# Contact: Jim Lawton <jim.lawton@gmail.com>
# Website: www.ibiblio.org/apollo.
# Pages: 1140-1148
# Mod history: 2009-05-28 JVL Updated from 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 001 of AGC program LMY99 by NASA 2021112-061
#    16:27 JULY 14, 1969

# Page 1140
# ..... RP-TO-R SUBROUTINE .....
# SUBROUTINE TO CONVERT RP (VECTOR IN PLANETARY COORDINATE SYSTEM,EITHER
#  EARTH-FIXED OR MOON-FIXED) TO R (SAME VECTOR IN THE BASIC REF. SYSTEM)
#
#  R=MT(T)*(RP+LPXRP)  MT= M MATRIX TRANSPOSE
#
# CALLING SEQUENCE
#  L    CALL
#  L+1   RP-TO-R
#
# SUBROUTINES USED
#  EARTHMX,MOONMX,EARTHL
#
#    ITEMS AVAILABLE FROM LAUNCH DATA
#     504LM= THE LIBRATION VECTOR L OF THE MOON AT TIME TIMSUBL,EXPRESSED
#     IN THE MOON-FIXED COORD. SYSTEM RADIANS  B0
# ITEMS NECESSARY FOR SUBR. USED (SEE DESCRIPTION OF SUBR.)
#
# INPUT
#  MPAC= 0 FOR EARTH,NON-ZERO FOR MOON
#  0-5D= RP VECTOR
#  6-7D= TIME
#
# OUTPUT
#  MPAC= R VECTOR METERS B-29 FOR EARTH, B-27 FOR MOON

  SETLOC PLANTIN1
  BANK

  COUNT* $$/LUROT

RP-TO-R  STQ BHIZ
   RPREXIT
   RPTORA
  CALL   # COMPUTE M MATRIX FOR MOON
   MOONMX  # LP=LM FOR MOON  RADIANS B0
  VLOAD
   504LM
RPTORB  VXV VAD
   504RPR
   504RPR
  VXM GOTO
   MMATRIX  # MPAC=R=MT(T)*(RP+LPXRP)
   RPRPXXXX # RESET PUSHLOC TO 0 BEFORE EXITING
RPTORA  CALL   # EARTH COMPUTATIONS
   EARTHMX  # M MATRIX B-1
  CALL
   EARTHL  # L VECTOR RADIANS B0
  MXV VSL1  # LP=M(T)*L  RAD B-0
   MMATRIX
# Page 1141
  GOTO
   RPTORB
  SETLOC PLANTIN
  BANK
  COUNT* $$/LUROT

# Page 1142
# ..... R-TO-RP SUBROUTINE .....
# SUBROUTINE TO CONVERT R (VECTOR IN REFERENCE COORD. SYSTEM) TO RP
#  (VECTOR IN PLANETARY COORD SYSTEM) EITHER EARTH-FIXED OR MOON-FIXED
#
#  RP=M(T)*(R-LXR)
#
# CALLING SEQUENCE
#  L    CALL
#  L+1   R-TO-RP
#
# SUBROUTINES USED
#  EARTHMX,MOONMX,EARTHL
#
# INPUT
#  MPAC= 0 FOR EARTH, NON-ZERO FOR MOON
#  0-5D= R VECTOR
#  6-7D= TIME
#
#    ITEMS AVAILABLE FROM LAUNCH DATA
#     504LM= THE LIBRATION VECTOR L OF THE MOON AT TIME TIMSUBL,EXPRESSED
#     IN THE MOON-FIXED COORD. SYSTEM RADIANS B0
# ITEMS NECESSARY FOR SUBROUTINES USED (SEE DESCRIPTION OF SUBR.)
#
# OUTPUT
#  MPAC=RP VECTOR METERS B-29 FOR EARTH, B-27 FOR MOON

R-TO-RP  STQ BHIZ
   RPREXIT
   RTORPA
  CALL
   MOONMX
  VLOAD VXM
   504LM  # LP=LM
   MMATRIX
  VSL1   #  L=MT(T)*LP  RADIANS B0
RTORPB  VXV BVSU
   504RPR
   504RPR
  MXV   # M(T)*(R-LXR) B-2
   MMATRIX
RPRPXXXX VSL1 SETPD
   0D
  GOTO
   RPREXIT
RTORPA  CALL   # EARTH COMPUTATIONS
   EARTHMX
  CALL
   EARTHL
  GOTO   # MPAC=L=(-AX,-AY,0) RAD B-0
   RTORPB

# Page 1143
# ..... MOONMX SUBROUTINE .....
# SUBROUTINE TO COMPUTE THE TRANSFORMATION MATRIX M FOR THE MOON
#
# CALLING SEQUENCE
#  L    CALL
#  L+1   MOONMX
#
# SUBROUTINES USED
#  NEWANGLE
#
# INPUT
#  6-7D= TIME
#    ITEMS AVAILABLE FROM LAUNCH DATA
#     BSUBO,BDOT
#     TIMSUBO,NODIO,NODDOT,FSUBO,FDOT
#     COSI= COS(I) B-1
#     SINI= SIN(I) B-1
# I  IS THE ANGLE BETWEEN THE MEAN LUNAR EQUATORIAL PLANE AND THE
# PLANE OF THE ECLIPTIC  (1 DEGREE  32.1 MINUTES)
#
# OUTPUT
#  MMATRIX= 3X3 M MATRIX B-1   (STORED IN VAC AREA)

MOONMX  STQ SETPD
   EARTHMXX
   8D
  AXT,1   # B REQUIRES SL 0, SL 5 IN NEWANGLE
   5
  DLOAD PDDL  # PD 10D     8-9D=BSUBO
   BSUBO  #     10-11D= BDOT
   BDOT
  PUSH CALL  # PD 12D
   NEWANGLE # EXIT WITH PD 8D AND MPAC= B  REVS B0
  PUSH COS  # PD 10D
  STODL COB  # PD 8D    COS(B) B-1
  SIN   #    SIN(B) B-1
  STODL SOB  #           SETUP INPUT FOR NEWANGLE
   FSUBO  #        8-9D=FSUBO
  PDDL PUSH  # PD 10D THEN 12D   10-11D=FDOT
   FDOT
  AXT,1 CALL  # F REQUIRES SL 1, SL 6 IN NEWANGLE
   4
   NEWANGLE # EXIT WITH PD 8D AND MPAC= F REVS B0
  STODL AVECTR +2 # SAVE F TEMP
   NODIO  # 8-9D=NODIO
  PDDL PUSH  # PD 10D THEN 12D     10-11D=NODDOT
   NODDOT  # MPAC=T
  AXT,1 CALL  # NODE REQUIRES SL 0, SL 5 IN NEWANGLE
   5
   NEWANGLE # EXIT WITH PD 8D AND MPAC= NODI REVS B0
# Page 1144
  PUSH COS  # PD 10D   8-9D= NODI  REVS  B0
  PUSH   # PD 12D 10-11D= COS(NODI)  B-1
  STORE AVECTR
  DMP SL1R
   COB  #   COS(NODI)    B-1
  STODL BVECTR +2 # PD 10D   20-25D=AVECTR= COB*SIN(NODI)
  DMP SL1R  #   SOB*SIN(NODI)
   SOB
  STODL BVECTR +4 # PD 8D
  SIN PUSH  # PD 10D  -SIN(NODI)   B-1
  DCOMP   #          26-31D=BVECTR= COB*COS(NODI)
  STODL BVECTR  # PD 8D   SOB*COS(NODI)
   AVECTR +2 # MOVE F FROM TEMP LOC. TO 504F
  STODL 504F
  DMP SL1R
   COB
  GOTO
   MOONMXA

  BANK 25
  SETLOC PLANTIN3
  BANK
  COUNT* $$/LUROT

MOONMXA  STODL AVECTR +2
   SINNODI  # 8-9D=SIN(NODI)  B-1
  DMP SL1R
   SOB
  STODL AVECTR +4 #    0
   HI6ZEROS #   8-13D= CVECTR= -SOB  B-1
  PDDL DCOMP  # PD 10D   COB
   SOB
  PDDL PDVL  # PD 12D THEN PD 14D
   COB
   BVECTR
  VXSC PDVL  # PD 20D  BVECTR*SINI  B-2
   SINI
   CVECTR
  VXSC VAD  # PD 14D  CVECTR*COSI  B-2
   COSI
  VSL1
  STOVL MMATRIX +12D # PD 8D  M2=BVECTR*SINI+CVECTR*COSI  B-1
  VXSC PDVL  # PD 14D
   SINI  #  CVECTR*SINI  B-2
   BVECTR
  VXSC VSU  # PD 8D  BVECTR*COSI  B-2
   COSI
  VSL1 PDDL  # PD 14D
   504F  # 8-13D=DVECTR=BVECTR*COSI-CVECTR*SINI B-1
  COS VXSC
# Page 1145
   DVECTR
  PDDL SIN  # PD 20D  14-19D= DVECTR*COSF  B-2
   504F
  VXSC VSU  # PD 14D   AVECTR*SINF  B-2
   AVECTR
  VSL1
  STODL MMATRIX +6 # M1= AVECTR*SINF-DVECTR*COSF  B-1
   504F
  SIN VXSC  # PD 8D
  PDDL COS  # PD 14D  8-13D=DVECTR*SINF B-2
   504F
  VXSC VAD  # PD 8D AVECTR*COSF B-2
   AVECTR
  VSL1 VCOMP
  STCALL MMATRIX  # M0= -(AVECTR*COSF+DVECTR*SINF)  B-1
   EARTHMXX
# COMPUTE X=X0+(XDOT)(T+T0)
# 8-9D= X0 (REVS B-0),PUSHLOC SET AT 12D
# 10-11D=XDOT (REVS/CSEC) SCALED B+23 FOR WEARTH,B+28 FOR NODDOT AND BDOT
#   AND B+27 FOR FDOT
#  X1=DIFFERENCE IN 23 AND SCALING OF XDOT,=0 FOR WEARTH,5 FOR NODDOT AND
#    BDOT AND 4 FOR FDOT
# 6-7D=T (CSEC B-28), TIMSUBO= (CSEC B-42 TRIPLE PREC.)

NEWANGLE DLOAD SR  # ENTER PD 12D
   6D
   14D
  TAD TLOAD  # CHANGE MODE TO TP
   TIMSUBO
   MPAC
  STODL TIMSUBM  # T+T0 CSEC B-42
   TIMSUBM +1
  DMP   # PD 10D  MULT BY XDOT IN 10-11D
  SL* DAD  # PD 8D   ADD X0 IN 8-9D AFTER SHIFTING
   5,1  #   SUCH THAT SCALING IS B-0
  PUSH SLOAD  # PD 10D SAVE PARTIAL (X0+XDOT*T) IN 8-9D
   TIMSUBM
  SL DMP
   9D
   10D  # XDOT
  SL* DAD  # PD 8D   SHIFT SUCH THAT THIS PART OF X
   10D,1  #   IS SCALED REVS/CSEC B-0
  BOV   # TURN OFF OVERFLOW IF SET BY SHIFT
   +1  # INSTRUCTION BEFORE EXITING
  RVQ   # MPAC=X= X0+(XDOT)(T+T0)  REVS B0

# Page 1146
# ..... EARTHMX SUBROUTINE .....
# SUBROUTINE TO COMPUTE THE TRANSFORMATION MATRIX M FOR THE EARTH
#
# CALLING SEQUENCE
#  L    CALL
#  L+1   EARTHMX
#
# SUBROUTINE USED
#  NEWANGLE
#
# INPUT
#    INPUT AVAILABLE FROM LAUNCH DATA   AZO  REVS B-0
#   TEPHEM  CSEC B-42
#  6-7D= TIME CSEC B-28
#
# OUTPUT
#  MMATRIX= 3X3 M MATRIX B-1   (STORED IN VAC AREA)

  BANK 26
  SETLOC PLANTIN1
  BANK
  COUNT* $$/LUROT

EARTHMX  STQ SETPD  # SET 8-9D=AZO
   EARTHMXX
   8D  # 10-11D=WEARTH
  AXT,1   # FOR SL 5, AND SL 10  IN NEWANGLE
   0
  DLOAD PDDL  #   LEAVING PD SET AT 12D FOR NEWANGLE
   AZO
   WEARTH
  PUSH CALL
   NEWANGLE
  SETPD PUSH  # 18-19D=504AZ
   18D  #      COS(AZ) SIN(AZ) 0
  COS PDDL  # 20-37D=  MMATRIX= -SIN(AZ) COS(AZ) 0 B-1
   504AZ  #       0       0      1
  SIN PDDL
   HI6ZEROS
  PDDL SIN
   504AZ
  DCOMP PDDL
   504AZ
  COS PDVL
   HI6ZEROS
  PDDL PUSH
   HIDPHALF
  GOTO
   EARTHMXX

# Page 1147
# ..... EARTHL SUBROUTINE .....
# SUBROUTINE TO COMPUTE L VECTOR FOR EARTH
#
# CALLING SEQUENCE
#  L    CALL
#  L+1   EARTHL
#
# INPUT
#  AXO,AYO SET AT LAUNCH TIME WITH AYO IMMEDIATELY FOLLOWING AXO IN CORE
#
# OUTPUT
#     -AX
#   MPAC=   -AY    RADIANS B-0
#       0

  BANK 06
  SETLOC EARTHLOC
  BANK
  COUNT* $$/LUROT

EARTHL  DLOAD DCOMP
   AXO
  STODL 504LPL
   -AYO
  STODL 504LPL +2
   LO6ZEROS
  STOVL 504LPL +4
   504LPL
  RVQ

# Page 1148
# CONSTANTS AND ERASABLE ASSIGNMENTS
1B1  = DP1/2  # 1  SCALED B-1
RPREXIT  = S1  # R-TO-RP AND RP-TO-R SUBR EXIT
EARTHMXX = S2  # EARTHMX,MOONMX SUBR. EXITS
504RPR  = 0D  # 6 REGS  R OR RP VECTOR
SINNODI  = 8D  # 2   SIN(NODI)
DVECTR  = 8D  # 6   D VECTOR MOON
CVECTR  = 8D  # 6   C VECTR MOON
504AZ  = 18D  # 2  AZ
TIMSUBM  = 14D  # 3   TIME SUB M (MOON) T+T0 IN GETAZ
504LPL  = 14D  # 6   L OR LP VECTOR
AVECTR  = 20D  # 6   A VECTOR (MOON)
BVECTR  = 26D  # 6   B VECTOR (MOON)
MMATRIX  = 20D  # 18   M MATRIX
COB  = 32D  # 2   COS(B) B-1
SOB  = 34D  # 2   SIN(B) B-1
504F  = 6D  # 2   F (MOON)