Constants.hpp

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// Vulcan Physical Constants
// Consolidated library of physical constants for aerospace applications
#pragma once
 
namespace vulcan::constants {
 
// =============================================================================
// =============================================================================
// Earth Constants
// =============================================================================
namespace earth {
inline constexpr double mu = 3.986004418e14;

inline constexpr double R_eq = 6378137.0;

inline constexpr double R_pol = 6356752.3142;

inline constexpr double R_mean = 6371008.8;

inline constexpr double f = 1.0 / 298.257223563;

inline constexpr double J2 = 1.08263e-3;

inline constexpr double J3 = -2.54e-6;

inline constexpr double J4 = -1.61e-6;

inline constexpr double omega = 7.2921159e-5;
} // namespace earth
 
// =============================================================================
// WGS84 Ellipsoid Constants
// =============================================================================
namespace wgs84 {
inline constexpr double a = earth::R_eq;

inline constexpr double f = earth::f;

inline constexpr double b = a * (1.0 - f);

inline constexpr double e2 = 2.0 * f - f * f;

inline constexpr double e_prime2 = e2 / (1.0 - e2);

inline constexpr double mu = earth::mu;

inline constexpr double omega = earth::omega;
} // namespace wgs84
 
// =============================================================================
// Atmospheric Constants
// =============================================================================
namespace atmosphere {
inline constexpr double T0 = 288.15;

inline constexpr double P0 = 101325.0;

inline constexpr double rho0 = 1.225;

inline constexpr double L = 0.0065;

inline constexpr double h_tropopause = 11000.0;

inline constexpr double M = 0.0289644;

inline constexpr double R_air = 287.05287;
// Alias for backward compatibility if needed, but R_air is more explicit
inline constexpr double R = R_air;

inline constexpr double R_universal = 8.31447;

inline constexpr double gamma = 1.4;
} // namespace atmosphere
 
// =============================================================================
// Physics Constants
// =============================================================================
namespace physics {
inline constexpr double c = 299792458.0;

inline constexpr double G = 6.67430e-11;

inline constexpr double k_B = 1.380649e-23;

inline constexpr double sigma = 5.670374e-8;

inline constexpr double g0 = 9.80665;
} // namespace physics
 
// =============================================================================
// Sun Constants
// =============================================================================
namespace sun {
inline constexpr double AU = 149597870700.0;

inline constexpr double mu = 1.32712440018e20;

inline constexpr double radius = 6.96e8;
} // namespace sun
 
// =============================================================================
// Moon Constants
// =============================================================================
namespace moon {
inline constexpr double mu = 4.9028695e12;

inline constexpr double radius = 1.7374e6;

inline constexpr double mean_distance = 3.844e8;
} // namespace moon
 
// =============================================================================
// Angular Conversion Constants
// =============================================================================
namespace angle {
inline constexpr double pi = 3.14159265358979323846;

inline constexpr double deg2rad = pi / 180.0;

inline constexpr double rad2deg = 180.0 / pi;

inline constexpr double arcsec2rad = deg2rad / 3600.0;
} // namespace angle
 
} // namespace vulcan::constants