source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8583

Last change on this file since 8583 was 8583, checked in by stuerze, 18 months ago

minor changes

File size: 49.2 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    return failure;
62  }
63  const QVector<int> updateInt = QVector<int>()  << 1 << 2 << 5 << 10 << 15 << 30
64                                                 << 60 << 120 << 240 << 300 << 600
65                                                 << 900 << 1800 << 3600 << 7200
66                                                 << 10800;
67  xc.ReSize(6);
68  vv.ReSize(3);
69  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
70    return failure;
71  }
72  if (useCorr) {
73    if (_orbCorr && _clkCorr) {
74      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
75      if (_orbCorr->_updateInt) {
76        dtO -= (0.5 * updateInt[_orbCorr->_updateInt]);
77      }
78      ColumnVector dx(3);
79      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
80      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
81      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
82
83      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
84
85      xc[0] -= dx[0];
86      xc[1] -= dx[1];
87      xc[2] -= dx[2];
88
89      ColumnVector dv(3);
90      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
91
92      vv[0] -= dv[0];
93      vv[1] -= dv[1];
94      vv[2] -= dv[2];
95
96      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
97      if (_clkCorr->_updateInt) {
98        dtC -= (0.5 * updateInt[_clkCorr->_updateInt]);
99      }
100      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
101    }
102    else {
103      return failure;
104    }
105  }
106  return success;
107}
108
109//
110//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
111QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
112  QString prnStr(prn.toString().c_str());
113  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
114}
115
116//
117//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
118QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
119
120  QString datStr;
121
122  unsigned year, month, day, hour, min;
123  double   sec;
124  tt.civil_date(year, month, day);
125  tt.civil_time(hour, min, sec);
126
127  QTextStream out(&datStr);
128
129  if (version < 3.0) {
130    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
131    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
132      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
133      .arg(month,      2)
134      .arg(day,        2)
135      .arg(hour,       2)
136      .arg(min,        2)
137      .arg(sec, 5, 'f',1);
138  }
139  else {
140    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
141      .arg(year,     4)
142      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
143      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
144      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
145      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
146      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
147  }
148
149  return datStr;
150}
151
152// Constructor
153//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
154t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
155
156  const int nLines = 8;
157
158  if (lines.size() != nLines) {
159    _checkState = bad;
160    return;
161  }
162
163  // RINEX Format
164  // ------------
165  int fieldLen = 19;
166
167  int pos[4];
168  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
169  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
170  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
171  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
172
173  // Read eight lines
174  // ----------------
175  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
176    QString line = lines[iLine];
177
178    if      ( iLine == 0 ) {
179      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
180      int    year, month, day, hour, min;
181      double sec;
182
183      QString prnStr, n;
184      in >> prnStr;
185
186      if (prnStr.size() == 1 &&
187          (prnStr[0] == 'G' ||
188           prnStr[0] == 'J' ||
189           prnStr[0] == 'I')) {
190        in >> n;
191        prnStr.append(n);
192      }
193
194      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
195      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
196        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
197      }
198      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
199        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
200      }
201      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
202        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
203      }
204      else {
205        _prn.set('G', prnStr.toInt());
206      }
207
208      if      (year <  80) {
209        year += 2000;
210      }
211      else if (year < 100) {
212        year += 1900;
213      }
214
215      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
216
217      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
218           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
219           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
220        _checkState = bad;
221        return;
222      }
223    }
224
225    else if      ( iLine == 1 ) {
226      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
227           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
228           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
229           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
230        _checkState = bad;
231        return;
232      }
233    }
234
235    else if ( iLine == 2 ) {
236      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
237           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
238           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
239           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
240        _checkState = bad;
241        return;
242      }
243    }
244
245    else if ( iLine == 3 ) {
246      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
247           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
248           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
249           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
250        _checkState = bad;
251        return;
252      }
253    }
254
255    else if ( iLine == 4 ) {
256      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
257           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
258           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
259           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
260        _checkState = bad;
261        return;
262      }
263    }
264
265    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
266      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
267           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
268           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
269           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
270        _checkState = bad;
271        return;
272      }
273    }
274    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
275      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
276           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
277        _checkState = bad;
278        return;
279      }
280    }
281
282    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
283      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
284           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
285           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
286           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
287        _checkState = bad;
288        return;
289      }
290    }
291    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
292      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
293           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
294           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
295        _checkState = bad;
296        return;
297      }
298    }
299
300    else if ( iLine == 7 ) {
301      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
302        _checkState = bad;
303        return;
304      }
305      readDbl(line, pos[1], fieldLen, _fitInterval); // _fitInterval optional
306    }
307  }
308}
309
310// Compute GPS Satellite Position (virtual)
311////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
312t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
313
314  if (_checkState == bad ||
315      _checkState == unhealthy) {
316    return failure;
317  }
318
319  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
320  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
321
322  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
323  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
324
325  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
326  if (a0 == 0) {
327    return failure;
328  }
329
330  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
331
332  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
333  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
334
335  double n  = n0 + _Delta_n;
336  double M  = _M0 + n*tk;
337  double E  = M;
338  double E_last;
339  int    nLoop = 0;
340  do {
341    E_last = E;
342    E = M + _e*sin(E);
343
344    if (++nLoop == 100) {
345      return failure;
346    }
347  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
348  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
349  double u0     = v + _omega;
350  double sin2u0 = sin(2*u0);
351  double cos2u0 = cos(2*u0);
352  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
353  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
354  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
355  double xp     = r*cos(u);
356  double yp     = r*sin(u);
357  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
358                   omegaEarth*_TOEsec;
359
360  double sinom = sin(OM);
361  double cosom = cos(OM);
362  double sini  = sin(i);
363  double cosi  = cos(i);
364  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
365  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
366  xc[2] = yp*sini;
367
368  double tc = tt - _TOC;
369  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
370
371  // Velocity
372  // --------
373  double tanv2 = tan(v/2);
374  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
375  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
376               * dEdM * n;
377  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
378  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
379  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
380  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
381                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
382  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
383  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
384
385  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
386           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
387                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
388
389  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
390           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
391                          - yp*sini*cosom*doti;
392
393  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
394
395  // Relativistic Correction
396  // -----------------------
397  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
398  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
399
400  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
401  xc[5] = _clock_driftrate;
402
403  return success;
404}
405
406// RINEX Format String
407//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
408QString t_ephGPS::toString(double version) const {
409
410  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
411
412  QTextStream out(&rnxStr);
413
414  out << QString("%1%2%3\n")
415    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
416    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
417    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
418
419  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
420
421   out << QString(fmt)
422    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
423    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
424    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
425    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
426
427  out << QString(fmt)
428    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
429    .arg(_e,      19, 'e', 12)
430    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
431    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
432
433  out << QString(fmt)
434    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
435    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
436    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
437    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
438
439  out << QString(fmt)
440    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
441    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
442    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
443    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
444
445  if (type() == t_eph::IRNSS) {
446    out << QString(fmt)
447      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
448      .arg("",       19, QChar(' '))
449      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
450      .arg("",       19, QChar(' '));
451  }
452  else {
453    out << QString(fmt)
454      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
455      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
456      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
457      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
458  }
459
460  if (type() == t_eph::IRNSS) {
461    out << QString(fmt)
462      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
463      .arg(_health, 19, 'e', 12)
464      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
465      .arg("",       19, QChar(' '));
466  }
467  else {
468    out << QString(fmt)
469      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
470      .arg(_health, 19, 'e', 12)
471      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
472      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
473  }
474
475  double tot = _TOT;
476  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
477    tot = 0.0;
478  }
479  if (type() == t_eph::IRNSS) {
480    out << QString(fmt)
481      .arg(tot,          19, 'e', 12)
482      .arg("",           19, QChar(' '))
483      .arg("",           19, QChar(' '))
484      .arg("",           19, QChar(' '));
485  }
486  else {
487    out << QString(fmt)
488      .arg(tot,          19, 'e', 12)
489      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
490      .arg("",           19, QChar(' '))
491      .arg("",           19, QChar(' '));
492  }
493
494  return rnxStr;
495}
496
497// Constructor
498//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
499t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
500
501  const int nLines = 4;
502
503  if (lines.size() != nLines) {
504    _checkState = bad;
505    return;
506  }
507
508  // RINEX Format
509  // ------------
510  int fieldLen = 19;
511
512  int pos[4];
513  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
514  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
515  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
516  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
517
518  // Read four lines
519  // ---------------
520  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
521    QString line = lines[iLine];
522
523    if      ( iLine == 0 ) {
524      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
525
526      int    year, month, day, hour, min;
527      double sec;
528
529      QString prnStr, n;
530      in >> prnStr;
531      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
532        in >> n;
533        prnStr.append(n);
534      }
535      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
536      if (prnStr.at(0) == 'R') {
537        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
538      }
539      else {
540        _prn.set('R', prnStr.toInt());
541      }
542
543      if      (year <  80) {
544        year += 2000;
545      }
546      else if (year < 100) {
547        year += 1900;
548      }
549
550      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
551
552      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
553      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
554
555      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
556           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
557           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
558        _checkState = bad;
559        return;
560      }
561
562      _tau = -_tau;
563    }
564
565    else if      ( iLine == 1 ) {
566      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
567           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
568           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
569           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
570        _checkState = bad;
571        return;
572      }
573    }
574
575    else if ( iLine == 2 ) {
576      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
577           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
578           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
579           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
580        _checkState = bad;
581        return;
582      }
583    }
584
585    else if ( iLine == 3 ) {
586      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
587           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
588           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
589           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
590        _checkState = bad;
591        return;
592      }
593    }
594  }
595
596  // Initialize status vector
597  // ------------------------
598  _tt = _TOC;
599  _xv.ReSize(6);
600  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
601  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
602  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
603  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
604  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
605  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
606}
607
608// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
609////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
610t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
611
612  if (_checkState == bad ||
613      _checkState == unhealthy) {
614    return failure;
615  }
616
617  static const double nominalStep = 10.0;
618
619  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
620  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
621
622  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
623
624  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
625    return failure;
626  }
627
628
629  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
630  double step = dtPos / nSteps;
631
632  double acc[3];
633  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
634  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
635  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
636  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
637    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
638    _tt = _tt + step;
639  }
640
641  // Position and Velocity
642  // ---------------------
643  xc[0] = _xv(1);
644  xc[1] = _xv(2);
645  xc[2] = _xv(3);
646
647  vv[0] = _xv(4);
648  vv[1] = _xv(5);
649  vv[2] = _xv(6);
650
651  // Clock Correction
652  // ----------------
653  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
654  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
655
656  xc[4] = _gamma;
657  xc[5] = 0.0;
658
659  return success;
660}
661
662// RINEX Format String
663//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
664QString t_ephGlo::toString(double version) const {
665
666  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
667
668  QTextStream out(&rnxStr);
669
670  out << QString("%1%2%3\n")
671    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
672    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
673    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
674
675  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
676
677  out << QString(fmt)
678    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
679    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
680    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
681    .arg(_health,         19, 'e', 12);
682
683  out << QString(fmt)
684    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
685    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
686    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
687    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
688
689  out << QString(fmt)
690    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
691    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
692    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
693    .arg(_E,              19, 'e', 12);
694
695  return rnxStr;
696}
697
698// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
699////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
700ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
701                                 double* acc) {
702
703  // State vector components
704  // -----------------------
705  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
706  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
707
708  // Acceleration
709  // ------------
710  static const double gmWGS = 398.60044e12;
711  static const double AE    = 6378136.0;
712  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
713  static const double C20   = -1082.6257e-6;
714
715  double rho = rr.norm_Frobenius();
716  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
717  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
718  double t3  = OMEGA * OMEGA;
719  double t4  = 2.0 * OMEGA;
720  double z2  = rr(3) * rr(3);
721
722  // Vector of derivatives
723  // ---------------------
724  ColumnVector va(6);
725  va(1) = vv(1);
726  va(2) = vv(2);
727  va(3) = vv(3);
728  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
729  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
730  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
731
732  return va;
733}
734
735// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
736////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
737unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
738  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
739  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
740}
741
742// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
743////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
744unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
745
746  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
747      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
748          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
749          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
750        return 1;
751      }
752  }
753  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
754    if (_health) {
755      return 1;
756    }
757  }
758  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
759}
760
761// Constructor
762//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
763t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
764  int       year, month, day, hour, min;
765  double    sec;
766  QString   prnStr;
767  const int nLines = 8;
768  if (lines.size() != nLines) {
769    _checkState = bad;
770    return;
771  }
772
773  // RINEX Format
774  // ------------
775  int fieldLen = 19;
776  double SVhealth = 0.0;
777  double datasource = 0.0;
778
779  int pos[4];
780  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
781  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
782  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
783  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
784
785  // Read eight lines
786  // ----------------
787  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
788    QString line = lines[iLine];
789
790    if      ( iLine == 0 ) {
791      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
792      QString n;
793      in >> prnStr;
794      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
795        in >> n;
796        prnStr.append(n);
797      }
798      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
799      if      (year <  80) {
800        year += 2000;
801      }
802      else if (year < 100) {
803        year += 1900;
804      }
805
806      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
807
808      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
809           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
810           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
811        _checkState = bad;
812        return;
813      }
814    }
815
816    else if      ( iLine == 1 ) {
817      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
818           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
819           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
820           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
821        _checkState = bad;
822        return;
823      }
824    }
825
826    else if ( iLine == 2 ) {
827      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
828           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
829           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
830           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
831        _checkState = bad;
832        return;
833      }
834    }
835
836    else if ( iLine == 3 ) {
837      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
838           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
839           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
840           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
841        _checkState = bad;
842        return;
843      }
844    }
845
846    else if ( iLine == 4 ) {
847      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
848           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
849           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
850           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
851        _checkState = bad;
852        return;
853      }
854    }
855
856    else if ( iLine == 5 ) {
857      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
858           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
859           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
860        _checkState = bad;
861        return;
862      } else {
863        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
864          _fnav = true;
865          _inav = false;
866        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
867          _fnav = false;
868          _inav = true;
869        }
870        _TOEweek -= 1024.0;
871      }
872    }
873
874    else if ( iLine == 6 ) {
875      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
876           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
877           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
878           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
879        _checkState = bad;
880        return;
881      } else {
882        // Bit 0
883        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
884        // Bit 1-2
885        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
886        // Bit 3
887        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
888        // Bit 4-5
889        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
890        // Bit 6
891        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
892        // Bit 7-8
893        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
894
895        if (prnStr.at(0) == 'E') {
896          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
897        }
898      }
899    }
900
901    else if ( iLine == 7 ) {
902      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
903        _checkState = bad;
904        return;
905      }
906    }
907  }
908}
909
910// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
911////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
912t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
913
914  if (_checkState == bad ||
915      _checkState == unhealthy) {
916    return failure;
917  }
918
919  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
920  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
921
922  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
923  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
924
925  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
926  if (a0 == 0) {
927    return failure;
928  }
929
930  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
931
932  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
933  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
934
935  double n  = n0 + _Delta_n;
936  double M  = _M0 + n*tk;
937  double E  = M;
938  double E_last;
939  int    nLoop = 0;
940  do {
941    E_last = E;
942    E = M + _e*sin(E);
943
944    if (++nLoop == 100) {
945      return failure;
946    }
947  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
948  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
949  double u0     = v + _omega;
950  double sin2u0 = sin(2*u0);
951  double cos2u0 = cos(2*u0);
952  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
953  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
954  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
955  double xp     = r*cos(u);
956  double yp     = r*sin(u);
957  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
958                  omegaEarth*_TOEsec;
959
960  double sinom = sin(OM);
961  double cosom = cos(OM);
962  double sini  = sin(i);
963  double cosi  = cos(i);
964  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
965  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
966  xc[2] = yp*sini;
967
968  double tc = tt - _TOC;
969  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
970
971  // Velocity
972  // --------
973  double tanv2 = tan(v/2);
974  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
975  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
976               * dEdM * n;
977  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
978  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
979  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
980  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
981                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
982  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
983  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
984
985  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
986           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
987                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
988
989  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
990           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
991                          - yp*sini*cosom*doti;
992
993  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
994
995  // Relativistic Correction
996  // -----------------------
997  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
998  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
999  // correspondent to IGS convention
1000  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1001
1002  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1003  xc[5] = _clock_driftrate;
1004
1005  return success;
1006}
1007
1008// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1009////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1010unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1011  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1012    return 1;
1013  }
1014  return 0;
1015}
1016
1017// RINEX Format String
1018//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1019QString t_ephGal::toString(double version) const {
1020
1021  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1022
1023  QTextStream out(&rnxStr);
1024
1025  out << QString("%1%2%3\n")
1026    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1027    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1028    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1029
1030  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1031
1032  out << QString(fmt)
1033    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1034    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1035    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1036    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1037
1038  out << QString(fmt)
1039    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1040    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1041    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1042    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1043
1044  out << QString(fmt)
1045    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1046    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1047    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1048    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1049
1050  out << QString(fmt)
1051    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1052    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1053    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1054    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1055
1056  int    dataSource = 0;
1057  int    SVhealth   = 0;
1058  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1059  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1060  if (_fnav) {
1061    dataSource |= (1<<1);
1062    dataSource |= (1<<8);
1063    BGD_1_5B = 0.0;
1064    // SVhealth
1065    //   Bit 3  : E5a DVS
1066    if (_e5aDataInValid) {
1067      SVhealth |= (1<<3);
1068    }
1069    //   Bit 4-5: E5a HS
1070    if (_E5aHS == 1.0) {
1071      SVhealth |= (1<<4);
1072    }
1073    else if (_E5aHS == 2.0) {
1074      SVhealth |= (1<<5);
1075    }
1076    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1077      SVhealth |= (1<<4);
1078      SVhealth |= (1<<5);
1079    }
1080  }
1081  else if(_inav) {
1082    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1083    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1084    dataSource |= (1<<0);
1085    dataSource |= (1<<2);
1086    dataSource |= (1<<9);
1087    // SVhealth
1088    //   Bit 0  : E1-B DVS
1089    if (_e1DataInValid) {
1090      SVhealth |= (1<<0);
1091    }
1092    //   Bit 1-2: E1-B HS
1093    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1094      SVhealth |= (1<<1);
1095    }
1096    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1097      SVhealth |= (1<<2);
1098    }
1099    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1100      SVhealth |= (1<<1);
1101      SVhealth |= (1<<2);
1102    }
1103    //   Bit 3  : E5a DVS
1104    if (_e5aDataInValid) {
1105      SVhealth |= (1<<3);
1106    }
1107    //   Bit 4-5: E5a HS
1108    if      (_E5aHS == 1.0) {
1109      SVhealth |= (1<<4);
1110    }
1111    else if (_E5aHS == 2.0) {
1112      SVhealth |= (1<<5);
1113    }
1114    else if (_E5aHS == 3.0) {
1115      SVhealth |= (1<<4);
1116      SVhealth |= (1<<5);
1117    }
1118    //   Bit 6  : E5b DVS
1119    if (_e5bDataInValid) {
1120      SVhealth |= (1<<6);
1121    }
1122    //   Bit 7-8: E5b HS
1123    if      (_E5bHS == 1.0) {
1124      SVhealth |= (1<<7);
1125    }
1126    else if (_E5bHS == 2.0) {
1127      SVhealth |= (1<<8);
1128    }
1129    else if (_E5bHS == 3.0) {
1130      SVhealth |= (1<<7);
1131      SVhealth |= (1<<8);
1132    }
1133  }
1134
1135  out << QString(fmt)
1136    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1137    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1138    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1139    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1140
1141  out << QString(fmt)
1142    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1143    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1144    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1145    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1146
1147  double tot = _TOT;
1148  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1149    tot = 0.0;
1150  }
1151  out << QString(fmt)
1152    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1153    .arg("",      19, QChar(' '))
1154    .arg("",      19, QChar(' '))
1155    .arg("",      19, QChar(' '));
1156
1157  return rnxStr;
1158}
1159
1160// Constructor
1161//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1162t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1163
1164  const int nLines = 4;
1165
1166  if (lines.size() != nLines) {
1167    _checkState = bad;
1168    return;
1169  }
1170
1171  // RINEX Format
1172  // ------------
1173  int fieldLen = 19;
1174
1175  int pos[4];
1176  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1177  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1178  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1179  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1180
1181  // Read four lines
1182  // ---------------
1183  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1184    QString line = lines[iLine];
1185
1186    if      ( iLine == 0 ) {
1187      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1188
1189      int    year, month, day, hour, min;
1190      double sec;
1191
1192      QString prnStr, n;
1193      in >> prnStr;
1194      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1195        in >> n;
1196        prnStr.append(n);
1197      }
1198      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1199      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1200        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1201      }
1202      else {
1203        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1204      }
1205
1206      if      (year <  80) {
1207        year += 2000;
1208      }
1209      else if (year < 100) {
1210        year += 1900;
1211      }
1212
1213      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1214
1215      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1216           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1217           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1218        _checkState = bad;
1219        return;
1220      }
1221    }
1222
1223    else if      ( iLine == 1 ) {
1224      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1225           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1226           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1227           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1228        _checkState = bad;
1229        return;
1230      }
1231    }
1232
1233    else if ( iLine == 2 ) {
1234      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1235           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1236           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1237           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1238        _checkState = bad;
1239        return;
1240      }
1241    }
1242
1243    else if ( iLine == 3 ) {
1244      double iodn;
1245      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1246           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1247           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1248           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1249        _checkState = bad;
1250        return;
1251      } else {
1252        _IODN = int(iodn);
1253      }
1254    }
1255  }
1256
1257  _x_pos          *= 1.e3;
1258  _y_pos          *= 1.e3;
1259  _z_pos          *= 1.e3;
1260  _x_velocity     *= 1.e3;
1261  _y_velocity     *= 1.e3;
1262  _z_velocity     *= 1.e3;
1263  _x_acceleration *= 1.e3;
1264  _y_acceleration *= 1.e3;
1265  _z_acceleration *= 1.e3;
1266}
1267
1268// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1269////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1270
1271unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1272  unsigned char buffer[80];
1273  int size = 0;
1274  int numbits = 0;
1275  long long bitbuffer = 0;
1276  unsigned char *startbuffer = buffer;
1277
1278  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1279  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1280  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1281  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1282  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1283  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1284  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1285  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1286  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1287  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1288  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1289  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1290
1291  return CRC24(size, startbuffer);
1292}
1293
1294// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1295////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1296t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1297
1298  if (_checkState == bad ||
1299      _checkState == unhealthy) {
1300    return failure;
1301  }
1302
1303  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1304  double  dt = tt - _TOC;
1305
1306  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1307  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1308  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1309
1310  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1311  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1312  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1313
1314  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1315
1316  xc[4] = _agf1;
1317  xc[5] = 0.0;
1318
1319  return success;
1320}
1321
1322// RINEX Format String
1323//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1324QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1325
1326  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1327
1328  QTextStream out(&rnxStr);
1329
1330  out << QString("%1%2%3\n")
1331    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1332    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1333    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1334
1335  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1336
1337  out << QString(fmt)
1338    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1339    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1340    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1341    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1342
1343  out << QString(fmt)
1344    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1345    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1346    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1347    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1348
1349  out << QString(fmt)
1350    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1351    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1352    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1353    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1354
1355  return rnxStr;
1356}
1357
1358// Constructor
1359//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1360t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1361
1362  const int nLines = 8;
1363
1364  if (lines.size() != nLines) {
1365    _checkState = bad;
1366    return;
1367  }
1368
1369  // RINEX Format
1370  // ------------
1371  int fieldLen = 19;
1372
1373  int pos[4];
1374  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1375  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1376  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1377  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1378
1379  // Read eight lines
1380  // ----------------
1381  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1382    QString line = lines[iLine];
1383
1384    if      ( iLine == 0 ) {
1385      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1386
1387      int    year, month, day, hour, min;
1388      double sec;
1389
1390      QString prnStr, n;
1391      in >> prnStr;
1392      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1393        in >> n;
1394        prnStr.append(n);
1395      }
1396      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1397      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1398        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1399      }
1400      else {
1401        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1402      }
1403
1404      if      (year <  80) {
1405        year += 2000;
1406      }
1407      else if (year < 100) {
1408        year += 1900;
1409      }
1410
1411      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1412
1413      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1414           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1415           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1416        _checkState = bad;
1417        return;
1418      }
1419    }
1420
1421    else if      ( iLine == 1 ) {
1422      double aode;
1423      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1424           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1425           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1426           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1427        _checkState = bad;
1428        return;
1429      }
1430      _AODE = int(aode);
1431    }
1432
1433    else if ( iLine == 2 ) {
1434      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1435           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1436           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1437           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1438        _checkState = bad;
1439        return;
1440      }
1441    }
1442
1443    else if ( iLine == 3 ) {
1444      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1445           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1446           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1447           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1448        _checkState = bad;
1449        return;
1450      }
1451    }
1452
1453    else if ( iLine == 4 ) {
1454      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1455           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1456           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1457           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1458        _checkState = bad;
1459        return;
1460      }
1461    }
1462
1463    else if ( iLine == 5 ) {
1464      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1465           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1466        _checkState = bad;
1467        return;
1468      }
1469    }
1470
1471    else if ( iLine == 6 ) {
1472      double SatH1;
1473      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1474           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1475           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1476           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1477        _checkState = bad;
1478        return;
1479      }
1480      _SatH1 = int(SatH1);
1481    }
1482
1483    else if ( iLine == 7 ) {
1484      double aodc;
1485      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1486           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1487        _checkState = bad;
1488        return;
1489      }
1490      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1491        _TOT = _TOEsec;
1492      }
1493      _AODC = int(aodc);
1494    }
1495  }
1496
1497  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1498
1499  // remark: actually should be computed from second_tot
1500  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1501  //_TOT = _TOC.bdssec();
1502}
1503
1504// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1505////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1506unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1507  unsigned char buffer[80];
1508  int size = 0;
1509  int numbits = 0;
1510  long long bitbuffer = 0;
1511  unsigned char *startbuffer = buffer;
1512
1513  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1514  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1515      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1516  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1517  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1518  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1519  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1520  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1521  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1522  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1523  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1524  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1525  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1526  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1527  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1528  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1529  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1530  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1531  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1532  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1533
1534  return CRC24(size, startbuffer);
1535}
1536
1537// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1538//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1539t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1540
1541  if (_checkState == bad ||
1542      _checkState == unhealthy) {
1543    return failure;
1544  }
1545
1546  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1547  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1548
1549  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1550  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1551
1552  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1553
1554  if (_sqrt_A == 0) {
1555    return failure;
1556  }
1557  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1558
1559  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1560  double tk = tt - _TOE;
1561  double n  = n0 + _Delta_n;
1562  double M  = _M0 + n*tk;
1563  double E  = M;
1564  double E_last;
1565  int    nLoop = 0;
1566  do {
1567    E_last = E;
1568    E = M + _e*sin(E);
1569
1570    if (++nLoop == 100) {
1571      return failure;
1572    }
1573  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1574
1575  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1576  double u0     = v + _omega;
1577  double sin2u0 = sin(2*u0);
1578  double cos2u0 = cos(2*u0);
1579  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1580  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1581  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1582  double xp     = r*cos(u);
1583  double yp     = r*sin(u);
1584  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1585  double sinom = 0;
1586  double cosom = 0;
1587  double sini  = 0;
1588  double cosi  = 0;
1589
1590  // Velocity
1591  // --------
1592  double tanv2 = tan(v/2);
1593  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1594  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1595                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1596  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1597  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1598  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1599                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1600
1601  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1602  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1603
1604  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1605
1606  // MEO/IGSO satellite
1607  // ------------------
1608  if (_i0 > iMaxGEO) {
1609    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1610
1611    sinom = sin(OM);
1612    cosom = cos(OM);
1613    sini  = sin(i);
1614    cosi  = cos(i);
1615
1616    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1617    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1618    xc[2] = yp*sini;
1619
1620    // Velocity
1621    // --------
1622
1623    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1624
1625    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1626           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1627                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1628
1629    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1630           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1631                            - yp*sini*cosom*doti;
1632
1633    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1634
1635  }
1636
1637  // GEO satellite
1638  // -------------
1639  else {
1640    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1641    double ll    = omegaBDS*tk;
1642
1643    sinom = sin(OM);
1644    cosom = cos(OM);
1645    sini  = sin(i);
1646    cosi  = cos(i);
1647
1648    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1649    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1650    double zz = yp*sini;
1651
1652    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1653    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1654
1655    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1656    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1657
1658    xc[0] = X2(1);
1659    xc[1] = X2(2);
1660    xc[2] = X2(3);
1661
1662    double dotom = _OMEGADOT;
1663
1664    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1665               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1666                                + yp*sini*sinom*doti;
1667
1668    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1669               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1670                                - yp*sini*cosom*doti;
1671
1672    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1673
1674    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1675
1676    Matrix RdotZ(3,3);
1677    double C = cos(ll);
1678    double S = sin(ll);
1679    Matrix UU(3,3);
1680    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1681    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1682    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1683    RdotZ = omegaBDS * UU;
1684
1685    ColumnVector VV(3);
1686    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1687
1688    vv[0] = VV(1);
1689    vv[1] = VV(2);
1690    vv[2] = VV(3);
1691  }
1692
1693  double tc = tt - _TOC;
1694  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1695
1696  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1697  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1698
1699  // Relativistic Correction
1700  // -----------------------
1701  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1702  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1703  // correspondent to IGS convention
1704  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1705
1706  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1707  xc[5] = _clock_driftrate;
1708
1709  return success;
1710}
1711
1712// RINEX Format String
1713//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1714QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1715
1716  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1717
1718  QTextStream out(&rnxStr);
1719
1720  out << QString("%1%2%3\n")
1721    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1722    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1723    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1724
1725  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1726
1727  out << QString(fmt)
1728    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1729    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1730    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1731    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1732
1733  out << QString(fmt)
1734    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1735    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1736    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1737    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1738
1739  double toes = 0.0;
1740  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1741    toes = _TOEsec;
1742  }
1743  else {// RTCM stream input
1744    toes = _TOE.bdssec();
1745  }
1746  out << QString(fmt)
1747    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1748    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1749    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1750    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1751
1752  out << QString(fmt)
1753    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1754    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1755    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1756    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1757
1758  double toew = 0.0;
1759  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1760    toew = _TOEweek;
1761  }
1762  else {// RTCM stream input
1763    toew = double(_TOE.bdsw());
1764  }
1765  out << QString(fmt)
1766    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1767    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1768    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1769    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1770
1771  out << QString(fmt)
1772    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1773    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1774    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1775    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1776
1777  double tots = 0.0;
1778  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1779    tots = _TOT;
1780  }
1781  else {// RTCM stream input
1782    tots = _TOE.bdssec();
1783  }
1784  out << QString(fmt)
1785    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1786    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1787    .arg("",            19, QChar(' '))
1788    .arg("",            19, QChar(' '));
1789  return rnxStr;
1790}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.