source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8677

Last change on this file since 8677 was 8677, checked in by stuerze, 6 weeks ago

minor changes

File size: 48.8 KB
Line 
1#include <sstream>
2#include <iostream>
3#include <iomanip>
4#include <cstring>
5
6#include <newmatio.h>
7
8#include "ephemeris.h"
9#include "bncutils.h"
10#include "bnctime.h"
11#include "bnccore.h"
12#include "bncutils.h"
13#include "satObs.h"
14#include "pppInclude.h"
15#include "pppModel.h"
16
17using namespace std;
18
19// Constructor
20////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21t_eph::t_eph() {
22  _checkState = unchecked;
23  _orbCorr    = 0;
24  _clkCorr    = 0;
25}
26// Destructor
27////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
28t_eph::~t_eph() {
29  if (_orbCorr)
30    delete _orbCorr;
31  if (_clkCorr)
32    delete _clkCorr;
33}
34
35//
36////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
37void t_eph::setOrbCorr(const t_orbCorr* orbCorr) {
38  if (_orbCorr) {
39    delete _orbCorr;
40    _orbCorr = 0;
41  }
42  _orbCorr = new t_orbCorr(*orbCorr);
43}
44
45//
46////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
47void t_eph::setClkCorr(const t_clkCorr* clkCorr) {
48  if (_clkCorr) {
49    delete _clkCorr;
50    _clkCorr = 0;
51  }
52  _clkCorr = new t_clkCorr(*clkCorr);
53}
54
55//
56////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
57t_irc t_eph::getCrd(const bncTime& tt, ColumnVector& xc, ColumnVector& vv, bool useCorr) const {
58
59  if (_checkState == bad ||
60      _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61      _checkState == outdated) {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  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
316  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
317
318  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
319  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
320
321  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
322  if (a0 == 0) {
323    return failure;
324  }
325
326  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
327
328  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
329  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
330
331  double n  = n0 + _Delta_n;
332  double M  = _M0 + n*tk;
333  double E  = M;
334  double E_last;
335  int    nLoop = 0;
336  do {
337    E_last = E;
338    E = M + _e*sin(E);
339
340    if (++nLoop == 100) {
341      return failure;
342    }
343  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
344  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
345  double u0     = v + _omega;
346  double sin2u0 = sin(2*u0);
347  double cos2u0 = cos(2*u0);
348  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
349  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
350  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
351  double xp     = r*cos(u);
352  double yp     = r*sin(u);
353  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
354                   omegaEarth*_TOEsec;
355
356  double sinom = sin(OM);
357  double cosom = cos(OM);
358  double sini  = sin(i);
359  double cosi  = cos(i);
360  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
361  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
362  xc[2] = yp*sini;
363
364  double tc = tt - _TOC;
365  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
366
367  // Velocity
368  // --------
369  double tanv2 = tan(v/2);
370  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
371  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
372               * dEdM * n;
373  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
374  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
375  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
376  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
377                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
378  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
379  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
380
381  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
382           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
383                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
384
385  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
386           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
387                          - yp*sini*cosom*doti;
388
389  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
390
391  // Relativistic Correction
392  // -----------------------
393  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
394  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
395
396  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
397  xc[5] = _clock_driftrate;
398
399  return success;
400}
401
402// RINEX Format String
403//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
404QString t_ephGPS::toString(double version) const {
405
406  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
407
408  QTextStream out(&rnxStr);
409
410  out << QString("%1%2%3\n")
411    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
412    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
413    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
414
415  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
416
417   out << QString(fmt)
418    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
419    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
420    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
421    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
422
423  out << QString(fmt)
424    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
425    .arg(_e,      19, 'e', 12)
426    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
427    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
428
429  out << QString(fmt)
430    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
431    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
432    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
433    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
434
435  out << QString(fmt)
436    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
437    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
438    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
439    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
440
441  if (type() == t_eph::IRNSS) {
442    out << QString(fmt)
443      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
444      .arg("",       19, QChar(' '))
445      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
446      .arg("",       19, QChar(' '));
447  }
448  else {
449    out << QString(fmt)
450      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
451      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
452      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
453      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
454  }
455
456  if (type() == t_eph::IRNSS) {
457    out << QString(fmt)
458      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
459      .arg(_health, 19, 'e', 12)
460      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
461      .arg("",       19, QChar(' '));
462  }
463  else {
464    out << QString(fmt)
465      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
466      .arg(_health, 19, 'e', 12)
467      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
468      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
469  }
470
471  double tot = _TOT;
472  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
473    tot = 0.0;
474  }
475  if (type() == t_eph::IRNSS) {
476    out << QString(fmt)
477      .arg(tot,          19, 'e', 12)
478      .arg("",           19, QChar(' '))
479      .arg("",           19, QChar(' '))
480      .arg("",           19, QChar(' '));
481  }
482  else {
483    out << QString(fmt)
484      .arg(tot,          19, 'e', 12)
485      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
486      .arg("",           19, QChar(' '))
487      .arg("",           19, QChar(' '));
488  }
489
490  return rnxStr;
491}
492
493// Constructor
494//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
495t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
496
497  const int nLines = 4;
498
499  if (lines.size() != nLines) {
500    _checkState = bad;
501    return;
502  }
503
504  // RINEX Format
505  // ------------
506  int fieldLen = 19;
507
508  int pos[4];
509  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
510  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
511  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
512  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
513
514  // Read four lines
515  // ---------------
516  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
517    QString line = lines[iLine];
518
519    if      ( iLine == 0 ) {
520      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
521
522      int    year, month, day, hour, min;
523      double sec;
524
525      QString prnStr, n;
526      in >> prnStr;
527      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
528        in >> n;
529        prnStr.append(n);
530      }
531      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
532      if (prnStr.at(0) == 'R') {
533        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
534      }
535      else {
536        _prn.set('R', prnStr.toInt());
537      }
538
539      if      (year <  80) {
540        year += 2000;
541      }
542      else if (year < 100) {
543        year += 1900;
544      }
545
546      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
547
548      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
549      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
550
551      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
552           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
553           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
554        _checkState = bad;
555        return;
556      }
557
558      _tau = -_tau;
559    }
560
561    else if      ( iLine == 1 ) {
562      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
563           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
564           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
565           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
566        _checkState = bad;
567        return;
568      }
569    }
570
571    else if ( iLine == 2 ) {
572      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
573           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
574           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
575           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
576        _checkState = bad;
577        return;
578      }
579    }
580
581    else if ( iLine == 3 ) {
582      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
583           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
584           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
585           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
586        _checkState = bad;
587        return;
588      }
589    }
590  }
591
592  // Initialize status vector
593  // ------------------------
594  _tt = _TOC;
595  _xv.ReSize(6);
596  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
597  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
598  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
599  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
600  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
601  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
602}
603
604// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
605////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
606t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
607
608  static const double nominalStep = 10.0;
609
610  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
611  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
612
613  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
614
615  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
616    return failure;
617  }
618
619  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
620  double step = dtPos / nSteps;
621
622  double acc[3];
623  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
624  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
625  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
626  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
627    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
628    _tt = _tt + step;
629  }
630
631  // Position and Velocity
632  // ---------------------
633  xc[0] = _xv(1);
634  xc[1] = _xv(2);
635  xc[2] = _xv(3);
636
637  vv[0] = _xv(4);
638  vv[1] = _xv(5);
639  vv[2] = _xv(6);
640
641  // Clock Correction
642  // ----------------
643  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
644  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
645
646  xc[4] = _gamma;
647  xc[5] = 0.0;
648
649  return success;
650}
651
652// RINEX Format String
653//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
654QString t_ephGlo::toString(double version) const {
655
656  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
657
658  QTextStream out(&rnxStr);
659
660  out << QString("%1%2%3\n")
661    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
662    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
663    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
664
665  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
666
667  out << QString(fmt)
668    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
669    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
670    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
671    .arg(_health,         19, 'e', 12);
672
673  out << QString(fmt)
674    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
675    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
676    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
677    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
678
679  out << QString(fmt)
680    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
681    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
682    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
683    .arg(_E,              19, 'e', 12);
684
685  return rnxStr;
686}
687
688// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
689////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
690ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
691                                 double* acc) {
692
693  // State vector components
694  // -----------------------
695  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
696  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
697
698  // Acceleration
699  // ------------
700  static const double gmWGS = 398.60044e12;
701  static const double AE    = 6378136.0;
702  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
703  static const double C20   = -1082.6257e-6;
704
705  double rho = rr.norm_Frobenius();
706  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
707  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
708  double t3  = OMEGA * OMEGA;
709  double t4  = 2.0 * OMEGA;
710  double z2  = rr(3) * rr(3);
711
712  // Vector of derivatives
713  // ---------------------
714  ColumnVector va(6);
715  va(1) = vv(1);
716  va(2) = vv(2);
717  va(3) = vv(3);
718  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
719  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
720  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
721
722  return va;
723}
724
725// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
726////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
727unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
728  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
729  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
730}
731
732// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
733////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
734unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
735
736  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
737      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
738          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
739          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
740        return 1;
741      }
742  }
743  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
744    if (_health) {
745      return 1;
746    }
747  }
748  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
749}
750
751// Constructor
752//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
753t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
754  int       year, month, day, hour, min;
755  double    sec;
756  QString   prnStr;
757  const int nLines = 8;
758  if (lines.size() != nLines) {
759    _checkState = bad;
760    return;
761  }
762
763  // RINEX Format
764  // ------------
765  int fieldLen = 19;
766  double SVhealth = 0.0;
767  double datasource = 0.0;
768
769  int pos[4];
770  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
771  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
772  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
773  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
774
775  // Read eight lines
776  // ----------------
777  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
778    QString line = lines[iLine];
779
780    if      ( iLine == 0 ) {
781      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
782      QString n;
783      in >> prnStr;
784      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
785        in >> n;
786        prnStr.append(n);
787      }
788      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
789      if      (year <  80) {
790        year += 2000;
791      }
792      else if (year < 100) {
793        year += 1900;
794      }
795
796      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
797
798      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
799           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
800           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
801        _checkState = bad;
802        return;
803      }
804    }
805
806    else if      ( iLine == 1 ) {
807      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
808           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
809           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
810           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
811        _checkState = bad;
812        return;
813      }
814    }
815
816    else if ( iLine == 2 ) {
817      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
818           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
819           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
820           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
821        _checkState = bad;
822        return;
823      }
824    }
825
826    else if ( iLine == 3 ) {
827      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
828           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
829           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
830           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
831        _checkState = bad;
832        return;
833      }
834    }
835
836    else if ( iLine == 4 ) {
837      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
838           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
839           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
840           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
841        _checkState = bad;
842        return;
843      }
844    }
845
846    else if ( iLine == 5 ) {
847      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
848           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
849           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
850        _checkState = bad;
851        return;
852      } else {
853        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
854          _fnav = true;
855          _inav = false;
856        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
857          _fnav = false;
858          _inav = true;
859        }
860        _TOEweek -= 1024.0;
861      }
862    }
863
864    else if ( iLine == 6 ) {
865      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
866           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
867           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
868           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
869        _checkState = bad;
870        return;
871      } else {
872        // Bit 0
873        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
874        // Bit 1-2
875        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
876        // Bit 3
877        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
878        // Bit 4-5
879        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
880        // Bit 6
881        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
882        // Bit 7-8
883        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
884
885        if (prnStr.at(0) == 'E') {
886          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
887        }
888      }
889    }
890
891    else if ( iLine == 7 ) {
892      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
893        _checkState = bad;
894        return;
895      }
896    }
897  }
898}
899
900// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
901////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
902t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
903
904  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
905  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
906
907  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
908  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
909
910  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
911  if (a0 == 0) {
912    return failure;
913  }
914
915  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
916
917  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
918  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
919
920  double n  = n0 + _Delta_n;
921  double M  = _M0 + n*tk;
922  double E  = M;
923  double E_last;
924  int    nLoop = 0;
925  do {
926    E_last = E;
927    E = M + _e*sin(E);
928
929    if (++nLoop == 100) {
930      return failure;
931    }
932  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
933  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
934  double u0     = v + _omega;
935  double sin2u0 = sin(2*u0);
936  double cos2u0 = cos(2*u0);
937  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
938  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
939  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
940  double xp     = r*cos(u);
941  double yp     = r*sin(u);
942  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
943                  omegaEarth*_TOEsec;
944
945  double sinom = sin(OM);
946  double cosom = cos(OM);
947  double sini  = sin(i);
948  double cosi  = cos(i);
949  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
950  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
951  xc[2] = yp*sini;
952
953  double tc = tt - _TOC;
954  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
955
956  // Velocity
957  // --------
958  double tanv2 = tan(v/2);
959  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
960  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
961               * dEdM * n;
962  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
963  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
964  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
965  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
966                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
967  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
968  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
969
970  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
971           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
972                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
973
974  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
975           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
976                          - yp*sini*cosom*doti;
977
978  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
979
980  // Relativistic Correction
981  // -----------------------
982  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
983  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
984  // correspondent to IGS convention
985  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
986
987  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
988  xc[5] = _clock_driftrate;
989
990  return success;
991}
992
993// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
994////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
995unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
996  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
997    return 1;
998  }
999  return 0;
1000}
1001
1002// RINEX Format String
1003//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1004QString t_ephGal::toString(double version) const {
1005
1006  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1007
1008  QTextStream out(&rnxStr);
1009
1010  out << QString("%1%2%3\n")
1011    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1012    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1013    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1014
1015  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1016
1017  out << QString(fmt)
1018    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1019    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1020    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1021    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1022
1023  out << QString(fmt)
1024    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1025    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1026    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1027    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1028
1029  out << QString(fmt)
1030    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1031    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1032    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1033    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1034
1035  out << QString(fmt)
1036    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1037    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1038    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1039    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1040
1041  int    dataSource = 0;
1042  int    SVhealth   = 0;
1043  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1044  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1045  if (_fnav) {
1046    dataSource |= (1<<1);
1047    dataSource |= (1<<8);
1048    BGD_1_5B = 0.0;
1049    // SVhealth
1050    //   Bit 3  : E5a DVS
1051    if (_e5aDataInValid) {
1052      SVhealth |= (1<<3);
1053    }
1054    //   Bit 4-5: E5a HS
1055    if (_E5aHS == 1.0) {
1056      SVhealth |= (1<<4);
1057    }
1058    else if (_E5aHS == 2.0) {
1059      SVhealth |= (1<<5);
1060    }
1061    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1062      SVhealth |= (1<<4);
1063      SVhealth |= (1<<5);
1064    }
1065  }
1066  else if(_inav) {
1067    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1068    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1069    dataSource |= (1<<0);
1070    dataSource |= (1<<2);
1071    dataSource |= (1<<9);
1072    // SVhealth
1073    //   Bit 0  : E1-B DVS
1074    if (_e1DataInValid) {
1075      SVhealth |= (1<<0);
1076    }
1077    //   Bit 1-2: E1-B HS
1078    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1079      SVhealth |= (1<<1);
1080    }
1081    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1082      SVhealth |= (1<<2);
1083    }
1084    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1085      SVhealth |= (1<<1);
1086      SVhealth |= (1<<2);
1087    }
1088    //   Bit 3  : E5a DVS
1089    if (_e5aDataInValid) {
1090      SVhealth |= (1<<3);
1091    }
1092    //   Bit 4-5: E5a HS
1093    if      (_E5aHS == 1.0) {
1094      SVhealth |= (1<<4);
1095    }
1096    else if (_E5aHS == 2.0) {
1097      SVhealth |= (1<<5);
1098    }
1099    else if (_E5aHS == 3.0) {
1100      SVhealth |= (1<<4);
1101      SVhealth |= (1<<5);
1102    }
1103    //   Bit 6  : E5b DVS
1104    if (_e5bDataInValid) {
1105      SVhealth |= (1<<6);
1106    }
1107    //   Bit 7-8: E5b HS
1108    if      (_E5bHS == 1.0) {
1109      SVhealth |= (1<<7);
1110    }
1111    else if (_E5bHS == 2.0) {
1112      SVhealth |= (1<<8);
1113    }
1114    else if (_E5bHS == 3.0) {
1115      SVhealth |= (1<<7);
1116      SVhealth |= (1<<8);
1117    }
1118  }
1119
1120  out << QString(fmt)
1121    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1122    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1123    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1124    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1125
1126  out << QString(fmt)
1127    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1128    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1129    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1130    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1131
1132  double tot = _TOT;
1133  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1134    tot = 0.0;
1135  }
1136  out << QString(fmt)
1137    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1138    .arg("",      19, QChar(' '))
1139    .arg("",      19, QChar(' '))
1140    .arg("",      19, QChar(' '));
1141
1142  return rnxStr;
1143}
1144
1145// Constructor
1146//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1147t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1148
1149  const int nLines = 4;
1150
1151  if (lines.size() != nLines) {
1152    _checkState = bad;
1153    return;
1154  }
1155
1156  // RINEX Format
1157  // ------------
1158  int fieldLen = 19;
1159
1160  int pos[4];
1161  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1162  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1163  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1164  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1165
1166  // Read four lines
1167  // ---------------
1168  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1169    QString line = lines[iLine];
1170
1171    if      ( iLine == 0 ) {
1172      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1173
1174      int    year, month, day, hour, min;
1175      double sec;
1176
1177      QString prnStr, n;
1178      in >> prnStr;
1179      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1180        in >> n;
1181        prnStr.append(n);
1182      }
1183      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1184      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1185        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1186      }
1187      else {
1188        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1189      }
1190
1191      if      (year <  80) {
1192        year += 2000;
1193      }
1194      else if (year < 100) {
1195        year += 1900;
1196      }
1197
1198      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1199
1200      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1201           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1202           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1203        _checkState = bad;
1204        return;
1205      }
1206    }
1207
1208    else if      ( iLine == 1 ) {
1209      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1210           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1211           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1212           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1213        _checkState = bad;
1214        return;
1215      }
1216    }
1217
1218    else if ( iLine == 2 ) {
1219      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1220           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1221           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1222           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1223        _checkState = bad;
1224        return;
1225      }
1226    }
1227
1228    else if ( iLine == 3 ) {
1229      double iodn;
1230      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1231           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1232           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1233           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1234        _checkState = bad;
1235        return;
1236      } else {
1237        _IODN = int(iodn);
1238      }
1239    }
1240  }
1241
1242  _x_pos          *= 1.e3;
1243  _y_pos          *= 1.e3;
1244  _z_pos          *= 1.e3;
1245  _x_velocity     *= 1.e3;
1246  _y_velocity     *= 1.e3;
1247  _z_velocity     *= 1.e3;
1248  _x_acceleration *= 1.e3;
1249  _y_acceleration *= 1.e3;
1250  _z_acceleration *= 1.e3;
1251}
1252
1253// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1254////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1255
1256unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1257  unsigned char buffer[80];
1258  int size = 0;
1259  int numbits = 0;
1260  long long bitbuffer = 0;
1261  unsigned char *startbuffer = buffer;
1262
1263  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1264  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1265  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1266  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1267  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1268  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1269  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1270  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1271  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1272  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1273  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1274  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1275
1276  return CRC24(size, startbuffer);
1277}
1278
1279// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1280////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1281t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1282
1283  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1284  double  dt = tt - _TOC;
1285
1286  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1287  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1288  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1289
1290  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1291  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1292  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1293
1294  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1295
1296  xc[4] = _agf1;
1297  xc[5] = 0.0;
1298
1299  return success;
1300}
1301
1302// RINEX Format String
1303//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1304QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1305
1306  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1307
1308  QTextStream out(&rnxStr);
1309
1310  out << QString("%1%2%3\n")
1311    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1312    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1313    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1314
1315  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1316
1317  out << QString(fmt)
1318    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1319    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1320    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1321    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1322
1323  out << QString(fmt)
1324    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1325    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1326    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1327    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1328
1329  out << QString(fmt)
1330    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1331    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1332    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1333    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1334
1335  return rnxStr;
1336}
1337
1338// Constructor
1339//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1340t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1341
1342  const int nLines = 8;
1343
1344  if (lines.size() != nLines) {
1345    _checkState = bad;
1346    return;
1347  }
1348
1349  // RINEX Format
1350  // ------------
1351  int fieldLen = 19;
1352
1353  int pos[4];
1354  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1355  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1356  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1357  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1358
1359  // Read eight lines
1360  // ----------------
1361  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1362    QString line = lines[iLine];
1363
1364    if      ( iLine == 0 ) {
1365      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1366
1367      int    year, month, day, hour, min;
1368      double sec;
1369
1370      QString prnStr, n;
1371      in >> prnStr;
1372      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1373        in >> n;
1374        prnStr.append(n);
1375      }
1376      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1377      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1378        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1379      }
1380      else {
1381        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1382      }
1383
1384      if      (year <  80) {
1385        year += 2000;
1386      }
1387      else if (year < 100) {
1388        year += 1900;
1389      }
1390
1391      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1392
1393      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1394           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1395           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1396        _checkState = bad;
1397        return;
1398      }
1399    }
1400
1401    else if      ( iLine == 1 ) {
1402      double aode;
1403      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1404           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1405           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1406           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1407        _checkState = bad;
1408        return;
1409      }
1410      _AODE = int(aode);
1411    }
1412
1413    else if ( iLine == 2 ) {
1414      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1415           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1416           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1417           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1418        _checkState = bad;
1419        return;
1420      }
1421    }
1422
1423    else if ( iLine == 3 ) {
1424      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1425           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1426           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1427           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1428        _checkState = bad;
1429        return;
1430      }
1431    }
1432
1433    else if ( iLine == 4 ) {
1434      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1435           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1436           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1437           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1438        _checkState = bad;
1439        return;
1440      }
1441    }
1442
1443    else if ( iLine == 5 ) {
1444      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1445           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1446        _checkState = bad;
1447        return;
1448      }
1449    }
1450
1451    else if ( iLine == 6 ) {
1452      double SatH1;
1453      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1454           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1455           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1456           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1457        _checkState = bad;
1458        return;
1459      }
1460      _SatH1 = int(SatH1);
1461    }
1462
1463    else if ( iLine == 7 ) {
1464      double aodc;
1465      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1466           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1467        _checkState = bad;
1468        return;
1469      }
1470      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1471        _TOT = _TOEsec;
1472      }
1473      _AODC = int(aodc);
1474    }
1475  }
1476
1477  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1478
1479  // remark: actually should be computed from second_tot
1480  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1481  //_TOT = _TOC.bdssec();
1482}
1483
1484// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1485////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1486unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1487  unsigned char buffer[80];
1488  int size = 0;
1489  int numbits = 0;
1490  long long bitbuffer = 0;
1491  unsigned char *startbuffer = buffer;
1492
1493  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1494  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1495      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1496  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1497  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1498  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1499  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1500  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1501  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1502  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1503  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1504  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1505  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1506  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1507  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1508  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1509  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1510  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1511  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1512  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1513
1514  return CRC24(size, startbuffer);
1515}
1516
1517// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1518//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1519t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1520
1521  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1522  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1523
1524  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1525  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1526
1527  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1528
1529  if (_sqrt_A == 0) {
1530    return failure;
1531  }
1532  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1533
1534  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1535  double tk = tt - _TOE;
1536  double n  = n0 + _Delta_n;
1537  double M  = _M0 + n*tk;
1538  double E  = M;
1539  double E_last;
1540  int    nLoop = 0;
1541  do {
1542    E_last = E;
1543    E = M + _e*sin(E);
1544
1545    if (++nLoop == 100) {
1546      return failure;
1547    }
1548  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1549
1550  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1551  double u0     = v + _omega;
1552  double sin2u0 = sin(2*u0);
1553  double cos2u0 = cos(2*u0);
1554  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1555  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1556  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1557  double xp     = r*cos(u);
1558  double yp     = r*sin(u);
1559  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1560  double sinom = 0;
1561  double cosom = 0;
1562  double sini  = 0;
1563  double cosi  = 0;
1564
1565  // Velocity
1566  // --------
1567  double tanv2 = tan(v/2);
1568  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1569  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1570                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1571  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1572  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1573  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1574                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1575
1576  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1577  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1578
1579  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1580
1581  // MEO/IGSO satellite
1582  // ------------------
1583  if (_i0 > iMaxGEO) {
1584    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1585
1586    sinom = sin(OM);
1587    cosom = cos(OM);
1588    sini  = sin(i);
1589    cosi  = cos(i);
1590
1591    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1592    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1593    xc[2] = yp*sini;
1594
1595    // Velocity
1596    // --------
1597
1598    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1599
1600    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1601           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1602                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1603
1604    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1605           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1606                            - yp*sini*cosom*doti;
1607
1608    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1609
1610  }
1611
1612  // GEO satellite
1613  // -------------
1614  else {
1615    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1616    double ll    = omegaBDS*tk;
1617
1618    sinom = sin(OM);
1619    cosom = cos(OM);
1620    sini  = sin(i);
1621    cosi  = cos(i);
1622
1623    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1624    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1625    double zz = yp*sini;
1626
1627    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1628    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1629
1630    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1631    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1632
1633    xc[0] = X2(1);
1634    xc[1] = X2(2);
1635    xc[2] = X2(3);
1636
1637    double dotom = _OMEGADOT;
1638
1639    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1640               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1641                                + yp*sini*sinom*doti;
1642
1643    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1644               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1645                                - yp*sini*cosom*doti;
1646
1647    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1648
1649    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1650
1651    Matrix RdotZ(3,3);
1652    double C = cos(ll);
1653    double S = sin(ll);
1654    Matrix UU(3,3);
1655    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1656    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1657    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1658    RdotZ = omegaBDS * UU;
1659
1660    ColumnVector VV(3);
1661    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1662
1663    vv[0] = VV(1);
1664    vv[1] = VV(2);
1665    vv[2] = VV(3);
1666  }
1667
1668  double tc = tt - _TOC;
1669  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1670
1671  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1672  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1673
1674  // Relativistic Correction
1675  // -----------------------
1676  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1677  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1678  // correspondent to IGS convention
1679  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1680
1681  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1682  xc[5] = _clock_driftrate;
1683
1684  return success;
1685}
1686
1687// RINEX Format String
1688//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1689QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1690
1691  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1692
1693  QTextStream out(&rnxStr);
1694
1695  out << QString("%1%2%3\n")
1696    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1697    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1698    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1699
1700  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1701
1702  out << QString(fmt)
1703    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1704    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1705    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1706    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1707
1708  out << QString(fmt)
1709    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1710    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1711    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1712    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1713
1714  double toes = 0.0;
1715  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1716    toes = _TOEsec;
1717  }
1718  else {// RTCM stream input
1719    toes = _TOE.bdssec();
1720  }
1721  out << QString(fmt)
1722    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1723    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1724    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1725    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1726
1727  out << QString(fmt)
1728    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1729    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1730    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1731    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1732
1733  double toew = 0.0;
1734  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1735    toew = _TOEweek;
1736  }
1737  else {// RTCM stream input
1738    toew = double(_TOE.bdsw());
1739  }
1740  out << QString(fmt)
1741    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1742    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1743    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1744    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1745
1746  out << QString(fmt)
1747    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1748    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1749    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1750    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1751
1752  double tots = 0.0;
1753  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1754    tots = _TOT;
1755  }
1756  else {// RTCM stream input
1757    tots = _TOE.bdssec();
1758  }
1759  out << QString(fmt)
1760    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1761    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1762    .arg("",            19, QChar(' '))
1763    .arg("",            19, QChar(' '));
1764  return rnxStr;
1765}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.