#include "astro.h"

double k1, k2, k3, k4;
double mnom, msun, noded, dmoon;

void
moon(void)
{
       Moontab *mp;
       double dlong, lsun, psun;
       double eccm, eccs, chp, cpe;
       double v0, t0, m0, j0;
       double arg1, arg2, arg3, arg4, arg5, arg6, arg7;
       double arg8, arg9, arg10;
       double dgamma, k5, k6;
       double lterms, sterms, cterms, nterms, pterms, spterms;
       double gamma1, gamma2, gamma3, arglat;
       double xmp, ymp, zmp;
       double obl2;

/*
*      the fundamental elements - all referred to the epoch of
*      Jan 0.5, 1900 and to the mean equinox of date.
*/

       dlong = 270.434164 + 13.1763965268*eday - .001133*capt2
                + 2.e-6*capt3;
       argp = 334.329556 + .1114040803*eday - .010325*capt2
                - 12.e-6*capt3;
       node = 259.183275 - .0529539222*eday + .002078*capt2
                + 2.e-6*capt3;
       lsun = 279.696678 + .9856473354*eday + .000303*capt2;
       psun = 281.220833 + .0000470684*eday + .000453*capt2
                + 3.e-6*capt3;

       dlong = fmod(dlong, 360.);
       argp = fmod(argp, 360.);
       node = fmod(node, 360.);
       lsun = fmod(lsun, 360.);
       psun = fmod(psun, 360.);

       eccm = 22639.550;
       eccs = .01675104 - .00004180*capt;
       incl = 18461.400;
       cpe = 124.986;
       chp = 3422.451;

/*
*      some subsidiary elements - they are all longitudes
*      and they are referred to the epoch 1/0.5 1900 and
*      to the fixed mean equinox of 1850.0.
*/

       v0 = 342.069128 + 1.6021304820*eday;
       t0 =  98.998753 + 0.9856091138*eday;
       m0 = 293.049675 + 0.5240329445*eday;
       j0 = 237.352319 + 0.0830912295*eday;

/*
*      the following are periodic corrections to the
*      fundamental elements and constants.
*      arg3 is the "Great Venus Inequality".
*/

       arg1 = 41.1 + 20.2*(capt+.5);
       arg2 = dlong - argp + 33. + 3.*t0 - 10.*v0 - 2.6*(capt+.5);
       arg3 = dlong - argp + 151.1 + 16.*t0 - 18.*v0 - (capt+.5);
       arg4 = node;
       arg5 = node + 276.2 - 2.3*(capt+.5);
       arg6 = 313.9 + 13.*t0 - 8.*v0;
       arg7 = dlong - argp + 112.0 + 29.*t0 - 26.*v0;
       arg8 = dlong + argp - 2.*lsun + 273. + 21.*t0 - 20.*v0;
       arg9 = node + 290.1 - 0.9*(capt+.5);
       arg10 = 115. + 38.5*(capt+.5);
       arg1 *= radian;
       arg2 *= radian;
       arg3 *= radian;
       arg4 *= radian;
       arg5 *= radian;
       arg6 *= radian;
       arg7 *= radian;
       arg8 *= radian;
       arg9 *= radian;
       arg10 *= radian;

       dlong +=
                  (0.84 *sin(arg1)
                +  0.31 *sin(arg2)
                + 14.27 *sin(arg3)
                +  7.261*sin(arg4)
                +  0.282*sin(arg5)
                +  0.237*sin(arg6)
                +  0.108*sin(arg7)
                +  0.126*sin(arg8))/3600.;

       argp +=
                (- 2.10 *sin(arg1)
                -  0.118*sin(arg3)
                -  2.076*sin(arg4)
                -  0.840*sin(arg5)
                -  0.593*sin(arg6))/3600.;

       node +=
                  (0.63*sin(arg1)
                +  0.17*sin(arg3)
                + 95.96*sin(arg4)
                + 15.58*sin(arg5)
                +  1.86*sin(arg9))/3600.;

       t0 +=
                (- 6.40*sin(arg1)
                -  1.89*sin(arg6))/3600.;

       psun +=
                  (6.40*sin(arg1)
                +  1.89*sin(arg6))/3600.;

       dgamma = -  4.318*cos(arg4)
                -  0.698*cos(arg5)
                -  0.083*cos(arg9);

       j0 +=
                  0.33*sin(arg10);

/*
*      the following factors account for the fact that the
*      eccentricity, solar eccentricity, inclination and
*      parallax used by Brown to make up his coefficients
*      are both wrong and out of date.  Brown did the same
*      thing in a different way.
*/

       k1 = eccm/22639.500;
       k2 = eccs/.01675104;
       k3 = 1. + 2.708e-6 + .000108008*dgamma;
       k4 = cpe/125.154;
       k5 = chp/3422.700;

/*
*      the principal arguments that are used to compute
*      perturbations are the following differences of the
*      fundamental elements.
*/

       mnom = dlong - argp;
       msun = lsun - psun;
       noded = dlong - node;
       dmoon = dlong - lsun;

/*
*      solar terms in longitude
*/

       lterms = 0.0;
       mp = moontab;
       for(;;) {
               if(mp->f == 0.0)
                       break;
               lterms += sinx(mp->f,
                       mp->c[0], mp->c[1],
                       mp->c[2], mp->c[3], 0.0);
               mp++;
       }
       mp++;

/*
*      planetary terms in longitude
*/

       lterms += sinx(0.822, 0,0,0,0, t0-v0);
       lterms += sinx(0.307, 0,0,0,0, 2.*t0-2.*v0+179.8);
       lterms += sinx(0.348, 0,0,0,0, 3.*t0-2.*v0+272.9);
       lterms += sinx(0.176, 0,0,0,0, 4.*t0-3.*v0+271.7);
       lterms += sinx(0.092, 0,0,0,0, 5.*t0-3.*v0+199.);
       lterms += sinx(0.129, 1,0,0,0, -t0+v0+180.);
       lterms += sinx(0.152, 1,0,0,0, t0-v0);
       lterms += sinx(0.127, 1,0,0,0, 3.*t0-3.*v0+180.);
       lterms += sinx(0.099, 0,0,0,2, t0-v0);
       lterms += sinx(0.136, 0,0,0,2, 2.*t0-2.*v0+179.5);
       lterms += sinx(0.083, -1,0,0,2, -4.*t0+4.*v0+180.);
       lterms += sinx(0.662, -1,0,0,2, -3.*t0+3.*v0+180.0);
       lterms += sinx(0.137, -1,0,0,2, -2.*t0+2.*v0);
       lterms += sinx(0.133, -1,0,0,2, t0-v0);
       lterms += sinx(0.157, -1,0,0,2, 2.*t0-2.*v0+179.6);
       lterms += sinx(0.079, -1,0,0,2, -8.*t0+6.*v0+162.6);
       lterms += sinx(0.073, 2,0,0,-2, 3.*t0-3.*v0+180.);
       lterms += sinx(0.643, 0,0,0,0, -t0+j0+178.8);
       lterms += sinx(0.187, 0,0,0,0, -2.*t0+2.*j0+359.6);
       lterms += sinx(0.087, 0,0,0,0, j0+289.9);
       lterms += sinx(0.165, 0,0,0,0, -t0+2.*j0+241.5);
       lterms += sinx(0.144, 1,0,0,0, t0-j0+1.0);
       lterms += sinx(0.158, 1,0,0,0, -t0+j0+179.0);
       lterms += sinx(0.190, 1,0,0,0, -2.*t0+2.*j0+180.0);
       lterms += sinx(0.096, 1,0,0,0, -2.*t0+3.*j0+352.5);
       lterms += sinx(0.070, 0,0,0,2, 2.*t0-2.*j0+180.);
       lterms += sinx(0.167, 0,0,0,2, -t0+j0+178.5);
       lterms += sinx(0.085, 0,0,0,2, -2.*t0+2.*j0+359.2);
       lterms += sinx(1.137, -1,0,0,2, 2.*t0-2.*j0+180.3);
       lterms += sinx(0.211, -1,0,0,2, -t0+j0+178.4);
       lterms += sinx(0.089, -1,0,0,2, -2.*t0+2.*j0+359.2);
       lterms += sinx(0.436, -1,0,0,2, 2.*t0-3.*j0+7.5);
       lterms += sinx(0.240, 2,0,0,-2, -2.*t0+2.*j0+179.9);
       lterms += sinx(0.284, 2,0,0,-2, -2.*t0+3.*j0+172.5);
       lterms += sinx(0.195, 0,0,0,0, -2.*t0+2.*m0+180.2);
       lterms += sinx(0.327, 0,0,0,0, -t0+2.*m0+224.4);
       lterms += sinx(0.093, 0,0,0,0, -2.*t0+4.*m0+244.8);
       lterms += sinx(0.073, 1,0,0,0, -t0+2.*m0+223.3);
       lterms += sinx(0.074, 1,0,0,0, t0-2.*m0+306.3);
       lterms += sinx(0.189, 0,0,0,0, node+180.);

/*
*      solar terms in latitude
*/

       sterms = 0;
       for(;;) {
               if(mp->f == 0)
                       break;
               sterms += sinx(mp->f,
                       mp->c[0], mp->c[1],
                       mp->c[2], mp->c[3], 0);
               mp++;
       }
       mp++;

       cterms = 0;
       for(;;) {
               if(mp->f == 0)
                       break;
               cterms += cosx(mp->f,
                       mp->c[0], mp->c[1],
                       mp->c[2], mp->c[3], 0);
               mp++;
       }
       mp++;

       nterms = 0;
       for(;;) {
               if(mp->f == 0)
                       break;
               nterms += sinx(mp->f,
                       mp->c[0], mp->c[1],
                       mp->c[2], mp->c[3], 0);
               mp++;
       }
       mp++;

/*
*      planetary terms in latitude
*/

       pterms =
                  sinx(0.215, 0,0,0,0, dlong);

/*
*      solar terms in parallax
*/

       spterms = 3422.700;
       for(;;) {
               if(mp->f == 0)
                       break;
               spterms += cosx(mp->f,
                       mp->c[0], mp->c[1],
                       mp->c[2], mp->c[3], 0);
               mp++;
       }

/*
*      planetary terms in parallax
*/

       spterms = spterms;

/*
*      computation of longitude
*/

       lambda = (dlong + lterms/3600.)*radian;

/*
*      computation of latitude
*/

       arglat = (noded + sterms/3600.)*radian;
       gamma1 = 18519.700 * k3;
       gamma2 = -6.241 * k3*k3*k3;
       gamma3 = 0.004 * k3*k3*k3*k3*k3;

       k6 = (gamma1 + cterms) / gamma1;

       beta = k6 * (gamma1*sin(arglat) + gamma2*sin(3.*arglat)
                + gamma3*sin(5.*arglat) + nterms)
                + pterms;
       if(flags['o'])
               beta -= 0.6;
       beta *= radsec;

/*
*      computation of parallax
*/

       spterms = k5 * spterms *radsec;
       hp = spterms + (spterms*spterms*spterms)/6.;

       rad = hp/radsec;
       rp = 1.;
       semi = .0799 + .272453*(hp/radsec);
       if(dmoon < 0.)
               dmoon += 360.;
       mag = dmoon/360.;

/*
*      change to equatorial coordinates
*/

       lambda += phi;
       obl2 = obliq + eps;
       xmp = rp*cos(lambda)*cos(beta);
       ymp = rp*(sin(lambda)*cos(beta)*cos(obl2) - sin(obl2)*sin(beta));
       zmp = rp*(sin(lambda)*cos(beta)*sin(obl2) + cos(obl2)*sin(beta));

       alpha = atan2(ymp, xmp);
       delta = atan2(zmp, sqrt(xmp*xmp+ymp*ymp));
       meday = eday;
       mhp = hp;

       geo();
}

double
sinx(double coef, int i, int j, int k, int m, double angle)
{
       double x;

       x = i*mnom + j*msun + k*noded + m*dmoon + angle;
       x = coef*sin(x*radian);
       if(i < 0)
               i = -i;
       for(; i>0; i--)
               x *= k1;
       if(j < 0)
               j = -j;
       for(; j>0; j--)
               x *= k2;
       if(k < 0)
               k = -k;
       for(; k>0; k--)
               x *= k3;
       if(m & 1)
               x *= k4;

       return x;
}

double
cosx(double coef, int i, int j, int k, int m, double angle)
{
       double x;

       x = i*mnom + j*msun + k*noded + m*dmoon + angle;
       x = coef*cos(x*radian);
       if(i < 0)
               i = -i;
       for(; i>0; i--)
               x *= k1;
       if(j < 0)
               j = -j;
       for(; j>0; j--)
               x *= k2;
       if(k < 0)
               k = -k;
       for(; k>0; k--)
               x *= k3;
       if(m & 1)
               x *= k4;

       return x;
}