source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8370

Last change on this file since 8370 was 8370, checked in by stuerze, 4 months ago

small bug fixes in 'reqc' ephemeris check

File size: 48.7 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  int    nLoop = 0;
338  do {
339    E_last = E;
340    E = M + _e*sin(E);
341   
342    if (++nLoop == 100) {
343      return failure;
344    }
345  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
346  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
347  double u0     = v + _omega;
348  double sin2u0 = sin(2*u0);
349  double cos2u0 = cos(2*u0);
350  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
351  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
352  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
353  double xp     = r*cos(u);
354  double yp     = r*sin(u);
355  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
356                   omegaEarth*_TOEsec;
357
358  double sinom = sin(OM);
359  double cosom = cos(OM);
360  double sini  = sin(i);
361  double cosi  = cos(i);
362  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
363  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
364  xc[2] = yp*sini;
365
366  double tc = tt - _TOC;
367  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
368
369  // Velocity
370  // --------
371  double tanv2 = tan(v/2);
372  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
373  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
374               * dEdM * n;
375  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
376  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
377  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
378  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
379                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
380  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
381  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
382
383  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
384           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
385                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
386
387  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
388           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
389                          - yp*sini*cosom*doti;
390
391  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
392
393  // Relativistic Correction
394  // -----------------------
395  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
396  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
397
398  return success;
399}
400
401// RINEX Format String
402//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
403QString t_ephGPS::toString(double version) const {
404
405  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
406
407  QTextStream out(&rnxStr);
408
409  out << QString("%1%2%3\n")
410    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
411    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
412    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
413
414  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
415
416   out << QString(fmt)
417    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
418    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
419    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
420    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
421
422  out << QString(fmt)
423    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
424    .arg(_e,      19, 'e', 12)
425    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
426    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
427
428  out << QString(fmt)
429    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
430    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
431    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
432    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
433
434  out << QString(fmt)
435    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
436    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
437    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
438    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
439
440  if (type() == t_eph::IRNSS) {
441    out << QString(fmt)
442      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
443      .arg("",       19, QChar(' '))
444      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
445      .arg("",       19, QChar(' '));
446  }
447  else {
448    out << QString(fmt)
449      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
450      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
451      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
452      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
453  }
454
455  if (type() == t_eph::IRNSS) {
456    out << QString(fmt)
457      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
458      .arg(_health, 19, 'e', 12)
459      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
460      .arg("",       19, QChar(' '));
461  }
462  else {
463    out << QString(fmt)
464      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
465      .arg(_health, 19, 'e', 12)
466      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
467      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
468  }
469
470  double tot = _TOT;
471  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
472    tot = 0.0;
473  }
474  if (type() == t_eph::IRNSS) {
475    out << QString(fmt)
476      .arg(tot,          19, 'e', 12)
477      .arg("",           19, QChar(' '))
478      .arg("",           19, QChar(' '))
479      .arg("",           19, QChar(' '));
480  }
481  else {
482    out << QString(fmt)
483      .arg(tot,          19, 'e', 12)
484      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
485      .arg("",           19, QChar(' '))
486      .arg("",           19, QChar(' '));
487  }
488
489  return rnxStr;
490}
491
492// Constructor
493//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
494t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
495
496  const int nLines = 4;
497
498  if (lines.size() != nLines) {
499    _checkState = bad;
500    return;
501  }
502
503  // RINEX Format
504  // ------------
505  int fieldLen = 19;
506
507  int pos[4];
508  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
509  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
510  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
511  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
512
513  // Read four lines
514  // ---------------
515  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
516    QString line = lines[iLine];
517
518    if      ( iLine == 0 ) {
519      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
520
521      int    year, month, day, hour, min;
522      double sec;
523
524      QString prnStr, n;
525      in >> prnStr;
526      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
527        in >> n;
528        prnStr.append(n);
529      }
530      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
531      if (prnStr.at(0) == 'R') {
532        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
533      }
534      else {
535        _prn.set('R', prnStr.toInt());
536      }
537
538      if      (year <  80) {
539        year += 2000;
540      }
541      else if (year < 100) {
542        year += 1900;
543      }
544
545      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
546
547      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
548      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
549
550      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
551           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
552           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
553        _checkState = bad;
554        return;
555      }
556
557      _tau = -_tau;
558    }
559
560    else if      ( iLine == 1 ) {
561      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
562           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
563           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
564           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
565        _checkState = bad;
566        return;
567      }
568    }
569
570    else if ( iLine == 2 ) {
571      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
572           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
573           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
574           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
575        _checkState = bad;
576        return;
577      }
578    }
579
580    else if ( iLine == 3 ) {
581      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
582           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
583           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
584           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
585        _checkState = bad;
586        return;
587      }
588    }
589  }
590
591  // Initialize status vector
592  // ------------------------
593  _tt = _TOC;
594  _xv.ReSize(6);
595  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
596  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
597  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
598  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
599  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
600  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
601}
602
603// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
604////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
605t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
606
607  if (_checkState == bad) {
608    return failure;
609  }
610
611  static const double nominalStep = 10.0;
612
613  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
614  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
615
616  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
617
618  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
619    return failure;
620  }
621
622  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
623  double step = dtPos / nSteps;
624
625  double acc[3];
626  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
627  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
628  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
629  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
630    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
631    _tt = _tt + step;
632  }
633
634  // Position and Velocity
635  // ---------------------
636  xc[0] = _xv(1);
637  xc[1] = _xv(2);
638  xc[2] = _xv(3);
639
640  vv[0] = _xv(4);
641  vv[1] = _xv(5);
642  vv[2] = _xv(6);
643
644  // Clock Correction
645  // ----------------
646  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
647  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
648
649  return success;
650}
651
652// RINEX Format String
653//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
654QString t_ephGlo::toString(double version) const {
655
656  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
657
658  QTextStream out(&rnxStr);
659
660  out << QString("%1%2%3\n")
661    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
662    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
663    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
664
665  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
666
667  out << QString(fmt)
668    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
669    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
670    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
671    .arg(_health,         19, 'e', 12);
672
673  out << QString(fmt)
674    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
675    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
676    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
677    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
678
679  out << QString(fmt)
680    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
681    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
682    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
683    .arg(_E,              19, 'e', 12);
684
685  return rnxStr;
686}
687
688// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
689////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
690ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
691                                 double* acc) {
692
693  // State vector components
694  // -----------------------
695  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
696  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
697
698  // Acceleration
699  // ------------
700  static const double gmWGS = 398.60044e12;
701  static const double AE    = 6378136.0;
702  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
703  static const double C20   = -1082.6257e-6;
704
705  double rho = rr.norm_Frobenius();
706  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
707  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
708  double t3  = OMEGA * OMEGA;
709  double t4  = 2.0 * OMEGA;
710  double z2  = rr(3) * rr(3);
711
712  // Vector of derivatives
713  // ---------------------
714  ColumnVector va(6);
715  va(1) = vv(1);
716  va(2) = vv(2);
717  va(3) = vv(3);
718  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
719  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
720  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
721
722  return va;
723}
724
725// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
726////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
727unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
728  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
729  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
730}
731
732// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
733////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
734unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
735
736  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
737      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
738          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
739          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
740        return 1;
741      }
742  }
743  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
744    if (_health) {
745      return 1;
746    }
747  }
748  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
749}
750
751// Constructor
752//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
753t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
754  int       year, month, day, hour, min;
755  double    sec;
756  QString   prnStr;
757  const int nLines = 8;
758  if (lines.size() != nLines) {
759    _checkState = bad;
760    return;
761  }
762
763  // RINEX Format
764  // ------------
765  int fieldLen = 19;
766  double SVhealth = 0.0;
767  double datasource = 0.0;
768
769  int pos[4];
770  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
771  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
772  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
773  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
774
775  // Read eight lines
776  // ----------------
777  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
778    QString line = lines[iLine];
779
780    if      ( iLine == 0 ) {
781      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
782      QString n;
783      in >> prnStr;
784      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
785        in >> n;
786        prnStr.append(n);
787      }
788      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
789      if      (year <  80) {
790        year += 2000;
791      }
792      else if (year < 100) {
793        year += 1900;
794      }
795
796      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
797
798      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
799           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
800           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
801        _checkState = bad;
802        return;
803      }
804    }
805
806    else if      ( iLine == 1 ) {
807      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
808           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
809           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
810           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
811        _checkState = bad;
812        return;
813      }
814    }
815
816    else if ( iLine == 2 ) {
817      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
818           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
819           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
820           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
821        _checkState = bad;
822        return;
823      }
824    }
825
826    else if ( iLine == 3 ) {
827      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
828           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
829           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
830           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
831        _checkState = bad;
832        return;
833      }
834    }
835
836    else if ( iLine == 4 ) {
837      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
838           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
839           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
840           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
841        _checkState = bad;
842        return;
843      }
844    }
845
846    else if ( iLine == 5 ) {
847      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
848           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
849           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
850        _checkState = bad;
851        return;
852      } else {
853        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
854          _fnav = true;
855          _inav = false;
856        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
857          _fnav = false;
858          _inav = true;
859        }
860        _TOEweek -= 1024.0;
861      }
862    }
863
864    else if ( iLine == 6 ) {
865      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
866           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
867           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
868           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
869        _checkState = bad;
870        return;
871      } else {
872        // Bit 0
873        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
874        // Bit 1-2
875        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
876        // Bit 3
877        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
878        // Bit 4-5
879        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
880        // Bit 6
881        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
882        // Bit 7-8
883        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
884
885        if (prnStr.at(0) == 'E') {
886          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
887        }
888      }
889    }
890
891    else if ( iLine == 7 ) {
892      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
893        _checkState = bad;
894        return;
895      }
896    }
897  }
898}
899
900// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
901////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
902t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
903
904  if (_checkState == bad) {
905    return failure;
906  }
907
908  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
909  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
910
911  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
912  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
913
914  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
915  if (a0 == 0) {
916    return failure;
917  }
918
919  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
920
921  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
922  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
923
924  double n  = n0 + _Delta_n;
925  double M  = _M0 + n*tk;
926  double E  = M;
927  double E_last;
928  int    nLoop = 0;
929  do {
930    E_last = E;
931    E = M + _e*sin(E);
932
933    if (++nLoop == 100) {
934      return failure;
935    }
936  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
937  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
938  double u0     = v + _omega;
939  double sin2u0 = sin(2*u0);
940  double cos2u0 = cos(2*u0);
941  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
942  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
943  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
944  double xp     = r*cos(u);
945  double yp     = r*sin(u);
946  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
947                  omegaEarth*_TOEsec;
948
949  double sinom = sin(OM);
950  double cosom = cos(OM);
951  double sini  = sin(i);
952  double cosi  = cos(i);
953  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
954  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
955  xc[2] = yp*sini;
956
957  double tc = tt - _TOC;
958  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
959
960  // Velocity
961  // --------
962  double tanv2 = tan(v/2);
963  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
964  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
965               * dEdM * n;
966  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
967  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
968  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
969  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
970                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
971  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
972  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
973
974  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
975           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
976                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
977
978  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
979           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
980                          - yp*sini*cosom*doti;
981
982  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
983
984  // Relativistic Correction
985  // -----------------------
986  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
987  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
988  // correspondent to IGS convention
989  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
990
991  return success;
992}
993
994// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
995////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
996unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
997  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
998    return 1;
999  }
1000  return 0;
1001}
1002
1003// RINEX Format String
1004//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1005QString t_ephGal::toString(double version) const {
1006
1007  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1008
1009  QTextStream out(&rnxStr);
1010
1011  out << QString("%1%2%3\n")
1012    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1013    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1014    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1015
1016  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1017
1018  out << QString(fmt)
1019    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1020    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1021    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1022    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1023
1024  out << QString(fmt)
1025    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1026    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1027    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1028    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1029
1030  out << QString(fmt)
1031    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1032    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1033    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1034    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1035
1036  out << QString(fmt)
1037    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1038    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1039    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1040    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1041
1042  int    dataSource = 0;
1043  int    SVhealth   = 0;
1044  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1045  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1046  if (_fnav) {
1047    dataSource |= (1<<1);
1048    dataSource |= (1<<8);
1049    BGD_1_5B = 0.0;
1050    // SVhealth
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  }
1067  else if(_inav) {
1068    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1069    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1070    dataSource |= (1<<0);
1071    dataSource |= (1<<2);
1072    dataSource |= (1<<9);
1073    // SVhealth
1074    //   Bit 0  : E1-B DVS
1075    if (_e1DataInValid) {
1076      SVhealth |= (1<<0);
1077    }
1078    //   Bit 1-2: E1-B HS
1079    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1080      SVhealth |= (1<<1);
1081    }
1082    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1083      SVhealth |= (1<<2);
1084    }
1085    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1086      SVhealth |= (1<<1);
1087      SVhealth |= (1<<2);
1088    }
1089    //   Bit 3  : E5a DVS
1090    if (_e5aDataInValid) {
1091      SVhealth |= (1<<3);
1092    }
1093    //   Bit 4-5: E5a HS
1094    if      (_E5aHS == 1.0) {
1095      SVhealth |= (1<<4);
1096    }
1097    else if (_E5aHS == 2.0) {
1098      SVhealth |= (1<<5);
1099    }
1100    else if (_E5aHS == 3.0) {
1101      SVhealth |= (1<<4);
1102      SVhealth |= (1<<5);
1103    }
1104    //   Bit 6  : E5b DVS
1105    if (_e5bDataInValid) {
1106      SVhealth |= (1<<6);
1107    }
1108    //   Bit 7-8: E5b HS
1109    if      (_E5bHS == 1.0) {
1110      SVhealth |= (1<<7);
1111    }
1112    else if (_E5bHS == 2.0) {
1113      SVhealth |= (1<<8);
1114    }
1115    else if (_E5bHS == 3.0) {
1116      SVhealth |= (1<<7);
1117      SVhealth |= (1<<8);
1118    }
1119  }
1120
1121  out << QString(fmt)
1122    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1123    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1124    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1125    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1126
1127  out << QString(fmt)
1128    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1129    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1130    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1131    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1132
1133  double tot = _TOT;
1134  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1135    tot = 0.0;
1136  }
1137  out << QString(fmt)
1138    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1139    .arg("",      19, QChar(' '))
1140    .arg("",      19, QChar(' '))
1141    .arg("",      19, QChar(' '));
1142
1143  return rnxStr;
1144}
1145
1146// Constructor
1147//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1148t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1149
1150  const int nLines = 4;
1151
1152  if (lines.size() != nLines) {
1153    _checkState = bad;
1154    return;
1155  }
1156
1157  // RINEX Format
1158  // ------------
1159  int fieldLen = 19;
1160
1161  int pos[4];
1162  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1163  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1164  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1165  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1166
1167  // Read four lines
1168  // ---------------
1169  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1170    QString line = lines[iLine];
1171
1172    if      ( iLine == 0 ) {
1173      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1174
1175      int    year, month, day, hour, min;
1176      double sec;
1177
1178      QString prnStr, n;
1179      in >> prnStr;
1180      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1181        in >> n;
1182        prnStr.append(n);
1183      }
1184      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1185      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1186        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1187      }
1188      else {
1189        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1190      }
1191
1192      if      (year <  80) {
1193        year += 2000;
1194      }
1195      else if (year < 100) {
1196        year += 1900;
1197      }
1198
1199      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1200
1201      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1202           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1203           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOW  ) ) {
1204        _checkState = bad;
1205        return;
1206      }
1207    }
1208
1209    else if      ( iLine == 1 ) {
1210      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1211           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1212           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1213           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1214        _checkState = bad;
1215        return;
1216      }
1217    }
1218
1219    else if ( iLine == 2 ) {
1220      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1221           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1222           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1223           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1224        _checkState = bad;
1225        return;
1226      }
1227    }
1228
1229    else if ( iLine == 3 ) {
1230      double iodn;
1231      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1232           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1233           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1234           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1235        _checkState = bad;
1236        return;
1237      } else {
1238        _IODN = int(iodn);
1239      }
1240    }
1241  }
1242
1243  _x_pos          *= 1.e3;
1244  _y_pos          *= 1.e3;
1245  _z_pos          *= 1.e3;
1246  _x_velocity     *= 1.e3;
1247  _y_velocity     *= 1.e3;
1248  _z_velocity     *= 1.e3;
1249  _x_acceleration *= 1.e3;
1250  _y_acceleration *= 1.e3;
1251  _z_acceleration *= 1.e3;
1252}
1253
1254// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1255////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1256
1257unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1258  unsigned char buffer[80];
1259  int size = 0;
1260  int numbits = 0;
1261  long long bitbuffer = 0;
1262  unsigned char *startbuffer = buffer;
1263
1264  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1265  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1266  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1267  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1268  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1269  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1270  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1271  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1272  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1273  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1274  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1275  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1276
1277  return CRC24(size, startbuffer);
1278}
1279
1280// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1281////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1282t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1283
1284  if (_checkState == bad) {
1285    return failure;
1286  }
1287
1288  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1289  double  dt = tt - _TOC;
1290
1291  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1292  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1293  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1294
1295  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1296  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1297  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1298
1299  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1300
1301  return success;
1302}
1303
1304// RINEX Format String
1305//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1306QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1307
1308  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1309
1310  QTextStream out(&rnxStr);
1311
1312  out << QString("%1%2%3\n")
1313    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1314    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1315    .arg(_TOW,  19, 'e', 12);
1316
1317  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1318
1319  out << QString(fmt)
1320    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1321    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1322    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1323    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1324
1325  out << QString(fmt)
1326    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1327    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1328    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1329    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1330
1331  out << QString(fmt)
1332    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1333    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1334    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1335    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1336
1337  return rnxStr;
1338}
1339
1340// Constructor
1341//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1342t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1343
1344  const int nLines = 8;
1345
1346  if (lines.size() != nLines) {
1347    _checkState = bad;
1348    return;
1349  }
1350
1351  // RINEX Format
1352  // ------------
1353  int fieldLen = 19;
1354
1355  int pos[4];
1356  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1357  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1358  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1359  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1360
1361  // Read eight lines
1362  // ----------------
1363  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1364    QString line = lines[iLine];
1365
1366    if      ( iLine == 0 ) {
1367      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1368
1369      int    year, month, day, hour, min;
1370      double sec;
1371
1372      QString prnStr, n;
1373      in >> prnStr;
1374      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1375        in >> n;
1376        prnStr.append(n);
1377      }
1378      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1379      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1380        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1381      }
1382      else {
1383        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1384      }
1385
1386      if      (year <  80) {
1387        year += 2000;
1388      }
1389      else if (year < 100) {
1390        year += 1900;
1391      }
1392
1393      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1394
1395      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1396           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1397           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1398        _checkState = bad;
1399        return;
1400      }
1401    }
1402
1403    else if      ( iLine == 1 ) {
1404      double aode;
1405      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1406           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1407           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1408           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1409        _checkState = bad;
1410        return;
1411      }
1412      _AODE = int(aode);
1413    }
1414
1415    else if ( iLine == 2 ) {
1416      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1417           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1418           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1419           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1420        _checkState = bad;
1421        return;
1422      }
1423    }
1424
1425    else if ( iLine == 3 ) {
1426      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1427           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1428           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1429           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1430        _checkState = bad;
1431        return;
1432      }
1433    }
1434
1435    else if ( iLine == 4 ) {
1436      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1437           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1438           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1439           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1440        _checkState = bad;
1441        return;
1442      }
1443    }
1444
1445    else if ( iLine == 5 ) {
1446      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1447           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1448        _checkState = bad;
1449        return;
1450      }
1451    }
1452
1453    else if ( iLine == 6 ) {
1454      double SatH1;
1455      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1456           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1457           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1458           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1459        _checkState = bad;
1460        return;
1461      }
1462      _SatH1 = int(SatH1);
1463    }
1464
1465    else if ( iLine == 7 ) {
1466      double aodc;
1467      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1468           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1469        _checkState = bad;
1470        return;
1471      }
1472      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1473        _TOT = _TOEsec;
1474      }
1475      _AODC = int(aodc);
1476    }
1477  }
1478
1479  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1480
1481  // remark: actually should be computed from second_tot
1482  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1483  //_TOT = _TOC.bdssec();
1484}
1485
1486// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1487////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1488unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1489  unsigned char buffer[80];
1490  int size = 0;
1491  int numbits = 0;
1492  long long bitbuffer = 0;
1493  unsigned char *startbuffer = buffer;
1494
1495  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1496  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1497      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1498  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1499  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1500  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1501  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1502  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1503  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1504  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1505  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1506  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1507  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1508  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1509  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1510  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1511  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1512  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1513  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1514  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1515
1516  return CRC24(size, startbuffer);
1517}
1518
1519// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1520//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1521t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1522
1523  if (_checkState == bad) {
1524    return failure;
1525  }
1526
1527  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1528  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1529
1530  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1531  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1532
1533  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1534
1535  if (_sqrt_A == 0) {
1536    return failure;
1537  }
1538  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1539
1540  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1541  double tk = tt - _TOE;
1542  double n  = n0 + _Delta_n;
1543  double M  = _M0 + n*tk;
1544  double E  = M;
1545  double E_last;
1546  int    nLoop = 0;
1547  do {
1548    E_last = E;
1549    E = M + _e*sin(E);
1550
1551    if (++nLoop == 100) {
1552      return failure;
1553    }
1554  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1555
1556  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1557  double u0     = v + _omega;
1558  double sin2u0 = sin(2*u0);
1559  double cos2u0 = cos(2*u0);
1560  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1561  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1562  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1563  double xp     = r*cos(u);
1564  double yp     = r*sin(u);
1565  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1566  double sinom = 0;
1567  double cosom = 0;
1568  double sini  = 0;
1569  double cosi  = 0;
1570
1571  // Velocity
1572  // --------
1573  double tanv2 = tan(v/2);
1574  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1575  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1576                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1577  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1578  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1579  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1580                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1581
1582  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1583  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1584
1585  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1586
1587  // MEO/IGSO satellite
1588  // ------------------
1589  if (_i0 > iMaxGEO) {
1590    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1591
1592    sinom = sin(OM);
1593    cosom = cos(OM);
1594    sini  = sin(i);
1595    cosi  = cos(i);
1596
1597    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1598    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1599    xc[2] = yp*sini;
1600
1601    // Velocity
1602    // --------
1603
1604    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1605
1606    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1607           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1608                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1609
1610    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1611           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1612                            - yp*sini*cosom*doti;
1613
1614    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1615
1616  }
1617
1618  // GEO satellite
1619  // -------------
1620  else {
1621    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1622    double ll    = omegaBDS*tk;
1623
1624    sinom = sin(OM);
1625    cosom = cos(OM);
1626    sini  = sin(i);
1627    cosi  = cos(i);
1628
1629    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1630    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1631    double zz = yp*sini;
1632
1633    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1634    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1635
1636    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1637    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1638
1639    xc[0] = X2(1);
1640    xc[1] = X2(2);
1641    xc[2] = X2(3);
1642
1643    double dotom = _OMEGADOT;
1644
1645    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1646               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1647                                + yp*sini*sinom*doti;
1648
1649    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1650               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1651                                - yp*sini*cosom*doti;
1652
1653    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1654
1655    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1656
1657    Matrix RdotZ(3,3);
1658    double C = cos(ll);
1659    double S = sin(ll);
1660    Matrix UU(3,3);
1661    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1662    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1663    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1664    RdotZ = omegaBDS * UU;
1665
1666    ColumnVector VV(3);
1667    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1668
1669    vv[0] = VV(1);
1670    vv[1] = VV(2);
1671    vv[2] = VV(3);
1672  }
1673
1674  double tc = tt - _TOC;
1675  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1676
1677  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1678  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1679
1680  // Relativistic Correction
1681  // -----------------------
1682  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1683    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1684  // correspondent to IGS convention
1685  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1686
1687  return success;
1688}
1689
1690// RINEX Format String
1691//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1692QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1693
1694  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1695
1696  QTextStream out(&rnxStr);
1697
1698  out << QString("%1%2%3\n")
1699    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1700    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1701    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1702
1703  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1704
1705  out << QString(fmt)
1706    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1707    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1708    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1709    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1710
1711  out << QString(fmt)
1712    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1713    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1714    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1715    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1716
1717  double toes = 0.0;
1718  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1719    toes = _TOEsec;
1720  }
1721  else {// RTCM stream input
1722    toes = _TOE.bdssec();
1723  }
1724  out << QString(fmt)
1725    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1726    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1727    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1728    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1729
1730  out << QString(fmt)
1731    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1732    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1733    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1734    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1735
1736  double toew = 0.0;
1737  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1738    toew = _TOEweek;
1739  }
1740  else {// RTCM stream input
1741    toew = double(_TOE.bdsw());
1742  }
1743  out << QString(fmt)
1744    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1745    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1746    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1747    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1748
1749  out << QString(fmt)
1750    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1751    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1752    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1753    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1754
1755  double tots = 0.0;
1756  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1757    tots = _TOT;
1758  }
1759  else {// RTCM stream input
1760    tots = _TOE.bdssec();
1761  }
1762  out << QString(fmt)
1763    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1764    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1765    .arg("",            19, QChar(' '))
1766    .arg("",            19, QChar(' '));
1767  return rnxStr;
1768}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.