source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8580

Last change on this file since 8580 was 8580, checked in by stuerze, 18 months ago

minor changes

File size: 49.4 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      _checkState == unhealthy ||
61      _checkState == outdated) {
62    return failure;
63  }
64  const QVector<int> updateInt = QVector<int>()  << 1 << 2 << 5 << 10 << 15 << 30
65                                                 << 60 << 120 << 240 << 300 << 600
66                                                 << 900 << 1800 << 3600 << 7200
67                                                 << 10800;
68  xc.ReSize(6);
69  vv.ReSize(3);
70  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
71    return failure;
72  }
73  if (useCorr) {
74    if (_orbCorr && _clkCorr) {
75      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
76      if (_orbCorr->_updateInt) {
77        dtO -= (0.5 * updateInt[_orbCorr->_updateInt]);
78      }
79      ColumnVector dx(3);
80      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
81      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
82      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
83
84      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
85
86      xc[0] -= dx[0];
87      xc[1] -= dx[1];
88      xc[2] -= dx[2];
89
90      ColumnVector dv(3);
91      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
92
93      vv[0] -= dv[0];
94      vv[1] -= dv[1];
95      vv[2] -= dv[2];
96
97      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
98      if (_clkCorr->_updateInt) {
99        dtC -= (0.5 * updateInt[_clkCorr->_updateInt]);
100      }
101      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
102    }
103    else {
104      return failure;
105    }
106  }
107  return success;
108}
109
110//
111//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
112QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
113  QString prnStr(prn.toString().c_str());
114  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
115}
116
117//
118//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
119QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
120
121  QString datStr;
122
123  unsigned year, month, day, hour, min;
124  double   sec;
125  tt.civil_date(year, month, day);
126  tt.civil_time(hour, min, sec);
127
128  QTextStream out(&datStr);
129
130  if (version < 3.0) {
131    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
132    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
133      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
134      .arg(month,      2)
135      .arg(day,        2)
136      .arg(hour,       2)
137      .arg(min,        2)
138      .arg(sec, 5, 'f',1);
139  }
140  else {
141    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
142      .arg(year,     4)
143      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
144      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
145      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
146      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
147      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
148  }
149
150  return datStr;
151}
152
153// Constructor
154//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
155t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
156
157  const int nLines = 8;
158
159  if (lines.size() != nLines) {
160    _checkState = bad;
161    return;
162  }
163
164  // RINEX Format
165  // ------------
166  int fieldLen = 19;
167
168  int pos[4];
169  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
170  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
171  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
172  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
173
174  // Read eight lines
175  // ----------------
176  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
177    QString line = lines[iLine];
178
179    if      ( iLine == 0 ) {
180      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
181      int    year, month, day, hour, min;
182      double sec;
183
184      QString prnStr, n;
185      in >> prnStr;
186
187      if (prnStr.size() == 1 &&
188          (prnStr[0] == 'G' ||
189           prnStr[0] == 'J' ||
190           prnStr[0] == 'I')) {
191        in >> n;
192        prnStr.append(n);
193      }
194
195      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
196      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
197        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
198      }
199      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
200        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
201      }
202      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
203        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
204      }
205      else {
206        _prn.set('G', prnStr.toInt());
207      }
208
209      if      (year <  80) {
210        year += 2000;
211      }
212      else if (year < 100) {
213        year += 1900;
214      }
215
216      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
217
218      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
219           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
220           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
221        _checkState = bad;
222        return;
223      }
224    }
225
226    else if      ( iLine == 1 ) {
227      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
228           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
229           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
230           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
231        _checkState = bad;
232        return;
233      }
234    }
235
236    else if ( iLine == 2 ) {
237      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
238           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
239           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
240           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
241        _checkState = bad;
242        return;
243      }
244    }
245
246    else if ( iLine == 3 ) {
247      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
248           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
249           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
250           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
251        _checkState = bad;
252        return;
253      }
254    }
255
256    else if ( iLine == 4 ) {
257      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
258           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
259           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
260           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
261        _checkState = bad;
262        return;
263      }
264    }
265
266    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
267      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
268           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
269           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
270           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
271        _checkState = bad;
272        return;
273      }
274    }
275    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
276      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
277           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
278        _checkState = bad;
279        return;
280      }
281    }
282
283    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
284      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
285           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
286           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
287           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
288        _checkState = bad;
289        return;
290      }
291    }
292    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
293      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
294           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
295           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
296        _checkState = bad;
297        return;
298      }
299    }
300
301    else if ( iLine == 7 ) {
302      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
303        _checkState = bad;
304        return;
305      }
306      readDbl(line, pos[1], fieldLen, _fitInterval); // _fitInterval optional
307    }
308  }
309}
310
311// Compute GPS Satellite Position (virtual)
312////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
313t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
314
315  if (_checkState == bad ||
316      _checkState == unhealthy ||
317      _checkState == outdated) {
318    return failure;
319  }
320
321  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
322  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
323
324  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
325  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
326
327  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
328  if (a0 == 0) {
329    return failure;
330  }
331
332  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
333
334  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
335  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
336
337  double n  = n0 + _Delta_n;
338  double M  = _M0 + n*tk;
339  double E  = M;
340  double E_last;
341  int    nLoop = 0;
342  do {
343    E_last = E;
344    E = M + _e*sin(E);
345
346    if (++nLoop == 100) {
347      return failure;
348    }
349  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
350  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
351  double u0     = v + _omega;
352  double sin2u0 = sin(2*u0);
353  double cos2u0 = cos(2*u0);
354  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
355  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
356  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
357  double xp     = r*cos(u);
358  double yp     = r*sin(u);
359  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
360                   omegaEarth*_TOEsec;
361
362  double sinom = sin(OM);
363  double cosom = cos(OM);
364  double sini  = sin(i);
365  double cosi  = cos(i);
366  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
367  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
368  xc[2] = yp*sini;
369
370  double tc = tt - _TOC;
371  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
372
373  // Velocity
374  // --------
375  double tanv2 = tan(v/2);
376  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
377  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
378               * dEdM * n;
379  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
380  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
381  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
382  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
383                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
384  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
385  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
386
387  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
388           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
389                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
390
391  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
392           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
393                          - yp*sini*cosom*doti;
394
395  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
396
397  // Relativistic Correction
398  // -----------------------
399  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
400  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
401
402  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
403  xc[5] = _clock_driftrate;
404
405  return success;
406}
407
408// RINEX Format String
409//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
410QString t_ephGPS::toString(double version) const {
411
412  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
413
414  QTextStream out(&rnxStr);
415
416  out << QString("%1%2%3\n")
417    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
418    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
419    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
420
421  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
422
423   out << QString(fmt)
424    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
425    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
426    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
427    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
428
429  out << QString(fmt)
430    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
431    .arg(_e,      19, 'e', 12)
432    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
433    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
434
435  out << QString(fmt)
436    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
437    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
438    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
439    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
440
441  out << QString(fmt)
442    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
443    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
444    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
445    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
446
447  if (type() == t_eph::IRNSS) {
448    out << QString(fmt)
449      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
450      .arg("",       19, QChar(' '))
451      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
452      .arg("",       19, QChar(' '));
453  }
454  else {
455    out << QString(fmt)
456      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
457      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
458      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
459      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
460  }
461
462  if (type() == t_eph::IRNSS) {
463    out << QString(fmt)
464      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
465      .arg(_health, 19, 'e', 12)
466      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
467      .arg("",       19, QChar(' '));
468  }
469  else {
470    out << QString(fmt)
471      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
472      .arg(_health, 19, 'e', 12)
473      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
474      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
475  }
476
477  double tot = _TOT;
478  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
479    tot = 0.0;
480  }
481  if (type() == t_eph::IRNSS) {
482    out << QString(fmt)
483      .arg(tot,          19, 'e', 12)
484      .arg("",           19, QChar(' '))
485      .arg("",           19, QChar(' '))
486      .arg("",           19, QChar(' '));
487  }
488  else {
489    out << QString(fmt)
490      .arg(tot,          19, 'e', 12)
491      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
492      .arg("",           19, QChar(' '))
493      .arg("",           19, QChar(' '));
494  }
495
496  return rnxStr;
497}
498
499// Constructor
500//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
501t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
502
503  const int nLines = 4;
504
505  if (lines.size() != nLines) {
506    _checkState = bad;
507    return;
508  }
509
510  // RINEX Format
511  // ------------
512  int fieldLen = 19;
513
514  int pos[4];
515  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
516  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
517  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
518  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
519
520  // Read four lines
521  // ---------------
522  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
523    QString line = lines[iLine];
524
525    if      ( iLine == 0 ) {
526      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
527
528      int    year, month, day, hour, min;
529      double sec;
530
531      QString prnStr, n;
532      in >> prnStr;
533      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
534        in >> n;
535        prnStr.append(n);
536      }
537      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
538      if (prnStr.at(0) == 'R') {
539        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
540      }
541      else {
542        _prn.set('R', prnStr.toInt());
543      }
544
545      if      (year <  80) {
546        year += 2000;
547      }
548      else if (year < 100) {
549        year += 1900;
550      }
551
552      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
553
554      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
555      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
556
557      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
558           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
559           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
560        _checkState = bad;
561        return;
562      }
563
564      _tau = -_tau;
565    }
566
567    else if      ( iLine == 1 ) {
568      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
569           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
570           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
571           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
572        _checkState = bad;
573        return;
574      }
575    }
576
577    else if ( iLine == 2 ) {
578      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
579           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
580           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
581           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
582        _checkState = bad;
583        return;
584      }
585    }
586
587    else if ( iLine == 3 ) {
588      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
589           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
590           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
591           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
592        _checkState = bad;
593        return;
594      }
595    }
596  }
597
598  // Initialize status vector
599  // ------------------------
600  _tt = _TOC;
601  _xv.ReSize(6);
602  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
603  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
604  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
605  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
606  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
607  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
608}
609
610// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
611////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
612t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
613
614  if (_checkState == bad ||
615      _checkState == unhealthy ||
616      _checkState == outdated) {
617    return failure;
618  }
619
620  static const double nominalStep = 10.0;
621
622  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
623  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
624
625  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
626
627  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
628    return failure;
629  }
630
631
632  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
633  double step = dtPos / nSteps;
634
635  double acc[3];
636  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
637  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
638  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
639  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
640    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
641    _tt = _tt + step;
642  }
643
644  // Position and Velocity
645  // ---------------------
646  xc[0] = _xv(1);
647  xc[1] = _xv(2);
648  xc[2] = _xv(3);
649
650  vv[0] = _xv(4);
651  vv[1] = _xv(5);
652  vv[2] = _xv(6);
653
654  // Clock Correction
655  // ----------------
656  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
657  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
658
659  xc[4] = _gamma;
660  xc[5] = 0.0;
661
662  return success;
663}
664
665// RINEX Format String
666//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
667QString t_ephGlo::toString(double version) const {
668
669  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
670
671  QTextStream out(&rnxStr);
672
673  out << QString("%1%2%3\n")
674    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
675    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
676    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
677
678  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
679
680  out << QString(fmt)
681    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
682    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
683    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
684    .arg(_health,         19, 'e', 12);
685
686  out << QString(fmt)
687    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
688    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
689    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
690    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
691
692  out << QString(fmt)
693    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
694    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
695    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
696    .arg(_E,              19, 'e', 12);
697
698  return rnxStr;
699}
700
701// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
702////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
703ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
704                                 double* acc) {
705
706  // State vector components
707  // -----------------------
708  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
709  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
710
711  // Acceleration
712  // ------------
713  static const double gmWGS = 398.60044e12;
714  static const double AE    = 6378136.0;
715  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
716  static const double C20   = -1082.6257e-6;
717
718  double rho = rr.norm_Frobenius();
719  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
720  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
721  double t3  = OMEGA * OMEGA;
722  double t4  = 2.0 * OMEGA;
723  double z2  = rr(3) * rr(3);
724
725  // Vector of derivatives
726  // ---------------------
727  ColumnVector va(6);
728  va(1) = vv(1);
729  va(2) = vv(2);
730  va(3) = vv(3);
731  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
732  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
733  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
734
735  return va;
736}
737
738// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
739////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
740unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
741  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
742  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
743}
744
745// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
746////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
747unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
748
749  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
750      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
751          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
752          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
753        return 1;
754      }
755  }
756  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
757    if (_health) {
758      return 1;
759    }
760  }
761  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
762}
763
764// Constructor
765//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
766t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
767  int       year, month, day, hour, min;
768  double    sec;
769  QString   prnStr;
770  const int nLines = 8;
771  if (lines.size() != nLines) {
772    _checkState = bad;
773    return;
774  }
775
776  // RINEX Format
777  // ------------
778  int fieldLen = 19;
779  double SVhealth = 0.0;
780  double datasource = 0.0;
781
782  int pos[4];
783  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
784  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
785  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
786  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
787
788  // Read eight lines
789  // ----------------
790  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
791    QString line = lines[iLine];
792
793    if      ( iLine == 0 ) {
794      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
795      QString n;
796      in >> prnStr;
797      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
798        in >> n;
799        prnStr.append(n);
800      }
801      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
802      if      (year <  80) {
803        year += 2000;
804      }
805      else if (year < 100) {
806        year += 1900;
807      }
808
809      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
810
811      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
812           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
813           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
814        _checkState = bad;
815        return;
816      }
817    }
818
819    else if      ( iLine == 1 ) {
820      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
821           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
822           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
823           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
824        _checkState = bad;
825        return;
826      }
827    }
828
829    else if ( iLine == 2 ) {
830      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
831           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
832           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
833           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
834        _checkState = bad;
835        return;
836      }
837    }
838
839    else if ( iLine == 3 ) {
840      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
841           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
842           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
843           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
844        _checkState = bad;
845        return;
846      }
847    }
848
849    else if ( iLine == 4 ) {
850      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
851           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
852           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
853           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
854        _checkState = bad;
855        return;
856      }
857    }
858
859    else if ( iLine == 5 ) {
860      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
861           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
862           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
863        _checkState = bad;
864        return;
865      } else {
866        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
867          _fnav = true;
868          _inav = false;
869        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
870          _fnav = false;
871          _inav = true;
872        }
873        _TOEweek -= 1024.0;
874      }
875    }
876
877    else if ( iLine == 6 ) {
878      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
879           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
880           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
881           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
882        _checkState = bad;
883        return;
884      } else {
885        // Bit 0
886        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
887        // Bit 1-2
888        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
889        // Bit 3
890        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
891        // Bit 4-5
892        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
893        // Bit 6
894        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
895        // Bit 7-8
896        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
897
898        if (prnStr.at(0) == 'E') {
899          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
900        }
901      }
902    }
903
904    else if ( iLine == 7 ) {
905      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
906        _checkState = bad;
907        return;
908      }
909    }
910  }
911}
912
913// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
914////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
915t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
916
917  if (_checkState == bad ||
918      _checkState == unhealthy ||
919      _checkState == outdated) {
920    return failure;
921  }
922
923  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
924  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
925
926  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
927  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
928
929  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
930  if (a0 == 0) {
931    return failure;
932  }
933
934  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
935
936  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
937  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
938
939  double n  = n0 + _Delta_n;
940  double M  = _M0 + n*tk;
941  double E  = M;
942  double E_last;
943  int    nLoop = 0;
944  do {
945    E_last = E;
946    E = M + _e*sin(E);
947
948    if (++nLoop == 100) {
949      return failure;
950    }
951  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
952  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
953  double u0     = v + _omega;
954  double sin2u0 = sin(2*u0);
955  double cos2u0 = cos(2*u0);
956  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
957  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
958  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
959  double xp     = r*cos(u);
960  double yp     = r*sin(u);
961  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
962                  omegaEarth*_TOEsec;
963
964  double sinom = sin(OM);
965  double cosom = cos(OM);
966  double sini  = sin(i);
967  double cosi  = cos(i);
968  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
969  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
970  xc[2] = yp*sini;
971
972  double tc = tt - _TOC;
973  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
974
975  // Velocity
976  // --------
977  double tanv2 = tan(v/2);
978  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
979  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
980               * dEdM * n;
981  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
982  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
983  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
984  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
985                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
986  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
987  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
988
989  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
990           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
991                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
992
993  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
994           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
995                          - yp*sini*cosom*doti;
996
997  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
998
999  // Relativistic Correction
1000  // -----------------------
1001  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1002  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1003  // correspondent to IGS convention
1004  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1005
1006  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1007  xc[5] = _clock_driftrate;
1008
1009  return success;
1010}
1011
1012// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1013////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1014unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1015  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1016    return 1;
1017  }
1018  return 0;
1019}
1020
1021// RINEX Format String
1022//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1023QString t_ephGal::toString(double version) const {
1024
1025  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1026
1027  QTextStream out(&rnxStr);
1028
1029  out << QString("%1%2%3\n")
1030    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1031    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1032    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1033
1034  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1035
1036  out << QString(fmt)
1037    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1038    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1039    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1040    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1041
1042  out << QString(fmt)
1043    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1044    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1045    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1046    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1047
1048  out << QString(fmt)
1049    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1050    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1051    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1052    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1053
1054  out << QString(fmt)
1055    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1056    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1057    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1058    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1059
1060  int    dataSource = 0;
1061  int    SVhealth   = 0;
1062  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1063  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1064  if (_fnav) {
1065    dataSource |= (1<<1);
1066    dataSource |= (1<<8);
1067    BGD_1_5B = 0.0;
1068    // SVhealth
1069    //   Bit 3  : E5a DVS
1070    if (_e5aDataInValid) {
1071      SVhealth |= (1<<3);
1072    }
1073    //   Bit 4-5: E5a HS
1074    if (_E5aHS == 1.0) {
1075      SVhealth |= (1<<4);
1076    }
1077    else if (_E5aHS == 2.0) {
1078      SVhealth |= (1<<5);
1079    }
1080    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1081      SVhealth |= (1<<4);
1082      SVhealth |= (1<<5);
1083    }
1084  }
1085  else if(_inav) {
1086    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1087    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1088    dataSource |= (1<<0);
1089    dataSource |= (1<<2);
1090    dataSource |= (1<<9);
1091    // SVhealth
1092    //   Bit 0  : E1-B DVS
1093    if (_e1DataInValid) {
1094      SVhealth |= (1<<0);
1095    }
1096    //   Bit 1-2: E1-B HS
1097    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1098      SVhealth |= (1<<1);
1099    }
1100    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1101      SVhealth |= (1<<2);
1102    }
1103    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1104      SVhealth |= (1<<1);
1105      SVhealth |= (1<<2);
1106    }
1107    //   Bit 3  : E5a DVS
1108    if (_e5aDataInValid) {
1109      SVhealth |= (1<<3);
1110    }
1111    //   Bit 4-5: E5a HS
1112    if      (_E5aHS == 1.0) {
1113      SVhealth |= (1<<4);
1114    }
1115    else if (_E5aHS == 2.0) {
1116      SVhealth |= (1<<5);
1117    }
1118    else if (_E5aHS == 3.0) {
1119      SVhealth |= (1<<4);
1120      SVhealth |= (1<<5);
1121    }
1122    //   Bit 6  : E5b DVS
1123    if (_e5bDataInValid) {
1124      SVhealth |= (1<<6);
1125    }
1126    //   Bit 7-8: E5b HS
1127    if      (_E5bHS == 1.0) {
1128      SVhealth |= (1<<7);
1129    }
1130    else if (_E5bHS == 2.0) {
1131      SVhealth |= (1<<8);
1132    }
1133    else if (_E5bHS == 3.0) {
1134      SVhealth |= (1<<7);
1135      SVhealth |= (1<<8);
1136    }
1137  }
1138
1139  out << QString(fmt)
1140    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1141    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1142    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1143    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1144
1145  out << QString(fmt)
1146    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1147    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1148    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1149    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1150
1151  double tot = _TOT;
1152  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1153    tot = 0.0;
1154  }
1155  out << QString(fmt)
1156    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1157    .arg("",      19, QChar(' '))
1158    .arg("",      19, QChar(' '))
1159    .arg("",      19, QChar(' '));
1160
1161  return rnxStr;
1162}
1163
1164// Constructor
1165//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1166t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1167
1168  const int nLines = 4;
1169
1170  if (lines.size() != nLines) {
1171    _checkState = bad;
1172    return;
1173  }
1174
1175  // RINEX Format
1176  // ------------
1177  int fieldLen = 19;
1178
1179  int pos[4];
1180  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1181  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1182  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1183  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1184
1185  // Read four lines
1186  // ---------------
1187  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1188    QString line = lines[iLine];
1189
1190    if      ( iLine == 0 ) {
1191      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1192
1193      int    year, month, day, hour, min;
1194      double sec;
1195
1196      QString prnStr, n;
1197      in >> prnStr;
1198      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1199        in >> n;
1200        prnStr.append(n);
1201      }
1202      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1203      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1204        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1205      }
1206      else {
1207        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1208      }
1209
1210      if      (year <  80) {
1211        year += 2000;
1212      }
1213      else if (year < 100) {
1214        year += 1900;
1215      }
1216
1217      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1218
1219      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1220           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1221           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1222        _checkState = bad;
1223        return;
1224      }
1225    }
1226
1227    else if      ( iLine == 1 ) {
1228      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1229           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1230           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1231           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1232        _checkState = bad;
1233        return;
1234      }
1235    }
1236
1237    else if ( iLine == 2 ) {
1238      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1239           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1240           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1241           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1242        _checkState = bad;
1243        return;
1244      }
1245    }
1246
1247    else if ( iLine == 3 ) {
1248      double iodn;
1249      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1250           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1251           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1252           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1253        _checkState = bad;
1254        return;
1255      } else {
1256        _IODN = int(iodn);
1257      }
1258    }
1259  }
1260
1261  _x_pos          *= 1.e3;
1262  _y_pos          *= 1.e3;
1263  _z_pos          *= 1.e3;
1264  _x_velocity     *= 1.e3;
1265  _y_velocity     *= 1.e3;
1266  _z_velocity     *= 1.e3;
1267  _x_acceleration *= 1.e3;
1268  _y_acceleration *= 1.e3;
1269  _z_acceleration *= 1.e3;
1270}
1271
1272// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1273////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1274
1275unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1276  unsigned char buffer[80];
1277  int size = 0;
1278  int numbits = 0;
1279  long long bitbuffer = 0;
1280  unsigned char *startbuffer = buffer;
1281
1282  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1283  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1284  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1285  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1286  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1287  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1288  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1289  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1290  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1291  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1292  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1293  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1294
1295  return CRC24(size, startbuffer);
1296}
1297
1298// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1299////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1300t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1301
1302  if (_checkState == bad ||
1303      _checkState == unhealthy ||
1304      _checkState == outdated) {
1305    return failure;
1306  }
1307
1308  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1309  double  dt = tt - _TOC;
1310
1311  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1312  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1313  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1314
1315  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1316  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1317  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1318
1319  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1320
1321  xc[4] = _agf1;
1322  xc[5] = 0.0;
1323
1324  return success;
1325}
1326
1327// RINEX Format String
1328//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1329QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1330
1331  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1332
1333  QTextStream out(&rnxStr);
1334
1335  out << QString("%1%2%3\n")
1336    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1337    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1338    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1339
1340  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1341
1342  out << QString(fmt)
1343    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1344    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1345    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1346    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1347
1348  out << QString(fmt)
1349    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1350    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1351    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1352    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1353
1354  out << QString(fmt)
1355    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1356    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1357    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1358    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1359
1360  return rnxStr;
1361}
1362
1363// Constructor
1364//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1365t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1366
1367  const int nLines = 8;
1368
1369  if (lines.size() != nLines) {
1370    _checkState = bad;
1371    return;
1372  }
1373
1374  // RINEX Format
1375  // ------------
1376  int fieldLen = 19;
1377
1378  int pos[4];
1379  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1380  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1381  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1382  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1383
1384  // Read eight lines
1385  // ----------------
1386  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1387    QString line = lines[iLine];
1388
1389    if      ( iLine == 0 ) {
1390      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1391
1392      int    year, month, day, hour, min;
1393      double sec;
1394
1395      QString prnStr, n;
1396      in >> prnStr;
1397      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1398        in >> n;
1399        prnStr.append(n);
1400      }
1401      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1402      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1403        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1404      }
1405      else {
1406        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1407      }
1408
1409      if      (year <  80) {
1410        year += 2000;
1411      }
1412      else if (year < 100) {
1413        year += 1900;
1414      }
1415
1416      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1417
1418      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1419           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1420           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1421        _checkState = bad;
1422        return;
1423      }
1424    }
1425
1426    else if      ( iLine == 1 ) {
1427      double aode;
1428      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1429           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1430           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1431           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1432        _checkState = bad;
1433        return;
1434      }
1435      _AODE = int(aode);
1436    }
1437
1438    else if ( iLine == 2 ) {
1439      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1440           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1441           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1442           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1443        _checkState = bad;
1444        return;
1445      }
1446    }
1447
1448    else if ( iLine == 3 ) {
1449      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1450           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1451           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1452           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1453        _checkState = bad;
1454        return;
1455      }
1456    }
1457
1458    else if ( iLine == 4 ) {
1459      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1460           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1461           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1462           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1463        _checkState = bad;
1464        return;
1465      }
1466    }
1467
1468    else if ( iLine == 5 ) {
1469      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1470           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1471        _checkState = bad;
1472        return;
1473      }
1474    }
1475
1476    else if ( iLine == 6 ) {
1477      double SatH1;
1478      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1479           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1480           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1481           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1482        _checkState = bad;
1483        return;
1484      }
1485      _SatH1 = int(SatH1);
1486    }
1487
1488    else if ( iLine == 7 ) {
1489      double aodc;
1490      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1491           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1492        _checkState = bad;
1493        return;
1494      }
1495      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1496        _TOT = _TOEsec;
1497      }
1498      _AODC = int(aodc);
1499    }
1500  }
1501
1502  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1503
1504  // remark: actually should be computed from second_tot
1505  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1506  //_TOT = _TOC.bdssec();
1507}
1508
1509// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1510////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1511unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1512  unsigned char buffer[80];
1513  int size = 0;
1514  int numbits = 0;
1515  long long bitbuffer = 0;
1516  unsigned char *startbuffer = buffer;
1517
1518  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1519  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1520      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1521  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1522  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1523  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1524  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1525  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1526  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1527  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1528  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1529  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1530  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1531  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1532  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1533  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1534  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1535  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1536  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1537  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1538
1539  return CRC24(size, startbuffer);
1540}
1541
1542// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1543//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1544t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1545
1546  if (_checkState == bad ||
1547      _checkState == unhealthy ||
1548      _checkState == outdated) {
1549    return failure;
1550  }
1551
1552  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1553  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1554
1555  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1556  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1557
1558  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1559
1560  if (_sqrt_A == 0) {
1561    return failure;
1562  }
1563  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1564
1565  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1566  double tk = tt - _TOE;
1567  double n  = n0 + _Delta_n;
1568  double M  = _M0 + n*tk;
1569  double E  = M;
1570  double E_last;
1571  int    nLoop = 0;
1572  do {
1573    E_last = E;
1574    E = M + _e*sin(E);
1575
1576    if (++nLoop == 100) {
1577      return failure;
1578    }
1579  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1580
1581  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1582  double u0     = v + _omega;
1583  double sin2u0 = sin(2*u0);
1584  double cos2u0 = cos(2*u0);
1585  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1586  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1587  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1588  double xp     = r*cos(u);
1589  double yp     = r*sin(u);
1590  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1591  double sinom = 0;
1592  double cosom = 0;
1593  double sini  = 0;
1594  double cosi  = 0;
1595
1596  // Velocity
1597  // --------
1598  double tanv2 = tan(v/2);
1599  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1600  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1601                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1602  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1603  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1604  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1605                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1606
1607  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1608  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1609
1610  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1611
1612  // MEO/IGSO satellite
1613  // ------------------
1614  if (_i0 > iMaxGEO) {
1615    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1616
1617    sinom = sin(OM);
1618    cosom = cos(OM);
1619    sini  = sin(i);
1620    cosi  = cos(i);
1621
1622    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1623    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1624    xc[2] = yp*sini;
1625
1626    // Velocity
1627    // --------
1628
1629    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1630
1631    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1632           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1633                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1634
1635    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1636           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1637                            - yp*sini*cosom*doti;
1638
1639    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1640
1641  }
1642
1643  // GEO satellite
1644  // -------------
1645  else {
1646    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1647    double ll    = omegaBDS*tk;
1648
1649    sinom = sin(OM);
1650    cosom = cos(OM);
1651    sini  = sin(i);
1652    cosi  = cos(i);
1653
1654    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1655    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1656    double zz = yp*sini;
1657
1658    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1659    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1660
1661    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1662    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1663
1664    xc[0] = X2(1);
1665    xc[1] = X2(2);
1666    xc[2] = X2(3);
1667
1668    double dotom = _OMEGADOT;
1669
1670    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1671               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1672                                + yp*sini*sinom*doti;
1673
1674    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1675               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1676                                - yp*sini*cosom*doti;
1677
1678    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1679
1680    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1681
1682    Matrix RdotZ(3,3);
1683    double C = cos(ll);
1684    double S = sin(ll);
1685    Matrix UU(3,3);
1686    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1687    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1688    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1689    RdotZ = omegaBDS * UU;
1690
1691    ColumnVector VV(3);
1692    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1693
1694    vv[0] = VV(1);
1695    vv[1] = VV(2);
1696    vv[2] = VV(3);
1697  }
1698
1699  double tc = tt - _TOC;
1700  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1701
1702  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1703  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1704
1705  // Relativistic Correction
1706  // -----------------------
1707  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1708  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1709  // correspondent to IGS convention
1710  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1711
1712  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1713  xc[5] = _clock_driftrate;
1714
1715  return success;
1716}
1717
1718// RINEX Format String
1719//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1720QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1721
1722  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1723
1724  QTextStream out(&rnxStr);
1725
1726  out << QString("%1%2%3\n")
1727    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1728    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1729    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1730
1731  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1732
1733  out << QString(fmt)
1734    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1735    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1736    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1737    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1738
1739  out << QString(fmt)
1740    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1741    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1742    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1743    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1744
1745  double toes = 0.0;
1746  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1747    toes = _TOEsec;
1748  }
1749  else {// RTCM stream input
1750    toes = _TOE.bdssec();
1751  }
1752  out << QString(fmt)
1753    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1754    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1755    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1756    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1757
1758  out << QString(fmt)
1759    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1760    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1761    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1762    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1763
1764  double toew = 0.0;
1765  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1766    toew = _TOEweek;
1767  }
1768  else {// RTCM stream input
1769    toew = double(_TOE.bdsw());
1770  }
1771  out << QString(fmt)
1772    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1773    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1774    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1775    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1776
1777  out << QString(fmt)
1778    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1779    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1780    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1781    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1782
1783  double tots = 0.0;
1784  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1785    tots = _TOT;
1786  }
1787  else {// RTCM stream input
1788    tots = _TOE.bdssec();
1789  }
1790  out << QString(fmt)
1791    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1792    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1793    .arg("",            19, QChar(' '))
1794    .arg("",            19, QChar(' '));
1795  return rnxStr;
1796}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.