# Импортируем библиотеки
# Штатная библиотека для работы со временем
from datetime import datetime, date
# Собственно клиент для space-track
# Набор операторов для управления запросами. Отсюда нам понадобится время
import spacetrack.operators as op
# Главный класс для работы с space-track
from spacetrack import SpaceTrackClient

# Имя пользователя и пароль сейчас опишем как константы
USERNAME = <YOUR SPACE-TRACK USERNAME>
PASSWORD = <YOUR SPACE-TRACK PASSWORD>

# Для примера реализуем всё в виде одной простой функции
# На вход она потребует идентификатор спутника, диапазон дат, имя пользователя и пароль. Опциональный флаг для последних данных tle
def get_spacetrack_tle (sat_id, start_date, end_date, username, password, latest=False):
    # Реализуем экземпляр класса SpaceTrackClient, инициализируя его именем пользователя и паролем
    st = SpaceTrackClient(identity=username, password=password)
    # Выполнение запроса для диапазона дат:
    if not latest:
        # Определяем диапазон дат через оператор библиотеки
        daterange = op.inclusive_range(start_date, end_date)
        # Собственно выполняем запрос через st.tle
        data = st.tle(norad_cat_id=sat_id, orderby='epoch desc', limit=1, format='tle', epoch = daterange)
    # Выполнение запроса для актуального состояния
    else:
        # Выполняем запрос через st.tle_latest
        data = st.tle_latest(norad_cat_id=sat_id, orderby='epoch desc', limit=1, format='tle')

    # Если данные недоступны
    if not data:
        return 0, 0
    
    # Иначе возвращаем две строки
    tle_1 = data[0:69]
    tle_2 = data[70:139]
    return tle_1, tle_2

# Запросим данные о положении Landsat 8 11 мая 2016 года
# Обратите внимание, что даты указываем в формате date(y,m,d)
tle_1, tle_2 = get_spacetrack_tle (39084, date(2016,5,11), date(2016,5,12), USERNAME, PASSWORD)
print tle_1, tle_2

>>> 1 39084U 13008A   16132.92196421 +.00000109 +00000-0 +34320-4 0  9999
>>> 2 39084 098.2260 203.0765 0001471 094.1169 266.0197 14.57124417160799

# А теперь данные об актуальном положении
tle_1, tle_2 = get_spacetrack_tle (39084, None, None, USERNAME, PASSWORD, True)
print tle_1, tle_2

>>> 1 39084U 13008A   16354.79369944  .00000065  00000-0  24444-4 0  9999
>>> 2 39084  98.2045  61.9547 0001318  94.3108 265.8241 14.57119154204938

# Импортируем библиотеки
# Штатная библиотека для работы со временем
from datetime import datetime, date
# Ключевой класс библиотеки pyorbital
from pyorbital.orbital import Orbital

# Ещё одна простая функция, для демонстрации принципа.
# На вход она потребует две строки tle и время utc в формате datetime.datetime
def get_lat_lon_sgp (tle_1, tle_2, utc_time):
    # Инициализируем экземпляр класса Orbital двумя строками TLE
    orb = Orbital("N", line1=tle_1, line2=tle_2)
    # Вычисляем географические координаты функцией get_lonlatalt, её аргумент - время в UTC.
    lon, lat, alt = orb.get_lonlatalt(utc_time)
    return lon, lat

# Используем данные TLE полученные вручную на space-track.org для спутника Terra
tle_1 = '1 25994U 99068A   16355.18348138  .00000089  00000-0  29698-4 0  9992'
tle_2 = '2 25994  98.2045  66.7824 0000703  69.9253 290.2059 14.57115924904601'
# Нас интересует текущий момент времени
utc_time = datetime.utcnow()
# Обращаемся к фукнции и выводим результат
lon, lat = get_lat_lon_sgp (tle_1, tle_2, utc_time)
print lon, lat

>>> 175.589796941 -13.6408377148

# Импортируем библиотеки - для начала оговоренные ранее
from datetime import datetime, date, timedelta
import spacetrack.operators as op
from spacetrack import SpaceTrackClient
from pyorbital.orbital import Orbital

# И pyshp, которая понадобится для создания шейп-файла
import shapefile

# Имя пользователя и пароль
USERNAME = <YOUR SPACE-TRACK USERNAME>
PASSWORD = <YOUR SPACE-TRACK PASSWORD>

# Уже описанная ранее функция get_spacetrack_tle может использоваться без изменений
def get_spacetrack_tle (sat_id, start_date, end_date, username, password, latest=False):
    st = SpaceTrackClient(identity=username, password=password)
    if not latest:
        daterange = op.inclusive_range(start_date, end_date)
        data = st.tle(norad_cat_id=sat_id, orderby='epoch desc', limit=1, format='tle', epoch = daterange)
    else:
        data = st.tle_latest(norad_cat_id=sat_id, orderby='epoch desc', limit=1, format='tle')

    if not data:
        return 0, 0
    
    tle_1 = data[0:69]
    tle_2 = data[70:139]
    return tle_1, tle_2
    
# А вот функция get_lat_lon_sgp нам уже не пригодится в своём виде
# ведь создавать экземпляр класса Orbital для каждого момента времени
# не очень-то хочется
    
# На вход будем требовать идентификатор спутника, день (в формате date (y,m,d))
# шаг в минутах для определения положения спутника, путь для результирующего файла
def create_orbital_track_shapefile_for_day (sat_id, track_day, step_minutes, output_shapefile):
    # Для начала получаем TLE    
    # Если запрошенная дата наступит в будущем, то запрашиваем самые последний набор TLE 
    if track_day > date.today():
        tle_1, tle_2 = get_spacetrack_tle (sat_id, None, None, USERNAME, PASSWORD, True)
    # Иначе на конкретный период, формируя запрос для указанной даты и дня после неё
    else:
        tle_1, tle_2 = get_spacetrack_tle (sat_id, track_day, track_day + timedelta(days = 1), USERNAME, PASSWORD, False)

    # Если не получилось добыть    
    if not tle_1 or not tle_2:
        print 'Impossible to retrieve TLE'        
        return
    
     # Создаём экземляр класса Orbital
    orb = Orbital("N", line1=tle_1, line2=tle_2)
    
    # Создаём экземпляр класса Writer для создания шейп-файла, указываем тип геометрии
    track_shape = shapefile.Writer(shapefile.POINT)
    
    # Добавляем поля - идентификатор, время, широту и долготу
    # N - целочисленный тип, C - строка, F - вещественное число
    # Для времени придётся использовать строку, т.к. нет поддержки формата "дата и время"
    track_shape.field('ID','N',40)
    track_shape.field('TIME','C',40)
    track_shape.field('LAT','F',40)
    track_shape.field('LON','F',40)
    
    # Объявляем счётчики, i для идентификаторов, minutes для времени
    i = 0
    minutes = 0
    
    # Простой способ пройти сутки - с заданным в минутах шагом дойти до 1440 минут.
    # Именно столько их в сутках!
    while minutes < 1440:
        # Расчитаем час, минуту, секунду (для текущего шага)
        utc_hour = int(minutes // 60)
        utc_minutes = int((minutes - (utc_hour*60)) // 1)
        utc_seconds = int(round((minutes - (utc_hour*60) - utc_minutes)*60))
        
        # Сформируем строку для атрибута
        utc_string = str(utc_hour) + '-' + str(utc_minutes) + '-' + str(utc_seconds)
        # И переменную с временем текущего шага в формате datetime
        utc_time = datetime(track_day.year,track_day.month,track_day.day,utc_hour,utc_minutes,utc_seconds)
        
        # Считаем положение спутника
        lon, lat, alt = orb.get_lonlatalt(utc_time)
        
        # Создаём в шейп-файле новый объект
        # Определеяем геометрию
        track_shape.point(lon,lat)
        # и атрибуты
        track_shape.record(i,utc_string,lat,lon)
        
        # Не забываем про счётчики
        i += 1
        minutes += step_minutes
    
    # Вне цикла нам осталось записать созданный шейп-файл на диск.
    # Т.к. мы знаем, что координаты положений ИСЗ были получены в WGS84
    # можно заодно создать файл .prj с нужным описанием
    
    try:
        # Создаем файл .prj с тем же именем, что и выходной .shp
        prj = open("%s.prj" % output_shapefile.replace('.shp',''), "w")
        # Создаем переменную с описанием EPSG:4326 (WGS84)
        wgs84_wkt = 'GEOGCS["WGS 84",DATUM["WGS_1984",SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["degree",0.0174532925199433]]'
        # Записываем её в файл .prj        
        prj.write(wgs84_wkt)
        # И закрываем его
        prj.close()
        # Функцией save также сохраняем и сам шейп.
        track_shape.save(output_shapefile)
    except:
        # Вдруг нет прав на запись или вроде того...
        print 'Unable to save shapefile'
        return

create_orbital_track_shapefile_for_day(25994, date(2016,12,15), 5, '/home/silent/space/terra_15_12_2016_5min.shp')

create_orbital_track_shapefile_for_day(39084, date(2016,12,22), 5, '/home/silent/space/landsat_8_22_12_2016_5min.shp')