source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8167

Last change on this file since 8167 was 8167, checked in by stuerze, 20 months ago

IRNSS support is added in RINEX QC

File size: 47.8 KB
Line 
1#include <sstream>
2#include <iostream>
3#include <iomanip>
4#include <cstring>
5
6#include <newmatio.h>
7
8#include "ephemeris.h"
9#include "bncutils.h"
10#include "bnctime.h"
11#include "bnccore.h"
12#include "bncutils.h"
13#include "satObs.h"
14#include "pppInclude.h"
15#include "pppModel.h"
16
17using namespace std;
18
19// Constructor
20////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21t_eph::t_eph() {
22  _checkState = unchecked;
23  _orbCorr    = 0;
24  _clkCorr    = 0;
25}
26// Destructor
27////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
28t_eph::~t_eph() {
29  if (_orbCorr)
30    delete _orbCorr;
31  if (_clkCorr)
32    delete _clkCorr;
33}
34
35//
36////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
37void t_eph::setOrbCorr(const t_orbCorr* orbCorr) {
38  if (_orbCorr) {
39    delete _orbCorr;
40    _orbCorr = 0;
41  }
42  _orbCorr = new t_orbCorr(*orbCorr);
43}
44
45//
46////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
47void t_eph::setClkCorr(const t_clkCorr* clkCorr) {
48  if (_clkCorr) {
49    delete _clkCorr;
50    _clkCorr = 0;
51  }
52  _clkCorr = new t_clkCorr(*clkCorr);
53}
54
55//
56////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
57t_irc t_eph::getCrd(const bncTime& tt, ColumnVector& xc, ColumnVector& vv, bool useCorr) const {
58
59  if (_checkState == bad) {
60    return failure;
61  }
62  const QVector<int> updateInt = QVector<int>()  << 1 << 2 << 5 << 10 << 15 << 30
63                                                 << 60 << 120 << 240 << 300 << 600
64                                                 << 900 << 1800 << 3600 << 7200
65                                                 << 10800;
66  xc.ReSize(4);
67  vv.ReSize(3);
68  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
69    return failure;
70  }
71  if (useCorr) {
72    if (_orbCorr && _clkCorr) {
73      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
74      if (_orbCorr->_updateInt) {
75        dtO -= (0.5 * updateInt[_orbCorr->_updateInt]);
76      }
77      ColumnVector dx(3);
78      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
79      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
80      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
81
82      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
83
84      xc[0] -= dx[0];
85      xc[1] -= dx[1];
86      xc[2] -= dx[2];
87
88      ColumnVector dv(3);
89      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
90
91      vv[0] -= dv[0];
92      vv[1] -= dv[1];
93      vv[2] -= dv[2];
94
95      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
96      if (_clkCorr->_updateInt) {
97        dtC -= (0.5 * updateInt[_clkCorr->_updateInt]);
98      }
99      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
100    }
101    else {
102      return failure;
103    }
104  }
105  return success;
106}
107
108//
109//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
110QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
111  QString prnStr(prn.toString().c_str());
112  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
113}
114
115//
116//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
117QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
118
119  QString datStr;
120
121  unsigned year, month, day, hour, min;
122  double   sec;
123  tt.civil_date(year, month, day);
124  tt.civil_time(hour, min, sec);
125
126  QTextStream out(&datStr);
127
128  if (version < 3.0) {
129    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
130    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
131      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
132      .arg(month,      2)
133      .arg(day,        2)
134      .arg(hour,       2)
135      .arg(min,        2)
136      .arg(sec, 5, 'f',1);
137  }
138  else {
139    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
140      .arg(year,     4)
141      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
142      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
143      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
144      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
145      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
146  }
147
148  return datStr;
149}
150
151// Constructor
152//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
153t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
154
155  const int nLines = 8;
156
157  if (lines.size() != nLines) {
158    _checkState = bad;
159    return;
160  }
161
162  // RINEX Format
163  // ------------
164  int fieldLen = 19;
165
166  int pos[4];
167  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
168  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
169  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
170  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
171
172  // Read eight lines
173  // ----------------
174  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
175    QString line = lines[iLine];
176
177    if      ( iLine == 0 ) {
178      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
179      int    year, month, day, hour, min;
180      double sec;
181
182      QString prnStr, n;
183      in >> prnStr;
184
185      if (prnStr.size() == 1 &&
186          (prnStr[0] == 'G' ||
187           prnStr[0] == 'J' ||
188           prnStr[0] == 'I')) {
189        in >> n;
190        prnStr.append(n);
191      }
192
193      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
194      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
195        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
196      }
197      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
198        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
199      }
200      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
201        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
202      }
203      else {
204        _prn.set('G', prnStr.toInt());
205      }
206
207      if      (year <  80) {
208        year += 2000;
209      }
210      else if (year < 100) {
211        year += 1900;
212      }
213
214      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
215
216      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
217           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
218           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
219        _checkState = bad;
220        return;
221      }
222    }
223
224    else if      ( iLine == 1 ) {
225      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
226           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
227           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
228           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
229        _checkState = bad;
230        return;
231      }
232    }
233
234    else if ( iLine == 2 ) {
235      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
236           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
237           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
238           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
239        _checkState = bad;
240        return;
241      }
242    }
243
244    else if ( iLine == 3 ) {
245      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
246           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
247           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
248           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
249        _checkState = bad;
250        return;
251      }
252    }
253
254    else if ( iLine == 4 ) {
255      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
256           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
257           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
258           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
259        _checkState = bad;
260        return;
261      }
262    }
263
264    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
265      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
266           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
267           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
268           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
269        _checkState = bad;
270        return;
271      }
272    }
273    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
274      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
275           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
276        _checkState = bad;
277        return;
278      }
279    }
280
281    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
282      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
283           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
284           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
285           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
286        _checkState = bad;
287        return;
288      }
289    }
290    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
291      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
292           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
293           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
294        _checkState = bad;
295        return;
296      }
297    }
298
299    else if ( iLine == 7 ) {
300      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
301        _checkState = bad;
302        return;
303      }
304      readDbl(line, pos[1], fieldLen, _fitInterval); // _fitInterval optional
305    }
306  }
307}
308
309// Compute GPS Satellite Position (virtual)
310////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
311t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
312
313  if (_checkState == bad) {
314    return failure;
315  }
316
317  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
318  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
319
320  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
321  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
322
323  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
324  if (a0 == 0) {
325    return failure;
326  }
327
328  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
329
330  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
331  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
332
333  double n  = n0 + _Delta_n;
334  double M  = _M0 + n*tk;
335  double E  = M;
336  double E_last;
337  do {
338    E_last = E;
339    E = M + _e*sin(E);
340  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
341  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
342  double u0     = v + _omega;
343  double sin2u0 = sin(2*u0);
344  double cos2u0 = cos(2*u0);
345  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
346  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
347  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
348  double xp     = r*cos(u);
349  double yp     = r*sin(u);
350  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
351                   omegaEarth*_TOEsec;
352
353  double sinom = sin(OM);
354  double cosom = cos(OM);
355  double sini  = sin(i);
356  double cosi  = cos(i);
357  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
358  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
359  xc[2] = yp*sini;
360
361  double tc = tt - _TOC;
362  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
363
364  // Velocity
365  // --------
366  double tanv2 = tan(v/2);
367  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
368  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
369               * dEdM * n;
370  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
371  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
372  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
373  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
374                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
375  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
376  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
377
378  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
379           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
380                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
381
382  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
383           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
384                          - yp*sini*cosom*doti;
385
386  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
387
388  // Relativistic Correction
389  // -----------------------
390  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
391  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
392
393  return success;
394}
395
396// RINEX Format String
397//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
398QString t_ephGPS::toString(double version) const {
399
400  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
401
402  QTextStream out(&rnxStr);
403
404  out << QString("%1%2%3\n")
405    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
406    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
407    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
408
409  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
410
411   out << QString(fmt)
412    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
413    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
414    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
415    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
416
417  out << QString(fmt)
418    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
419    .arg(_e,      19, 'e', 12)
420    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
421    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
422
423  out << QString(fmt)
424    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
425    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
426    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
427    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
428
429  out << QString(fmt)
430    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
431    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
432    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
433    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
434
435  if (type() == t_eph::IRNSS) {
436    out << QString(fmt)
437      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
438      .arg("",       19, QChar(' '))
439      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
440      .arg("",       19, QChar(' '));
441  }
442  else {
443    out << QString(fmt)
444      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
445      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
446      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
447      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
448  }
449
450  if (type() == t_eph::IRNSS) {
451    out << QString(fmt)
452      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
453      .arg(_health, 19, 'e', 12)
454      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
455      .arg("",       19, QChar(' '));
456  }
457  else {
458    out << QString(fmt)
459      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
460      .arg(_health, 19, 'e', 12)
461      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
462      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
463  }
464
465  double tot = _TOT;
466  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
467    tot = 0.0;
468  }
469  if (type() == t_eph::IRNSS) {
470    out << QString(fmt)
471      .arg(tot,          19, 'e', 12)
472      .arg("",           19, QChar(' '))
473      .arg("",           19, QChar(' '))
474      .arg("",           19, QChar(' '));
475  }
476  else {
477    out << QString(fmt)
478      .arg(tot,          19, 'e', 12)
479      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
480      .arg("",           19, QChar(' '))
481      .arg("",           19, QChar(' '));
482  }
483
484  return rnxStr;
485}
486
487// Constructor
488//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
489t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
490
491  const int nLines = 4;
492
493  if (lines.size() != nLines) {
494    _checkState = bad;
495    return;
496  }
497
498  // RINEX Format
499  // ------------
500  int fieldLen = 19;
501
502  int pos[4];
503  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
504  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
505  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
506  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
507
508  // Read four lines
509  // ---------------
510  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
511    QString line = lines[iLine];
512
513    if      ( iLine == 0 ) {
514      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
515
516      int    year, month, day, hour, min;
517      double sec;
518
519      QString prnStr, n;
520      in >> prnStr;
521      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
522        in >> n;
523        prnStr.append(n);
524      }
525      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
526      if (prnStr.at(0) == 'R') {
527        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
528      }
529      else {
530        _prn.set('R', prnStr.toInt());
531      }
532
533      if      (year <  80) {
534        year += 2000;
535      }
536      else if (year < 100) {
537        year += 1900;
538      }
539
540      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
541
542      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
543      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
544
545      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
546           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
547           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
548        _checkState = bad;
549        return;
550      }
551
552      _tau = -_tau;
553    }
554
555    else if      ( iLine == 1 ) {
556      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
557           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
558           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
559           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
560        _checkState = bad;
561        return;
562      }
563    }
564
565    else if ( iLine == 2 ) {
566      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
567           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
568           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
569           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
570        _checkState = bad;
571        return;
572      }
573    }
574
575    else if ( iLine == 3 ) {
576      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
577           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
578           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
579           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
580        _checkState = bad;
581        return;
582      }
583    }
584  }
585
586  // Initialize status vector
587  // ------------------------
588  _tt = _TOC;
589  _xv.ReSize(6);
590  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
591  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
592  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
593  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
594  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
595  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
596}
597
598// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
599////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
600t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
601
602  if (_checkState == bad) {
603    return failure;
604  }
605
606  static const double nominalStep = 10.0;
607
608  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
609  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
610
611  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
612
613  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
614    return failure;
615  }
616
617  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
618  double step = dtPos / nSteps;
619
620  double acc[3];
621  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
622  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
623  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
624  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
625    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
626    _tt = _tt + step;
627  }
628
629  // Position and Velocity
630  // ---------------------
631  xc[0] = _xv(1);
632  xc[1] = _xv(2);
633  xc[2] = _xv(3);
634
635  vv[0] = _xv(4);
636  vv[1] = _xv(5);
637  vv[2] = _xv(6);
638
639  // Clock Correction
640  // ----------------
641  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
642  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
643
644  return success;
645}
646
647// RINEX Format String
648//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
649QString t_ephGlo::toString(double version) const {
650
651  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
652
653  QTextStream out(&rnxStr);
654
655  out << QString("%1%2%3\n")
656    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
657    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
658    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
659
660  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
661
662  out << QString(fmt)
663    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
664    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
665    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
666    .arg(_health,         19, 'e', 12);
667
668  out << QString(fmt)
669    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
670    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
671    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
672    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
673
674  out << QString(fmt)
675    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
676    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
677    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
678    .arg(_E,              19, 'e', 12);
679
680  return rnxStr;
681}
682
683// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
684////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
685ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
686                                 double* acc) {
687
688  // State vector components
689  // -----------------------
690  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
691  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
692
693  // Acceleration
694  // ------------
695  static const double gmWGS = 398.60044e12;
696  static const double AE    = 6378136.0;
697  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
698  static const double C20   = -1082.6257e-6;
699
700  double rho = rr.norm_Frobenius();
701  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
702  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
703  double t3  = OMEGA * OMEGA;
704  double t4  = 2.0 * OMEGA;
705  double z2  = rr(3) * rr(3);
706
707  // Vector of derivatives
708  // ---------------------
709  ColumnVector va(6);
710  va(1) = vv(1);
711  va(2) = vv(2);
712  va(3) = vv(3);
713  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
714  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
715  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
716
717  return va;
718}
719
720// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
721////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
722unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
723  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
724  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
725}
726
727// Constructor
728//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
729t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
730  int       year, month, day, hour, min;
731  double    sec;
732  QString   prnStr;
733  const int nLines = 8;
734  if (lines.size() != nLines) {
735    _checkState = bad;
736    return;
737  }
738
739  // RINEX Format
740  // ------------
741  int fieldLen = 19;
742  double SVhealth = 0.0;
743  double datasource = 0.0;
744
745  int pos[4];
746  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
747  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
748  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
749  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
750
751  // Read eight lines
752  // ----------------
753  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
754    QString line = lines[iLine];
755
756    if      ( iLine == 0 ) {
757      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
758      QString n;
759      in >> prnStr;
760      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
761        in >> n;
762        prnStr.append(n);
763      }
764      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
765      if      (year <  80) {
766        year += 2000;
767      }
768      else if (year < 100) {
769        year += 1900;
770      }
771
772      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
773
774      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
775           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
776           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
777        _checkState = bad;
778        return;
779      }
780    }
781
782    else if      ( iLine == 1 ) {
783      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
784           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
785           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
786           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
787        _checkState = bad;
788        return;
789      }
790    }
791
792    else if ( iLine == 2 ) {
793      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
794           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
795           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
796           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
797        _checkState = bad;
798        return;
799      }
800    }
801
802    else if ( iLine == 3 ) {
803      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
804           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
805           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
806           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
807        _checkState = bad;
808        return;
809      }
810    }
811
812    else if ( iLine == 4 ) {
813      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
814           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
815           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
816           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
817        _checkState = bad;
818        return;
819      }
820    }
821
822    else if ( iLine == 5 ) {
823      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
824           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
825           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
826        _checkState = bad;
827        return;
828      } else {
829        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
830          _fnav = true;
831          _inav = false;
832        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
833          _fnav = false;
834          _inav = true;
835        }
836        _TOEweek -= 1024.0;
837      }
838    }
839
840    else if ( iLine == 6 ) {
841      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
842           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
843           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
844           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
845        _checkState = bad;
846        return;
847      } else {
848        // Bit 0
849        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
850        // Bit 1-2
851        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
852        // Bit 3
853        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
854        // Bit 4-5
855        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
856        // Bit 6
857        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
858        // Bit 7-8
859        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
860
861        if (prnStr.at(0) == 'E') {
862          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
863        }
864      }
865    }
866
867    else if ( iLine == 7 ) {
868      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
869        _checkState = bad;
870        return;
871      }
872    }
873  }
874}
875
876// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
877////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
878t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
879
880  if (_checkState == bad) {
881    return failure;
882  }
883
884  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
885  static const double gmWGS = 398.60044e12;
886
887  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
888  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
889
890  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
891  if (a0 == 0) {
892    return failure;
893  }
894
895  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
896
897  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
898  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
899
900  double n  = n0 + _Delta_n;
901  double M  = _M0 + n*tk;
902  double E  = M;
903  double E_last;
904  do {
905    E_last = E;
906    E = M + _e*sin(E);
907  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
908  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
909  double u0     = v + _omega;
910  double sin2u0 = sin(2*u0);
911  double cos2u0 = cos(2*u0);
912  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
913  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
914  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
915  double xp     = r*cos(u);
916  double yp     = r*sin(u);
917  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
918                  omegaEarth*_TOEsec;
919
920  double sinom = sin(OM);
921  double cosom = cos(OM);
922  double sini  = sin(i);
923  double cosi  = cos(i);
924  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
925  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
926  xc[2] = yp*sini;
927
928  double tc = tt - _TOC;
929  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
930
931  // Velocity
932  // --------
933  double tanv2 = tan(v/2);
934  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
935  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
936               * dEdM * n;
937  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
938  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
939  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
940  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
941                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
942  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
943  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
944
945  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
946           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
947                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
948
949  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
950           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
951                          - yp*sini*cosom*doti;
952
953  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
954
955  // Relativistic Correction
956  // -----------------------
957  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
958  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
959  // correspondent to IGS convention
960  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
961
962  return success;
963}
964
965// RINEX Format String
966//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
967QString t_ephGal::toString(double version) const {
968
969  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
970
971  QTextStream out(&rnxStr);
972
973  out << QString("%1%2%3\n")
974    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
975    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
976    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
977
978  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
979
980  out << QString(fmt)
981    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
982    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
983    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
984    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
985
986  out << QString(fmt)
987    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
988    .arg(_e,      19, 'e', 12)
989    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
990    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
991
992  out << QString(fmt)
993    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
994    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
995    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
996    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
997
998  out << QString(fmt)
999    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1000    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1001    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1002    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1003
1004  int    dataSource = 0;
1005  int    SVhealth   = 0;
1006  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1007  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1008  if (_fnav) {
1009    dataSource |= (1<<1);
1010    dataSource |= (1<<8);
1011    BGD_1_5B = 0.0;
1012    // SVhealth
1013    //   Bit 3  : E5a DVS
1014    if (_e5aDataInValid) {
1015      SVhealth |= (1<<3);
1016    }
1017    //   Bit 4-5: E5a HS
1018    if (_E5aHS == 1.0) {
1019      SVhealth |= (1<<4);
1020    }
1021    else if (_E5aHS == 2.0) {
1022      SVhealth |= (1<<5);
1023    }
1024    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1025      SVhealth |= (1<<4);
1026      SVhealth |= (1<<5);
1027    }
1028  }
1029  else if(_inav) {
1030    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1031    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1032    dataSource |= (1<<0);
1033    dataSource |= (1<<2);
1034    dataSource |= (1<<9);
1035    // SVhealth
1036    //   Bit 0  : E1-B DVS
1037    if (_e1DataInValid) {
1038      SVhealth |= (1<<0);
1039    }
1040    //   Bit 1-2: E1-B HS
1041    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1042      SVhealth |= (1<<1);
1043    }
1044    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1045      SVhealth |= (1<<2);
1046    }
1047    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1048      SVhealth |= (1<<1);
1049      SVhealth |= (1<<2);
1050    }
1051    //   Bit 3  : E5a DVS
1052    if (_e5aDataInValid) {
1053      SVhealth |= (1<<3);
1054    }
1055    //   Bit 4-5: E5a HS
1056    if      (_E5aHS == 1.0) {
1057      SVhealth |= (1<<4);
1058    }
1059    else if (_E5aHS == 2.0) {
1060      SVhealth |= (1<<5);
1061    }
1062    else if (_E5aHS == 3.0) {
1063      SVhealth |= (1<<4);
1064      SVhealth |= (1<<5);
1065    }
1066    //   Bit 6  : E5b DVS
1067    if (_e5bDataInValid) {
1068      SVhealth |= (1<<6);
1069    }
1070    //   Bit 7-8: E5b HS
1071    if      (_E5bHS == 1.0) {
1072      SVhealth |= (1<<7);
1073    }
1074    else if (_E5bHS == 2.0) {
1075      SVhealth |= (1<<8);
1076    }
1077    else if (_E5bHS == 3.0) {
1078      SVhealth |= (1<<7);
1079      SVhealth |= (1<<8);
1080    }
1081  }
1082
1083  out << QString(fmt)
1084    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1085    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1086    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1087    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1088
1089  out << QString(fmt)
1090    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1091    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1092    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1093    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1094
1095  double tot = _TOT;
1096  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1097    tot = 0.0;
1098  }
1099  out << QString(fmt)
1100    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1101    .arg("",      19, QChar(' '))
1102    .arg("",      19, QChar(' '))
1103    .arg("",      19, QChar(' '));
1104
1105  return rnxStr;
1106}
1107
1108// Constructor
1109//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1110t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1111
1112  const int nLines = 4;
1113
1114  if (lines.size() != nLines) {
1115    _checkState = bad;
1116    return;
1117  }
1118
1119  // RINEX Format
1120  // ------------
1121  int fieldLen = 19;
1122
1123  int pos[4];
1124  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1125  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1126  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1127  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1128
1129  // Read four lines
1130  // ---------------
1131  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1132    QString line = lines[iLine];
1133
1134    if      ( iLine == 0 ) {
1135      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1136
1137      int    year, month, day, hour, min;
1138      double sec;
1139
1140      QString prnStr, n;
1141      in >> prnStr;
1142      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1143        in >> n;
1144        prnStr.append(n);
1145      }
1146      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1147      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1148        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1149      }
1150      else {
1151        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1152      }
1153
1154      if      (year <  80) {
1155        year += 2000;
1156      }
1157      else if (year < 100) {
1158        year += 1900;
1159      }
1160
1161      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1162
1163      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1164           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1165           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOW  ) ) {
1166        _checkState = bad;
1167        return;
1168      }
1169    }
1170
1171    else if      ( iLine == 1 ) {
1172      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1173           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1174           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1175           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1176        _checkState = bad;
1177        return;
1178      }
1179    }
1180
1181    else if ( iLine == 2 ) {
1182      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1183           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1184           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1185           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1186        _checkState = bad;
1187        return;
1188      }
1189    }
1190
1191    else if ( iLine == 3 ) {
1192      double iodn;
1193      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1194           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1195           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1196           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1197        _checkState = bad;
1198        return;
1199      } else {
1200        _IODN = int(iodn);
1201      }
1202    }
1203  }
1204
1205  _x_pos          *= 1.e3;
1206  _y_pos          *= 1.e3;
1207  _z_pos          *= 1.e3;
1208  _x_velocity     *= 1.e3;
1209  _y_velocity     *= 1.e3;
1210  _z_velocity     *= 1.e3;
1211  _x_acceleration *= 1.e3;
1212  _y_acceleration *= 1.e3;
1213  _z_acceleration *= 1.e3;
1214}
1215
1216// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1217////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1218
1219unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1220  unsigned char buffer[80];
1221  int size = 0;
1222  int numbits = 0;
1223  long long bitbuffer = 0;
1224  unsigned char *startbuffer = buffer;
1225
1226  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1227  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1228  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1229  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1230  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1231  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1232  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1233  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1234  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1235  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1236  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1237  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1238
1239  return CRC24(size, startbuffer);
1240}
1241
1242// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1243////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1244t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1245
1246  if (_checkState == bad) {
1247    return failure;
1248  }
1249
1250  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1251  double  dt = tt - _TOC;
1252
1253  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1254  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1255  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1256
1257  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1258  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1259  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1260
1261  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1262
1263  return success;
1264}
1265
1266// RINEX Format String
1267//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1268QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1269
1270  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1271
1272  QTextStream out(&rnxStr);
1273
1274  out << QString("%1%2%3\n")
1275    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1276    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1277    .arg(_TOW,  19, 'e', 12);
1278
1279  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1280
1281  out << QString(fmt)
1282    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1283    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1284    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1285    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1286
1287  out << QString(fmt)
1288    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1289    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1290    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1291    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1292
1293  out << QString(fmt)
1294    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1295    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1296    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1297    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1298
1299  return rnxStr;
1300}
1301
1302// Constructor
1303//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1304t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1305
1306  const int nLines = 8;
1307
1308  if (lines.size() != nLines) {
1309    _checkState = bad;
1310    return;
1311  }
1312
1313  // RINEX Format
1314  // ------------
1315  int fieldLen = 19;
1316
1317  int pos[4];
1318  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1319  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1320  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1321  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1322
1323  // Read eight lines
1324  // ----------------
1325  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1326    QString line = lines[iLine];
1327
1328    if      ( iLine == 0 ) {
1329      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1330
1331      int    year, month, day, hour, min;
1332      double sec;
1333
1334      QString prnStr, n;
1335      in >> prnStr;
1336      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1337        in >> n;
1338        prnStr.append(n);
1339      }
1340      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1341      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1342        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1343      }
1344      else {
1345        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1346      }
1347
1348      if      (year <  80) {
1349        year += 2000;
1350      }
1351      else if (year < 100) {
1352        year += 1900;
1353      }
1354
1355      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1356
1357      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1358           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1359           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1360        _checkState = bad;
1361        return;
1362      }
1363    }
1364
1365    else if      ( iLine == 1 ) {
1366      double aode;
1367      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1368           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1369           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1370           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1371        _checkState = bad;
1372        return;
1373      }
1374      _AODE = int(aode);
1375    }
1376
1377    else if ( iLine == 2 ) {
1378      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1379           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1380           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1381           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1382        _checkState = bad;
1383        return;
1384      }
1385    }
1386
1387    else if ( iLine == 3 ) {
1388      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1389           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1390           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1391           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1392        _checkState = bad;
1393        return;
1394      }
1395    }
1396
1397    else if ( iLine == 4 ) {
1398      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1399           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1400           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1401           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1402        _checkState = bad;
1403        return;
1404      }
1405    }
1406
1407    else if ( iLine == 5 ) {
1408      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1409           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1410        _checkState = bad;
1411        return;
1412      }
1413    }
1414
1415    else if ( iLine == 6 ) {
1416      double SatH1;
1417      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1418           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1419           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1420           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1421        _checkState = bad;
1422        return;
1423      }
1424      _SatH1 = int(SatH1);
1425    }
1426
1427    else if ( iLine == 7 ) {
1428      double aodc;
1429      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1430           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1431        _checkState = bad;
1432        return;
1433      }
1434      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1435        _TOT = _TOEsec;
1436      }
1437      _AODC = int(aodc);
1438    }
1439  }
1440
1441  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1442
1443  // remark: actually should be computed from second_tot
1444  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1445  //_TOT = _TOC.bdssec();
1446}
1447
1448// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1449////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1450unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1451  unsigned char buffer[80];
1452  int size = 0;
1453  int numbits = 0;
1454  long long bitbuffer = 0;
1455  unsigned char *startbuffer = buffer;
1456
1457  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1458  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1459      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1460  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1461  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1462  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1463  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1464  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1465  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1466  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1467  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1468  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1469  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1470  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1471  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1472  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1473  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1474  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1475  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1476  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1477
1478  return CRC24(size, startbuffer);
1479}
1480
1481// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1482//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1483t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1484
1485  if (_checkState == bad) {
1486    return failure;
1487  }
1488
1489  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1490  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1491
1492  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1493  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1494
1495  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1496
1497  if (_sqrt_A == 0) {
1498    return failure;
1499  }
1500  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1501
1502  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1503  double tk = tt - _TOE;
1504  double n  = n0 + _Delta_n;
1505  double M  = _M0 + n*tk;
1506  double E  = M;
1507  double E_last;
1508  int    nLoop = 0;
1509  do {
1510    E_last = E;
1511    E = M + _e*sin(E);
1512
1513    if (++nLoop == 100) {
1514      return failure;
1515    }
1516  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1517
1518  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1519  double u0     = v + _omega;
1520  double sin2u0 = sin(2*u0);
1521  double cos2u0 = cos(2*u0);
1522  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1523  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1524  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1525  double xp     = r*cos(u);
1526  double yp     = r*sin(u);
1527  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1528  double sinom = 0;
1529  double cosom = 0;
1530  double sini  = 0;
1531  double cosi  = 0;
1532
1533  // Velocity
1534  // --------
1535  double tanv2 = tan(v/2);
1536  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1537  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1538                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1539  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1540  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1541  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1542                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1543
1544  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1545  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1546
1547  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1548
1549  // MEO/IGSO satellite
1550  // ------------------
1551  if (_i0 > iMaxGEO) {
1552    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1553
1554    sinom = sin(OM);
1555    cosom = cos(OM);
1556    sini  = sin(i);
1557    cosi  = cos(i);
1558
1559    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1560    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1561    xc[2] = yp*sini;
1562
1563    // Velocity
1564    // --------
1565
1566    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1567
1568    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1569           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1570                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1571
1572    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1573           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1574                            - yp*sini*cosom*doti;
1575
1576    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1577
1578  }
1579
1580  // GEO satellite
1581  // -------------
1582  else {
1583    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1584    double ll    = omegaBDS*tk;
1585
1586    sinom = sin(OM);
1587    cosom = cos(OM);
1588    sini  = sin(i);
1589    cosi  = cos(i);
1590
1591    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1592    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1593    double zz = yp*sini;
1594
1595    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1596    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1597
1598    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1599    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1600
1601    xc[0] = X2(1);
1602    xc[1] = X2(2);
1603    xc[2] = X2(3);
1604
1605    double dotom = _OMEGADOT;
1606
1607    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1608               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1609                                + yp*sini*sinom*doti;
1610
1611    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1612               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1613                                - yp*sini*cosom*doti;
1614
1615    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1616
1617    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1618
1619    Matrix RdotZ(3,3);
1620    double C = cos(ll);
1621    double S = sin(ll);
1622    Matrix UU(3,3);
1623    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1624    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1625    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1626    RdotZ = omegaBDS * UU;
1627
1628    ColumnVector VV(3);
1629    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1630
1631    vv[0] = VV(1);
1632    vv[1] = VV(2);
1633    vv[2] = VV(3);
1634  }
1635
1636  double tc = tt - _TOC;
1637  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1638
1639  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1640  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1641
1642  // Relativistic Correction
1643  // -----------------------
1644  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1645    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1646  // correspondent to IGS convention
1647  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1648
1649  return success;
1650}
1651
1652// RINEX Format String
1653//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1654QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1655
1656  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1657
1658  QTextStream out(&rnxStr);
1659
1660  out << QString("%1%2%3\n")
1661    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1662    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1663    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1664
1665  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1666
1667  out << QString(fmt)
1668    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1669    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1670    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1671    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1672
1673  out << QString(fmt)
1674    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1675    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1676    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1677    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1678
1679  double toes = 0.0;
1680  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1681    toes = _TOEsec;
1682  }
1683  else {// RTCM stream input
1684    toes = _TOE.bdssec();
1685  }
1686  out << QString(fmt)
1687    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1688    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1689    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1690    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1691
1692  out << QString(fmt)
1693    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1694    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1695    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1696    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1697
1698  double toew = 0.0;
1699  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1700    toew = _TOEweek;
1701  }
1702  else {// RTCM stream input
1703    toew = double(_TOE.bdsw());
1704  }
1705  out << QString(fmt)
1706    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1707    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1708    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1709    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1710
1711  out << QString(fmt)
1712    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1713    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1714    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1715    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1716
1717  double tots = 0.0;
1718  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1719    tots = _TOT;
1720  }
1721  else {// RTCM stream input
1722    tots = _TOE.bdssec();
1723  }
1724  out << QString(fmt)
1725    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1726    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1727    .arg("",            19, QChar(' '))
1728    .arg("",            19, QChar(' '));
1729  return rnxStr;
1730}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.