Bestimmung der Zeitpunkte von Ereignissen
ulrich
2023-03-23 d20d989f5495492f1258c8313db7c19b429111a3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
/*
  Zeitrechnung - a class library to determine calendar events
  Copyright (c) 1984-2023 Ulrich Hilger, http://uhilger.de
 
  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  it under the terms of the GNU Affero General Public License as published by
  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  (at your option) any later version.
 
  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  GNU Affero General Public License for more details.
 
  You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
package de.uhilger.zeitrechnung.kalender;
 
import de.uhilger.zeitrechnung.Definition;
import de.uhilger.zeitrechnung.Ort;
import de.uhilger.zeitrechnung.Zeit;
 
/**
 * Abstrakte Basisklasse fuer Klassen, die ein Kalendersystem implementieren.
 * 
 * Hier sind neben allerlei relevanten Rechenmethoden die grundlegenden 
 * astronomischen Algorithmen für die Zeit- und Kalenderrechnung implementiert.
 * 
 * @author Ulrich Hilger
 */
public abstract class BasisKalender implements Zeitrechnung {
  
  /* Implementierung der Schnittstelle Zeitrechnung */
  
  @Override
  public long ganzzahlQuotient(double x, double y) {
    return (long) Math.floor(x / y);
  }
 
  @Override
  public long modulo(long x, long y) {
    return (long) (x - y * Math.floor((double) x / y));
  }
  
    public double modulo(double x, double y) {
        return x - y * Math.floor(x / y);
    }
 
  @Override
  public long tagNach(long datum, int t) {
    return tagAmOderNach(datum + 7, t);
  }
 
  @Override
  public long tagAmOderNach(long datum, int t) {
    return datum - wochentagVonGenerisch(datum - t);
  }
 
  @Override
  public long wochentagVonGenerisch(long datum) {
    return modulo(datum, 7);
  }
    
  @Override
    public long nterTag(int n, int t, long datum) {
        return n > 0 ?
            tagVor(datum, t) + 7 * n :
            tagNach(datum, t) + 7 * n;
    }
  
  @Override
    public long tagVor(long datum, int t) {
        return tagAmOderVor(datum - 1, t);
    }
 
  @Override
    public long tagAmOderVor(long datum, int t) {
        return datum - wochentagVonGenerisch(datum - t);
    }
 
  @Override
    public long letzterTag(int t, long datum) {
        return nterTag(-1, t, datum);
    }
  
  /* ----- */
  
    public double moduloAngepasst(double x, double y) {
        return y + modulo(x, -y);
    }
  
  /* ---- Zeit ----- */
  
    public double zuMoment(int stunde, int minute, double sekunde) {
        return stunde / 24d + minute / (24d * 60) + sekunde / (24d * 60 * 60);
    }
  
  public double zuMoment(Zeit z) {
    return BasisKalender.this.zuMoment(z.getStunde(), z.getMinute(), z.getSekunde());
  }
 
    public Zeit vonMoment(double t) {
    Zeit z = new Zeit();
        z.setStunde((int)Math.floor(modulo(t * 24, 24)));
        z.setMinute((int)Math.floor(modulo(t * 24 * 60, 60)));
        z.setSekunde(modulo(t * 24 * 60 * 60, 60));
    return z;
    }  
    
  /* ----------- Mond ----------- */
  
  /** durchschnittliche Dauer eines Mondphasenzyklus (synodischer Monat) in Tagen */
    public static final double MITTLERER_SYNODISCHER_MONAT = 29.530588853;
  
    public double mondphase(double t) {
        return modulo(mondLaenge(t) - solareLaenge(t), 360);
    }
    
    public double mondHoehe(double t, Ort ort) {
        double phi = ort.getBreite();
        double psi = ort.getLaenge();
        double varepsilon = schiefstand(t);
        double lambda = mondLaenge(t);
        double beta = mondBreite(t);
        double alpha = arcTanGrad(
            (sinGrad(lambda) * kosGrad(varepsilon) - tanGrad(beta) * sinGrad(varepsilon)) /
            kosGrad(lambda),
            (int)ganzzahlQuotient(lambda, (double) (90)) + 1
        );
        double delta = arcSinGrad(sinGrad(beta) * kosGrad(varepsilon) +
            kosGrad(beta) * sinGrad(varepsilon) * sinGrad(lambda));
        double theta0 = siderischVonMoment(t);
        double capH = modulo(theta0 + psi - alpha, 360);
        double altitude = arcSinGrad(sinGrad(phi) * sinGrad(delta) + kosGrad(phi) * kosGrad(delta) * kosGrad(capH));
        return modulo(altitude + (double) (180), 360) - (double) (180);
    }
  
    public double mondLaenge(double t) {
        double c = julJahrhunderte(t);
        double meanMoon = grad(poly(c, llon.coeffMeanMoon));
        double elongation = grad(poly(c, llon.coeffElongation));
        double solarAnomaly = grad(poly(c, llon.coeffSolarAnomaly));
        double lunarAnomaly = grad(poly(c, llon.coeffLunarAnomaly));
        double moonNode = grad(poly(c, llon.coeffMoonNode));
        double capE = poly(c, llon.coeffCapE);
        double sigma = 0;
        for(int i = 0; i < llon.argsLunarElongation.length; ++i) {
            double x = llon.argsSolarAnomaly[i];
            sigma += llon.sineCoefficients[i] *
                Math.pow(capE, Math.abs(x)) *
                sinGrad(    llon.argsLunarElongation[i] * elongation + 
                    x * solarAnomaly +
                    llon.argsLunarAnomaly[i] * lunarAnomaly +
                    llon.argsMoonFromNode[i] * moonNode);
        }
        double correction = ((double) (1) / 1000000) * sigma;
        double venus = ((double) (3958) / 1000000) * sinGrad(119.75 + c * 131.849);
        double jupiter = ((double) (318) / 1000000) * sinGrad(53.09 + c * 479264.29);
        double flatEarth = ((double) (1962) / 1000000) * sinGrad(meanMoon - moonNode);
        return modulo(meanMoon + correction + venus + jupiter + flatEarth + nutation(t), 360);
    }
    private static class llon {
        private static final double[] coeffMeanMoon = new double[] {218.3164591, 481267.88134236, -0.0013268, 1d/538841, -1d/65194000};
        private static final double[] coeffElongation = new double[] {297.8502042, 445267.1115168, -0.00163, 1d/545868, -1d/113065000};
        private static final double[] coeffSolarAnomaly = new double[] {357.5291092, 35999.0502909, -0.0001536, 1d/24490000};
        private static final double[] coeffLunarAnomaly = new double[] {134.9634114, 477198.8676313, 0.008997, 1d/69699, -1d/14712000};
        private static final double[] coeffMoonNode = new double[] {93.2720993, 483202.0175273, -0.0034029, -1d/3526000, 1d/863310000};
        private static final double[] coeffCapE = new double[] {1, -0.002516, -0.0000074};
        private static final byte[] argsLunarElongation = new byte[] {
            0, 2, 2, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 0, 1, 0, 2, 0, 0, 4, 0, 4, 2, 2, 1,
            1, 2, 2, 4, 2, 0, 2, 2, 1, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 4, 0, 3, 2, 4, 0, 2,
            2, 2, 4, 0, 4, 1, 2, 0, 1, 3, 4, 2, 0, 1, 2
        };
        private static final byte[] argsSolarAnomaly = new byte[] {
            0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1, 0, -1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
            0, 1, -1, 0, 0, 0, 1, 0, -1, 0, -2, 1, 2, -2, 0, 0, -1, 0, 0, 1,
            -1, 2, 2, 1, -1, 0, 0, -1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, -1, 2, 1, 0
        };
        private static final byte[] argsLunarAnomaly = new byte[] {
            1, -1, 0, 2, 0, 0, -2, -1, 1, 0, -1, 0, 1, 0, 1, 1, -1, 3, -2,
            -1, 0, -1, 0, 1, 2, 0, -3, -2, -1, -2, 1, 0, 2, 0, -1, 1, 0,
            -1, 2, -1, 1, -2, -1, -1, -2, 0, 1, 4, 0, -2, 0, 2, 1, -2, -3,
            2, 1, -1, 3
        };
        private static final byte[] argsMoonFromNode = new byte[] {
            0, 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -2, 2, -2, 0, 0, 0, 0, 0,
            0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -2, 2, 0, 2, 0, 0, 0, 0,
            0, 0, -2, 0, 0, 0, 0, -2, -2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
        };
        private static final int[] sineCoefficients = new int[] {
            6288774, 1274027, 658314, 213618, -185116, -114332,
            58793, 57066, 53322, 45758, -40923, -34720, -30383,
            15327, -12528, 10980, 10675, 10034, 8548, -7888,
            -6766, -5163, 4987, 4036, 3994, 3861, 3665, -2689,
            -2602, 2390, -2348, 2236, -2120, -2069, 2048, -1773,
            -1595, 1215, -1110, -892, -810, 759, -713, -700, 691,
            596, 549, 537, 520, -487, -399, -381, 351, -340, 330,
            327, -323, 299, 294
        };
    }
 
    // aus "Astronomical Algorithms" von Jean Meeus,
    // Willmann-Bell, Inc., 1998.
 
    public double mondBreite(double t) {
        double c = julJahrhunderte(t);
        double longitude = grad(poly(c, llat.coeffLongitude));
        double elongation = grad(poly(c, llat.coeffElongation));
        double solarAnomaly = grad(poly(c, llat.coeffSolarAnomaly));
        double lunarAnomaly = grad(poly(c, llat.coeffLunarAnomaly));
        double moonNode = grad(poly(c, llat.coeffMoonNode));
        double capE = poly(c, llat.coeffCapE);
        double latitude = 0;
        for(int i = 0; i < llat.argsLunarElongation.length; ++i) {
            double x = llat.argsSolarAnomaly[i];
            latitude += llat.sineCoefficients[i] *
                Math.pow(capE, Math.abs(x)) *
                sinGrad(    llat.argsLunarElongation[i] * elongation + 
                    x * solarAnomaly +
                    llat.argsLunarAnomaly[i] * lunarAnomaly +
                    llat.argsMoonNode[i] * moonNode);
        }
        latitude *= (double) (1) / 1000000;
        double venus = ((double) (175) / 1000000) * (sinGrad((double) (119.75) + c * 131.849 + moonNode) + sinGrad((double) (119.75) + c * 131.849 - moonNode));
        double flatEarth = ((double) (-2235) / 1000000) * sinGrad(longitude) +
            ((double) (127) / 1000000) * sinGrad(longitude - lunarAnomaly) +
            ((double) (-115) / 1000000) * sinGrad(longitude + lunarAnomaly);
        double extra = ((double) (382) / 1000000) * sinGrad((double) (313.45) + c * (double) (481266.484));
        return modulo(latitude + venus + flatEarth + extra, 360);
    }
    private static class llat {
        private static final double[] coeffLongitude = new double[] {218.3164591, 481267.88134236, -0.0013268, 1d/538841, -1d/65194000};
        private static final double[] coeffElongation = new double[] {297.8502042, 445267.1115168, -0.00163, 1d/545868, -1d/113065000};
        private static final double[] coeffSolarAnomaly = new double[] {357.5291092, 35999.0502909, -0.0001536, 1d/24490000};
        private static final double[] coeffLunarAnomaly = new double[] {134.9634114, 477198.8676313, 0.008997, 1d/69699, -1d/14712000};
        private static final double[] coeffMoonNode = new double[] {93.2720993, 483202.0175273, -0.0034029, -1d/3526000, 1d/863310000};
        private static final double[] coeffCapE = new double[] {1, -0.002516, -0.0000074};
        private static final byte[] argsLunarElongation = new byte[] {
            0, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 0, 2, 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0, 4, 0, 0, 0,
            1, 0, 0, 0, 1, 0, 4, 4, 0, 4, 2, 2, 2, 2, 0, 2, 2, 2, 2, 4, 2, 2,
            0, 2, 1, 1, 0, 2, 1, 2, 0, 4, 4, 1, 4, 1, 4, 2};
        private static final byte[] argsSolarAnomaly = new byte[] {
            0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1, 0, 0, 1, -1, -1, -1, 1, 0, 1,
            0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
            0, -1, -2, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, -1, 1, 0, -1, 0, 0, 0, -1, -2};
        private static final byte[] argsLunarAnomaly = new byte[] {
            0, 1, 1, 0, -1, -1, 0, 2, 1, 2, 0, -2, 1, 0, -1, 0, -1, -1, -1,
            0, 0, -1, 0, 1, 1, 0, 0, 3, 0, -1, 1, -2, 0, 2, 1, -2, 3, 2, -3,
            -1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, -2, -1, 1, -2, 2, -2, -1, 1, 1, -2,
            0, 0};
        private static final byte[] argsMoonNode = new byte[] {
            1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, -1,
            -1, 1, 3, 1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, -3, 1, -3, -1, -1, 1,
            -1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 3, -1, -1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1,
            -1, -1, -1, -1, -1, 1};
        private static final int[] sineCoefficients = new int[] {
            5128122, 280602, 277693, 173237, 55413, 46271, 32573,
            17198, 9266, 8822, 8216, 4324, 4200, -3359, 2463, 2211,
            2065, -1870, 1828, -1794, -1749, -1565, -1491, -1475,
            -1410, -1344, -1335, 1107, 1021, 833, 777, 671, 607,
            596, 491, -451, 439, 422, 421, -366, -351, 331, 315,
            302, -283, -229, 223, 223, -220, -220, -185, 181,
            -177, 176, 166, -164, 132, -119, 115, 107};
    }
  
    public double arcTanGrad(double x, int quad) {
        double alpha = bogenmassZuGrad(Math.atan(x));
        return modulo(quad == 1 || quad == 4 ? alpha : alpha + (double) (180), 360);
    }
  
    public double siderischVonMoment(double t) {
        double c = (t - j2000()) / 36525;
        return modulo(poly(c, sfm.siderealCoeff), 360);
    }
    private static class sfm {
        private static final double[] siderealCoeff = new double[] {280.46061837, 36525 * 360.98564736629, 0.000387933, 1d/38710000};
    }
 
    public double neumondNach(double tee) {
        return nterNeumond(1 + Math.round(tee / MITTLERER_SYNODISCHER_MONAT - mondphase(tee) / (double) (360)));
    }
    
    public double neumondVor(double tee) {
        return nterNeumond(Math.round(tee / MITTLERER_SYNODISCHER_MONAT - mondphase(tee) / (double) (360)));
    }
 
    public double nterNeumond(long n) {
        double k = n - 24724;
        double c = k / 1236.85;
        double approx = poly(c, nm.coeffApprox);
        double capE = poly(c, nm.coeffCapE);
        double solarAnomaly = poly(c, nm.coeffSolarAnomaly);
        double lunarAnomaly = poly(c, nm.coeffLunarAnomaly);
        double moonArgument = poly(c, nm.coeffMoonArgument);
        double capOmega = poly(c, nm.coeffCapOmega);
        double correction = -0.00017 * sinGrad(capOmega);
        for(int ix = 0; ix < nm.sineCoeff.length; ++ix) {
            correction += nm.sineCoeff[ix] * Math.pow(capE, nm.EFactor[ix]) *
                sinGrad(nm.solarCoeff[ix] * solarAnomaly +
                    nm.lunarCoeff[ix] * lunarAnomaly +
                    nm.moonCoeff[ix] * moonArgument);
        }
        double additional = 0;
        for(int ix = 0; ix < nm.addConst.length; ++ix) {
            additional += nm.addFactor[ix] *
                sinGrad(nm.addConst[ix] + nm.addCoeff[ix] * k);
        }
        double extra = 0.000325 * sinGrad(poly(c, nm.extra));
        return universalVonDynamisch(approx + correction + extra + additional);
    }
    private static class nm {
        private static final double[] coeffApprox = new double[] {730125.59765, MITTLERER_SYNODISCHER_MONAT * 1236.85, 0.0001337, -0.000000150, 0.00000000073};
        private static final double[] coeffCapE = new double[] {1, -0.002516, -0.0000074};
        private static final double[] coeffSolarAnomaly = new double[] {2.5534, 29.10535669 * 1236.85, -0.0000218, -0.00000011};
        private static final double[] coeffLunarAnomaly = new double[] {201.5643, 385.81693528 * 1236.85, 0.0107438, 0.00001239, -0.000000058};
        private static final double[] coeffMoonArgument = new double[] {160.7108, 390.67050274 * 1236.85, -0.0016341, -0.00000227, 0.000000011};
        private static final double[] coeffCapOmega = new double[] {124.7746, -1.56375580 * 1236.85, 0.0020691, 0.00000215};
        private static final byte[] EFactor = new byte[] {0, 1, 0, 0, 1, 1, 2, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
        private static final byte[] solarCoeff = new byte[] {0, 1, 0, 0, -1, 1, 2, 0, 0, 1, 0, 1, 1, -1, 2, 0, 3, 1, 0, 1, -1, -1, 1, 0};
        private static final byte[] lunarCoeff = new byte[] {1, 0, 2, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 2, 3, 0, 0, 2, 1, 2, 0, 1, 2, 1, 1, 1, 3, 4};
        private static final byte[] moonCoeff = new byte[] {0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, -2, 2, 0, 0, 2, -2, 0, 0, -2, 0, -2, 2, 2, 2, -2, 0, 0};
        private static final double[] sineCoeff = new double[] {
            -0.40720, 0.17241, 0.01608, 0.01039, 0.00739, -0.00514, 0.00208,
            -0.00111, -0.00057, 0.00056, -0.00042, 0.00042, 0.00038, -0.00024,
            -0.00007, 0.00004, 0.00004, 0.00003, 0.00003, -0.00003, 0.00003,
            -0.00002, -0.00002, 0.00002
        };
        private static final double[] addConst = new double[] {
            251.88, 251.83, 349.42, 84.66, 141.74, 207.14, 154.84, 34.52, 207.19,
            291.34, 161.72, 239.56, 331.55
        };
        private static final double[] addCoeff = new double[] {
            0.016321, 26.641886, 36.412478, 18.206239, 53.303771, 2.453732,
            7.306860, 27.261239, 0.121824, 1.844379, 24.198154, 25.513099, 3.592518
        };
        private static final double[] addFactor = new double[] {
            0.000165, 0.000164, 0.000126, 0.000110, 0.000062, 0.000060, 0.000056,
            0.000047, 0.000042, 0.000040, 0.000037, 0.000035, 0.000023
        };
        private static final double[] extra = new double[] {
            299.77, 132.8475848, -0.009173
        };
    }
 
    public double universalVonDynamisch(double tee) {
        return tee - ephemeridenKorrektur(tee);
    }
 
    public double universalVonStandard(double teeS, Ort locale) {
        return teeS - locale.getZeitzone() / 24;
    }
  
  /* ----------- Sonnenauf- und -untergang ----------- */
  
    public double sonnenaufgang(long date, Ort ort) throws Exception {
        return morgen(date, ort, alpha(ort));
    }
  
    public double sonnenuntergang(long date, Ort ort)
        throws Exception
    {
        return abend(date, ort, alpha(ort));
    }
  
  public double alpha(Ort ort) {
        double h = Math.max(0, ort.getHoehe());
        final double capR = (double) 6.372E+6;
        double dip = arcKosGrad(capR / (capR + h));
        return winkel(0, 50, 0) + dip;
  }
  
    public double morgen(long date, Ort ort, double alpha) throws Exception {
        double approx;
        try {
            approx = zeitVonHorizont(date + .25, ort, alpha);
        } catch(Exception ex) {
            approx = date;
        }
        double result = zeitVonHorizont(approx, ort, alpha);
        return standardVonLokal(result, ort);
    }
    
    public double abend(long date, Ort ort, double alpha)
        throws Exception
    {
        double approx;
        try {
            approx = zeitVonHorizont(date + .75, ort, alpha);
        } catch(Exception ex) {
            approx = date + .99d;
        }
        double result = zeitVonHorizont(approx, ort, alpha);
        return standardVonLokal(result, ort);
    }
 
    public double zeitVonHorizont(double approx, Ort ort, double alpha) throws Exception {
        double phi = ort.getBreite();
        double t = universalVonLokal(approx, ort);
        double delta = arcSinGrad(sinGrad(schiefstand(t)) * sinGrad(solareLaenge(t)));
        boolean morgen = modulo(approx, 1) < 0.5;
        double sinusAbstand = tanGrad(phi) * tanGrad(delta) +
            sinGrad(alpha) / (kosGrad(delta) * kosGrad(phi));
        double offset = modulo(0.5 + arcSinGrad(sinusAbstand) / (double) 360, 1) - 0.5;
        if(Math.abs(sinusAbstand) > 1) {
            throw new Exception();
        }
        return lokalVonScheinbar(Math.floor(approx) + (morgen ? .25 - offset : .75 + offset));
    }
    
    public double universalVonLokal(double tl, Ort ort) {
        return tl - ort.getLaenge() / (double) 360;
    }
 
    public double standardVonLokal(double tl, Ort ort) {
        return standardVonUniversal(universalVonLokal(tl, ort), ort);
    }
    
    public double lokalVonScheinbar(double t) {
        return t - zeitgleichung(t);
    }
 
    public double zeitgleichung(double t) {
        double c = julJahrhunderte(t);
        double laenge = poly(c, et.koeffLaenge);
        double anomalie = poly(c, et.koeffAnomalie);
        double exzentrizitaet = poly(c, et.koeffExzentrizitaet);
        double varepsilon = schiefstand(t);
        double y = quadrat(tanGrad(varepsilon / 2));
        double equation = (1d / 2d / Math.PI) * (y * sinGrad(2 * laenge) +
        -2 * exzentrizitaet * sinGrad(anomalie) +
        4 * exzentrizitaet * y * sinGrad(anomalie) * kosGrad(2 * laenge) +
        -0.5 * y * y * sinGrad(4 * laenge) +
        -1.25 * exzentrizitaet * exzentrizitaet * sinGrad(2 * anomalie));
        return vorzeichen(equation) * Math.min(Math.abs(equation), stunde(12));
    }
    private static class et {
        private static final double[] koeffLaenge = new double[] {280.46645, 36000.76983, 0.0003032};
        private static final double[] koeffAnomalie = new double[] {357.52910, 35999.05030, -0.0001559, -0.00000048};
        private static final double[] koeffExzentrizitaet = new double[] {0.016708617, -0.000042037, -0.0000001236};
    }
 
    public double schiefstand(double t) {
        double c = julJahrhunderte(t);
        return winkel(23, 26, 21.448) + poly(c, coeffObliquity);
    }
    private final double[] coeffObliquity = new double[] {0, winkel(0, 0, -46.8150), winkel(0, 0, -0.00059), winkel(0, 0, 0.001813)};
  
    public int vorzeichen(double x) {
        if(x < 0)
            return -1;
        else if(x > 0)
            return 1;
        else
            return 0;
    }
    
    public double quadrat(double x) {
        return x * x;
    }
 
    public double kosGrad(double theta) {
        return Math.cos(gradZuBogenmass(theta));
    }
 
    public double arcSinGrad(double x) {
        return bogenmassZuGrad(Math.asin(x));
    }
    
    public double tanGrad(double theta) {
        return Math.tan(gradZuBogenmass(theta));
    }
 
    public double arcKosGrad(double x) {
        return bogenmassZuGrad(Math.acos(x));
    }
    
    public double bogenmassZuGrad(double theta) {
        return grad(theta / Math.PI * 180);
    }
 
    public double winkel(double d, double m, double s) {
        return d + (m + s / 60) / 60;
    }
  
  /* ---------------- Jahreszeiten ----- */
 
  /** durchschnittliche Dauer eines Umlaufs der Erde um die Sonne in Tagen */
    public static final double MITTLERES_TROPISCHES_JAHR = 365.242189;
    
    public double standardVonUniversal(double t, Ort ort) {
        return t + ort.getZeitzone() / 24;
    }
  
    public double solareLaengeNach(double t, double phi) {
        double varepsilon = 0.00001;
    double rate = MITTLERES_TROPISCHES_JAHR / (double) 360;
        double tau = t + rate * modulo(phi - solareLaenge(t), 360);
        double l = Math.max(t, tau - 5);
        double u = tau + 5;
        
        double lo = l, hi = u, x = (hi + lo) / 2;
        while(hi - lo > varepsilon) {
            if(modulo(solareLaenge(x) - phi, 360) < (double) 180)
                hi = x;
            else
                lo = x;
 
            x = (hi + lo) / 2;
        }
        return x;
    }
  
    public double solareLaenge(double t) {
        double c = julJahrhunderte(t);
        double sigma = 0;
        for(int i = 0; i < sLaenge.koeffizienten.length; ++i) {
            sigma += sLaenge.koeffizienten[i] * sinGrad(sLaenge.multiplikatoren[i] * c + sLaenge.summanden[i]);
        }
    double laenge = (double) 282.7771834 +            
            36000.76953744 * c +
            0.000005729577951308232 * sigma;
        return modulo(laenge + aberration(t) + nutation(t), 360);
    }
 
    public double geschaetzteSolareLaengeVor(double tee, double phi) {
        double rate = MITTLERES_TROPISCHES_JAHR / (double) (360);
        double tau = tee - rate * modulo(solareLaenge(tee) - phi, 360);
        double capDelta = modulo(solareLaenge(tau) - phi + (double) (180), 360) - (double) (180);
        return Math.min(tee, tau - rate * capDelta);
    }
 
    public double julJahrhunderte(double t) {
        return (dynamischVonUniversal(t) - j2000()) / 36525;
    }
 
    public double dynamischVonUniversal(double tee) {
        return tee + ephemeridenKorrektur(tee);
    }
 
    public double ephemeridenKorrektur(double t) {
    double[] koeffizient17tes = new double[] {196.58333, -4.0675, 0.0219167};
        double[] koeffizient19tes = new double[] {-0.00002, 0.000297, 0.025184, -0.181133, 0.553040, -0.861938, 0.677066, -0.212591};
        double[] koeffizient18tes = new double[] {-0.000009, 0.003844, 0.083563, 0.865736, 4.867575, 15.845535, 31.332267, 38.291999, 28.316289, 11.636204, 2.043794};
    ISOKalender w = new ISOKalender();
        long jahr = w.jahrVonTagen((long)Math.floor(t));
        double c = differenz(w.zuTagen(1900, Definition.JANUAR, 1), 
            w.zuTagen(jahr, Definition.JULI, 1)) / 36525d;
        double result;
        if(1988 <= jahr && jahr <= 2019) {
            result = (jahr - 1933) / (24d * 60 * 60);
        } else if (1900 <= jahr && jahr <= 1987) {
            result = poly(c, koeffizient19tes);
        } else if (1800 <= jahr && jahr <= 1899) {
            result = poly(c, koeffizient18tes);
        } else if (1620 <= jahr && jahr <= 1799) {
            result = poly(jahr - 1600, koeffizient17tes) / (24 * 60 * 60);
        } else {
            double x = stunde(12) + differenz(w.zuTagen(1810, Definition.JANUAR, 1), 
              w.zuTagen(jahr, Definition.JANUAR, 1));
            return (x * x / 41048480 - 15) / (24 * 60 * 60);
        }
        return result;
    }
  
    public double nutation(double t) {
        double[] koeffa = new double[] {124.90, -1934.134, 0.002063};
        double[] koeffb = new double[] {201.11, 72001.5377, 0.00057};
        double c = julJahrhunderte(t);
        double capA = poly(c, koeffa);
        double capB = poly(c, koeffb);
        return (double) -0.004778 * sinGrad(capA) +
            (double) -0.0003667 * sinGrad(capB);
    }
 
    public static long differenz(long datum1, long datum2) {
        return datum2 - datum1;
    }
  
    public double stunde(double x) {
        return x / 24;
    }
  
  public double j2000() {
    ISOKalender w = new ISOKalender();
    return stunde(12) + w.zuTagen(2000, Definition.JANUAR, 1);
  }
  
    public double sinGrad(double theta) {
        return Math.sin(gradZuBogenmass(theta));
    }
 
    public double gradZuBogenmass(double theta) {
        return grad(theta) * Math.PI / 180;
    }
 
    public double grad(double theta) {
        return modulo(theta, 360);
    }
 
    public double aberration(double t) {
        double c = julJahrhunderte(t);
    return (double) 0.0000974 * gradKosinus((double) 177.63 + (double) 35999.01848 * c) - (double) 0.005575;
    }
 
    public double gradKosinus(double theta) {
        return Math.cos(gradZuBogenmass(theta));
    }
 
    public double poly(double x, double[] a) {
        double ergebnis = a[0];
        for(int i = 1; i < a.length; ++i) {
            ergebnis += a[i] * Math.pow(x, i);
        }
        return ergebnis;
    }
  
    private static class sLaenge {
        private static final int[] koeffizienten = new int[] {
            403406, 195207, 119433, 112392, 3891, 2819, 1721,
            660, 350, 334, 314, 268, 242, 234, 158, 132, 129, 114,
            99, 93, 86, 78, 72, 68, 64, 46, 38, 37, 32, 29, 28, 27, 27,
            25, 24, 21, 21, 20, 18, 17, 14, 13, 13, 13, 12, 10, 10, 10,
            10
        };
        private static final double[] multiplikatoren = new double[] {
            0.9287892, 35999.1376958, 35999.4089666,
            35998.7287385, 71998.20261, 71998.4403,
            36000.35726, 71997.4812, 32964.4678,
            -19.4410, 445267.1117, 45036.8840, 3.1008,
            22518.4434, -19.9739, 65928.9345,
            9038.0293, 3034.7684, 33718.148, 3034.448,
            -2280.773, 29929.992, 31556.493, 149.588,
            9037.750, 107997.405, -4444.176, 151.771,
            67555.316, 31556.080, -4561.540,
            107996.706, 1221.655, 62894.167,
            31437.369, 14578.298, -31931.757,
            34777.243, 1221.999, 62894.511,
            -4442.039, 107997.909, 119.066, 16859.071,
            -4.578, 26895.292, -39.127, 12297.536,
            90073.778
        };
        private static final double[] summanden = new double[] {
            270.54861, 340.19128, 63.91854, 331.26220,
            317.843, 86.631, 240.052, 310.26, 247.23,
            260.87, 297.82, 343.14, 166.79, 81.53,
            3.50, 132.75, 182.95, 162.03, 29.8,
            266.4, 249.2, 157.6, 257.8, 185.1, 69.9,
            8.0, 197.1, 250.4, 65.3, 162.7, 341.5,
            291.6, 98.5, 146.7, 110.0, 5.2, 342.6,
            230.9, 256.1, 45.3, 242.9, 115.2, 151.8,
            285.3, 53.3, 126.6, 205.7, 85.9,
            146.1
        };
    } 
}