source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8926

Last change on this file since 8926 was 8926, checked in by stuerze, 5 months ago

bug fixed: RINEX 3.04 QZSS fit interval is specified as flag

File size: 49.7 KB
Line 
1#include <sstream>
2#include <iostream>
3#include <iomanip>
4#include <cstring>
5
6#include <newmatio.h>
7
8#include "ephemeris.h"
9#include "bncutils.h"
10#include "bnctime.h"
11#include "bnccore.h"
12#include "bncutils.h"
13#include "satObs.h"
14#include "pppInclude.h"
15#include "pppModel.h"
16
17using namespace std;
18
19// Constructor
20////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21t_eph::t_eph() {
22  _checkState = unchecked;
23  _orbCorr    = 0;
24  _clkCorr    = 0;
25}
26// Destructor
27////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
28t_eph::~t_eph() {
29  if (_orbCorr)
30    delete _orbCorr;
31  if (_clkCorr)
32    delete _clkCorr;
33}
34
35//
36////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
37void t_eph::setOrbCorr(const t_orbCorr* orbCorr) {
38  if (_orbCorr) {
39    delete _orbCorr;
40    _orbCorr = 0;
41  }
42  _orbCorr = new t_orbCorr(*orbCorr);
43}
44
45//
46////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
47void t_eph::setClkCorr(const t_clkCorr* clkCorr) {
48  if (_clkCorr) {
49    delete _clkCorr;
50    _clkCorr = 0;
51  }
52  _clkCorr = new t_clkCorr(*clkCorr);
53}
54
55//
56////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
57t_irc t_eph::getCrd(const bncTime& tt, ColumnVector& xc, ColumnVector& vv, bool useCorr) const {
58
59  if (_checkState == bad ||
60      _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61      _checkState == outdated) {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      // fitInterval is not valid for IRNSS
307      if (type() != t_eph::IRNSS) {
308        // Rinex 3.04:
309        double fitIntervalRnx;
310        readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
311        if        (type() == t_eph::GPS) {  // specified as time period for GPS
312          _fitInterval = fitIntervalRnx;
313        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
314          _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
315        }
316      }
317    }
318  }
319}
320
321// Compute GPS Satellite Position (virtual)
322////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
323t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
324
325  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
326  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
327
328  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
329  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
330
331  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
332  if (a0 == 0) {
333    return failure;
334  }
335
336  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
337
338  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
339  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
340
341  double n  = n0 + _Delta_n;
342  double M  = _M0 + n*tk;
343  double E  = M;
344  double E_last;
345  int    nLoop = 0;
346  do {
347    E_last = E;
348    E = M + _e*sin(E);
349
350    if (++nLoop == 100) {
351      return failure;
352    }
353  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
354  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
355  double u0     = v + _omega;
356  double sin2u0 = sin(2*u0);
357  double cos2u0 = cos(2*u0);
358  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
359  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
360  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
361  double xp     = r*cos(u);
362  double yp     = r*sin(u);
363  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
364                   omegaEarth*_TOEsec;
365
366  double sinom = sin(OM);
367  double cosom = cos(OM);
368  double sini  = sin(i);
369  double cosi  = cos(i);
370  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
371  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
372  xc[2] = yp*sini;
373
374  double tc = tt - _TOC;
375  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
376
377  // Velocity
378  // --------
379  double tanv2 = tan(v/2);
380  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
381  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
382               * dEdM * n;
383  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
384  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
385  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
386  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
387                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
388  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
389  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
390
391  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
392           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
393                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
394
395  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
396           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
397                          - yp*sini*cosom*doti;
398
399  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
400
401  // Relativistic Correction
402  // -----------------------
403  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
404  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
405
406  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
407  xc[5] = _clock_driftrate;
408
409  return success;
410}
411
412// RINEX Format String
413//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
414QString t_ephGPS::toString(double version) const {
415
416  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
417
418  QTextStream out(&rnxStr);
419
420  out << QString("%1%2%3\n")
421    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
422    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
423    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
424
425  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
426
427   out << QString(fmt)
428    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
429    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
430    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
431    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
432
433  out << QString(fmt)
434    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
435    .arg(_e,      19, 'e', 12)
436    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
437    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
438
439  out << QString(fmt)
440    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
441    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
442    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
443    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
444
445  out << QString(fmt)
446    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
447    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
448    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
449    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
450
451  if (type() == t_eph::IRNSS) {
452    out << QString(fmt)
453      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
454      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
455      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
456      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
457  }
458  else {
459    out << QString(fmt)
460      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
461      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
462      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
463      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
464  }
465
466  if (type() == t_eph::IRNSS) {
467    out << QString(fmt)
468      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
469      .arg(_health, 19, 'e', 12)
470      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
471      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
472  }
473  else {
474    out << QString(fmt)
475      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
476      .arg(_health, 19, 'e', 12)
477      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
478      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
479  }
480
481  double tot = _TOT;
482  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
483    tot = 0.0;
484  }
485  // fitInterval
486  if (type() == t_eph::IRNSS) {           // not valid for IRNSS
487    out << QString(fmt)
488      .arg(tot,          19, 'e', 12)
489      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
490      .arg("",           19, QChar(' '))
491      .arg("",           19, QChar(' '));
492  }
493  else {
494    // Rinex 3.04:
495    double fitIntervalRnx = _fitInterval; // specified as time period in hours for GPS
496    if (type() == t_eph::QZSS) {          // specified as flag for QZSS
497      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
498    }
499    out << QString(fmt)
500      .arg(tot,            19, 'e', 12)
501      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
502      .arg("",             19, QChar(' '))
503      .arg("",             19, QChar(' '));
504  }
505
506  return rnxStr;
507}
508
509// Constructor
510//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
511t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
512
513  const int nLines = 4;
514
515  if (lines.size() != nLines) {
516    _checkState = bad;
517    return;
518  }
519
520  // RINEX Format
521  // ------------
522  int fieldLen = 19;
523
524  int pos[4];
525  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
526  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
527  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
528  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
529
530  // Read four lines
531  // ---------------
532  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
533    QString line = lines[iLine];
534
535    if      ( iLine == 0 ) {
536      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
537
538      int    year, month, day, hour, min;
539      double sec;
540
541      QString prnStr, n;
542      in >> prnStr;
543      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
544        in >> n;
545        prnStr.append(n);
546      }
547      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
548      if (prnStr.at(0) == 'R') {
549        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
550      }
551      else {
552        _prn.set('R', prnStr.toInt());
553      }
554
555      if      (year <  80) {
556        year += 2000;
557      }
558      else if (year < 100) {
559        year += 1900;
560      }
561
562      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
563
564      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
565      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
566      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
567      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
568           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
569           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
570        _checkState = bad;
571        return;
572      }
573      _tki -= nd * 86400.0;
574      _tau  = -_tau;
575    }
576
577    else if      ( iLine == 1 ) {
578      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
579           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
580           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
581           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
582        _checkState = bad;
583        return;
584      }
585    }
586
587    else if ( iLine == 2 ) {
588      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
589           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
590           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
591           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
592        _checkState = bad;
593        return;
594      }
595    }
596
597    else if ( iLine == 3 ) {
598      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
599           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
600           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
601           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
602        _checkState = bad;
603        return;
604      }
605    }
606  }
607
608  // Initialize status vector
609  // ------------------------
610  _tt = _TOC;
611  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
612  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
613  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
614  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
615  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
616  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
617  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
618}
619
620// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
621////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
622t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
623
624  static const double nominalStep = 10.0;
625
626  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
627  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
628
629  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
630
631  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
632    return failure;
633  }
634
635  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
636  double step = dtPos / nSteps;
637
638  double acc[3];
639  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
640  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
641  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
642  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
643    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
644    _tt = _tt + step;
645  }
646
647  // Position and Velocity
648  // ---------------------
649  xc[0] = _xv(1);
650  xc[1] = _xv(2);
651  xc[2] = _xv(3);
652
653  vv[0] = _xv(4);
654  vv[1] = _xv(5);
655  vv[2] = _xv(6);
656
657  // Clock Correction
658  // ----------------
659  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
660  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
661
662  xc[4] = _gamma;
663  xc[5] = 0.0;
664
665  return success;
666}
667
668// RINEX Format String
669//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
670QString t_ephGlo::toString(double version) const {
671
672  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
673  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
674  QTextStream out(&rnxStr);
675
676  out << QString("%1%2%3\n")
677    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
678    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
679    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
680
681  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
682
683  out << QString(fmt)
684    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
685    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
686    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
687    .arg(_health,         19, 'e', 12);
688
689  out << QString(fmt)
690    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
691    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
692    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
693    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
694
695  out << QString(fmt)
696    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
697    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
698    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
699    .arg(_E,              19, 'e', 12);
700
701  return rnxStr;
702}
703
704// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
705////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
706ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
707                                 double* acc) {
708
709  // State vector components
710  // -----------------------
711  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
712  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
713
714  // Acceleration
715  // ------------
716  static const double gmWGS = 398.60044e12;
717  static const double AE    = 6378136.0;
718  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
719  static const double C20   = -1082.6257e-6;
720
721  double rho = rr.norm_Frobenius();
722  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
723  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
724  double t3  = OMEGA * OMEGA;
725  double t4  = 2.0 * OMEGA;
726  double z2  = rr(3) * rr(3);
727
728  // Vector of derivatives
729  // ---------------------
730  ColumnVector va(6);
731  va(1) = vv(1);
732  va(2) = vv(2);
733  va(3) = vv(3);
734  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
735  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
736  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
737
738  return va;
739}
740
741// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
742////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
743unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
744  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
745  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
746}
747
748// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
749////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
750unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
751
752  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
753      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
754          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
755          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
756        return 1;
757      }
758  }
759  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
760    if (_health) {
761      return 1;
762    }
763  }
764  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
765}
766
767// Constructor
768//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
769t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
770  int       year, month, day, hour, min;
771  double    sec;
772  QString   prnStr;
773  const int nLines = 8;
774  if (lines.size() != nLines) {
775    _checkState = bad;
776    return;
777  }
778
779  // RINEX Format
780  // ------------
781  int fieldLen = 19;
782  double SVhealth = 0.0;
783  double datasource = 0.0;
784
785  int pos[4];
786  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
787  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
788  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
789  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
790
791  // Read eight lines
792  // ----------------
793  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
794    QString line = lines[iLine];
795
796    if      ( iLine == 0 ) {
797      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
798      QString n;
799      in >> prnStr;
800      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
801        in >> n;
802        prnStr.append(n);
803      }
804      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
805      if      (year <  80) {
806        year += 2000;
807      }
808      else if (year < 100) {
809        year += 1900;
810      }
811
812      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
813
814      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
815           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
816           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
817        _checkState = bad;
818        return;
819      }
820    }
821
822    else if      ( iLine == 1 ) {
823      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
824           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
825           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
826           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
827        _checkState = bad;
828        return;
829      }
830    }
831
832    else if ( iLine == 2 ) {
833      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
834           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
835           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
836           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
837        _checkState = bad;
838        return;
839      }
840    }
841
842    else if ( iLine == 3 ) {
843      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
844           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
845           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
846           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
847        _checkState = bad;
848        return;
849      }
850    }
851
852    else if ( iLine == 4 ) {
853      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
854           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
855           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
856           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
857        _checkState = bad;
858        return;
859      }
860    }
861
862    else if ( iLine == 5 ) {
863      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
864           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
865           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
866        _checkState = bad;
867        return;
868      } else {
869        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
870          _fnav = true;
871          _inav = false;
872        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
873          _fnav = false;
874          _inav = true;
875        }
876        _TOEweek -= 1024.0;
877      }
878    }
879
880    else if ( iLine == 6 ) {
881      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
882           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
883           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
884           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
885        _checkState = bad;
886        return;
887      } else {
888        // Bit 0
889        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
890        // Bit 1-2
891        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
892        // Bit 3
893        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
894        // Bit 4-5
895        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
896        // Bit 6
897        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
898        // Bit 7-8
899        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
900
901        if (prnStr.at(0) == 'E') {
902          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
903        }
904      }
905    }
906
907    else if ( iLine == 7 ) {
908      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
909        _checkState = bad;
910        return;
911      }
912    }
913  }
914}
915
916// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
917////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
918t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
919
920  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
921  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
922
923  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
924  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
925
926  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
927  if (a0 == 0) {
928    return failure;
929  }
930
931  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
932
933  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
934  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
935
936  double n  = n0 + _Delta_n;
937  double M  = _M0 + n*tk;
938  double E  = M;
939  double E_last;
940  int    nLoop = 0;
941  do {
942    E_last = E;
943    E = M + _e*sin(E);
944
945    if (++nLoop == 100) {
946      return failure;
947    }
948  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
949  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
950  double u0     = v + _omega;
951  double sin2u0 = sin(2*u0);
952  double cos2u0 = cos(2*u0);
953  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
954  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
955  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
956  double xp     = r*cos(u);
957  double yp     = r*sin(u);
958  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
959                  omegaEarth*_TOEsec;
960
961  double sinom = sin(OM);
962  double cosom = cos(OM);
963  double sini  = sin(i);
964  double cosi  = cos(i);
965  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
966  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
967  xc[2] = yp*sini;
968
969  double tc = tt - _TOC;
970  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
971
972  // Velocity
973  // --------
974  double tanv2 = tan(v/2);
975  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
976  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
977               * dEdM * n;
978  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
979  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
980  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
981  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
982                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
983  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
984  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
985
986  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
987           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
988                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
989
990  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
991           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
992                          - yp*sini*cosom*doti;
993
994  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
995
996  // Relativistic Correction
997  // -----------------------
998  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
999  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1000  // correspondent to IGS convention
1001  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1002
1003  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1004  xc[5] = _clock_driftrate;
1005
1006  return success;
1007}
1008
1009// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1010////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1011unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1012  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1013    return 1;
1014  }
1015  return 0;
1016}
1017
1018// RINEX Format String
1019//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1020QString t_ephGal::toString(double version) const {
1021
1022  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1023
1024  QTextStream out(&rnxStr);
1025
1026  out << QString("%1%2%3\n")
1027    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1028    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1029    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1030
1031  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1032
1033  out << QString(fmt)
1034    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1035    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1036    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1037    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1038
1039  out << QString(fmt)
1040    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1041    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1042    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1043    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1044
1045  out << QString(fmt)
1046    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1047    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1048    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1049    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1050
1051  out << QString(fmt)
1052    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1053    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1054    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1055    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1056
1057  int    dataSource = 0;
1058  int    SVhealth   = 0;
1059  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1060  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1061  if (_fnav) {
1062    dataSource |= (1<<1);
1063    dataSource |= (1<<8);
1064    BGD_1_5B = 0.0;
1065    // SVhealth
1066    //   Bit 3  : E5a DVS
1067    if (_e5aDataInValid) {
1068      SVhealth |= (1<<3);
1069    }
1070    //   Bit 4-5: E5a HS
1071    if (_E5aHS == 1.0) {
1072      SVhealth |= (1<<4);
1073    }
1074    else if (_E5aHS == 2.0) {
1075      SVhealth |= (1<<5);
1076    }
1077    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1078      SVhealth |= (1<<4);
1079      SVhealth |= (1<<5);
1080    }
1081  }
1082  else if(_inav) {
1083    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1084    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1085    dataSource |= (1<<0);
1086    dataSource |= (1<<2);
1087    dataSource |= (1<<9);
1088    // SVhealth
1089    //   Bit 0  : E1-B DVS
1090    if (_e1DataInValid) {
1091      SVhealth |= (1<<0);
1092    }
1093    //   Bit 1-2: E1-B HS
1094    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1095      SVhealth |= (1<<1);
1096    }
1097    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1098      SVhealth |= (1<<2);
1099    }
1100    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1101      SVhealth |= (1<<1);
1102      SVhealth |= (1<<2);
1103    }
1104    //   Bit 3  : E5a DVS
1105    if (_e5aDataInValid) {
1106      SVhealth |= (1<<3);
1107    }
1108    //   Bit 4-5: E5a HS
1109    if      (_E5aHS == 1.0) {
1110      SVhealth |= (1<<4);
1111    }
1112    else if (_E5aHS == 2.0) {
1113      SVhealth |= (1<<5);
1114    }
1115    else if (_E5aHS == 3.0) {
1116      SVhealth |= (1<<4);
1117      SVhealth |= (1<<5);
1118    }
1119    //   Bit 6  : E5b DVS
1120    if (_e5bDataInValid) {
1121      SVhealth |= (1<<6);
1122    }
1123    //   Bit 7-8: E5b HS
1124    if      (_E5bHS == 1.0) {
1125      SVhealth |= (1<<7);
1126    }
1127    else if (_E5bHS == 2.0) {
1128      SVhealth |= (1<<8);
1129    }
1130    else if (_E5bHS == 3.0) {
1131      SVhealth |= (1<<7);
1132      SVhealth |= (1<<8);
1133    }
1134  }
1135
1136  out << QString(fmt)
1137    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1138    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1139    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1140    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1141
1142  out << QString(fmt)
1143    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1144    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1145    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1146    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1147
1148  double tot = _TOT;
1149  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1150    tot = 0.0;
1151  }
1152  out << QString(fmt)
1153    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1154    .arg("",      19, QChar(' '))
1155    .arg("",      19, QChar(' '))
1156    .arg("",      19, QChar(' '));
1157
1158  return rnxStr;
1159}
1160
1161// Constructor
1162//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1163t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1164
1165  const int nLines = 4;
1166
1167  if (lines.size() != nLines) {
1168    _checkState = bad;
1169    return;
1170  }
1171
1172  // RINEX Format
1173  // ------------
1174  int fieldLen = 19;
1175
1176  int pos[4];
1177  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1178  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1179  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1180  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1181
1182  // Read four lines
1183  // ---------------
1184  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1185    QString line = lines[iLine];
1186
1187    if      ( iLine == 0 ) {
1188      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1189
1190      int    year, month, day, hour, min;
1191      double sec;
1192
1193      QString prnStr, n;
1194      in >> prnStr;
1195      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1196        in >> n;
1197        prnStr.append(n);
1198      }
1199      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1200      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1201        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1202      }
1203      else {
1204        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1205      }
1206
1207      if      (year <  80) {
1208        year += 2000;
1209      }
1210      else if (year < 100) {
1211        year += 1900;
1212      }
1213
1214      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1215
1216      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1217           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1218           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1219        _checkState = bad;
1220        return;
1221      }
1222    }
1223
1224    else if      ( iLine == 1 ) {
1225      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1226           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1227           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1228           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1229        _checkState = bad;
1230        return;
1231      }
1232    }
1233
1234    else if ( iLine == 2 ) {
1235      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1236           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1237           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1238           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1239        _checkState = bad;
1240        return;
1241      }
1242    }
1243
1244    else if ( iLine == 3 ) {
1245      double iodn;
1246      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1247           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1248           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1249           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1250        _checkState = bad;
1251        return;
1252      } else {
1253        _IODN = int(iodn);
1254      }
1255    }
1256  }
1257
1258  _x_pos          *= 1.e3;
1259  _y_pos          *= 1.e3;
1260  _z_pos          *= 1.e3;
1261  _x_velocity     *= 1.e3;
1262  _y_velocity     *= 1.e3;
1263  _z_velocity     *= 1.e3;
1264  _x_acceleration *= 1.e3;
1265  _y_acceleration *= 1.e3;
1266  _z_acceleration *= 1.e3;
1267}
1268
1269// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1270////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1271
1272unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1273  unsigned char buffer[80];
1274  int size = 0;
1275  int numbits = 0;
1276  long long bitbuffer = 0;
1277  unsigned char *startbuffer = buffer;
1278
1279  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1280  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1281  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1282  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1283  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1284  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1285  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1286  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1287  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1288  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1289  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1290  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1291
1292  return CRC24(size, startbuffer);
1293}
1294
1295// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1296////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1297t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1298
1299  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1300  double  dt = tt - _TOC;
1301
1302  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1303  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1304  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1305
1306  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1307  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1308  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1309
1310  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1311
1312  xc[4] = _agf1;
1313  xc[5] = 0.0;
1314
1315  return success;
1316}
1317
1318// RINEX Format String
1319//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1320QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1321
1322  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1323
1324  QTextStream out(&rnxStr);
1325
1326  out << QString("%1%2%3\n")
1327    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1328    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1329    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1330
1331  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1332
1333  out << QString(fmt)
1334    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1335    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1336    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1337    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1338
1339  out << QString(fmt)
1340    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1341    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1342    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1343    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1344
1345  out << QString(fmt)
1346    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1347    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1348    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1349    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1350
1351  return rnxStr;
1352}
1353
1354// Constructor
1355//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1356t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1357
1358  const int nLines = 8;
1359
1360  if (lines.size() != nLines) {
1361    _checkState = bad;
1362    return;
1363  }
1364
1365  // RINEX Format
1366  // ------------
1367  int fieldLen = 19;
1368
1369  int pos[4];
1370  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1371  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1372  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1373  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1374
1375  // Read eight lines
1376  // ----------------
1377  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1378    QString line = lines[iLine];
1379
1380    if      ( iLine == 0 ) {
1381      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1382
1383      int    year, month, day, hour, min;
1384      double sec;
1385
1386      QString prnStr, n;
1387      in >> prnStr;
1388      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1389        in >> n;
1390        prnStr.append(n);
1391      }
1392      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1393      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1394        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1395      }
1396      else {
1397        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1398      }
1399
1400      if      (year <  80) {
1401        year += 2000;
1402      }
1403      else if (year < 100) {
1404        year += 1900;
1405      }
1406
1407      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1408
1409      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1410           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1411           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1412        _checkState = bad;
1413        return;
1414      }
1415    }
1416
1417    else if      ( iLine == 1 ) {
1418      double aode;
1419      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1420           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1421           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1422           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1423        _checkState = bad;
1424        return;
1425      }
1426      _AODE = int(aode);
1427    }
1428
1429    else if ( iLine == 2 ) {
1430      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1431           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1432           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1433           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1434        _checkState = bad;
1435        return;
1436      }
1437    }
1438
1439    else if ( iLine == 3 ) {
1440      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1441           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1442           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1443           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1444        _checkState = bad;
1445        return;
1446      }
1447    }
1448
1449    else if ( iLine == 4 ) {
1450      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1451           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1452           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1453           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1454        _checkState = bad;
1455        return;
1456      }
1457    }
1458
1459    else if ( iLine == 5 ) {
1460      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1461           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1462        _checkState = bad;
1463        return;
1464      }
1465    }
1466
1467    else if ( iLine == 6 ) {
1468      double SatH1;
1469      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1470           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1471           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1472           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1473        _checkState = bad;
1474        return;
1475      }
1476      _SatH1 = int(SatH1);
1477    }
1478
1479    else if ( iLine == 7 ) {
1480      double aodc;
1481      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1482           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1483        _checkState = bad;
1484        return;
1485      }
1486      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1487        _TOT = _TOEsec;
1488      }
1489      _AODC = int(aodc);
1490    }
1491  }
1492
1493  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1494
1495  // remark: actually should be computed from second_tot
1496  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1497  //_TOT = _TOC.bdssec();
1498}
1499
1500// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1501////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1502unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1503  unsigned char buffer[80];
1504  int size = 0;
1505  int numbits = 0;
1506  long long bitbuffer = 0;
1507  unsigned char *startbuffer = buffer;
1508
1509  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1510  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1511      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1512  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1513  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1514  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1515  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1516  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1517  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1518  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1519  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1520  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1521  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1522  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1523  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1524  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1525  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1526  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1527  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1528  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1529
1530  return CRC24(size, startbuffer);
1531}
1532
1533// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1534//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1535t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1536
1537  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1538  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1539
1540  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1541  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1542
1543  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1544
1545  if (_sqrt_A == 0) {
1546    return failure;
1547  }
1548  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1549
1550  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1551  double tk = tt - _TOE;
1552  double n  = n0 + _Delta_n;
1553  double M  = _M0 + n*tk;
1554  double E  = M;
1555  double E_last;
1556  int    nLoop = 0;
1557  do {
1558    E_last = E;
1559    E = M + _e*sin(E);
1560
1561    if (++nLoop == 100) {
1562      return failure;
1563    }
1564  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1565
1566  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1567  double u0     = v + _omega;
1568  double sin2u0 = sin(2*u0);
1569  double cos2u0 = cos(2*u0);
1570  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1571  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1572  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1573  double xp     = r*cos(u);
1574  double yp     = r*sin(u);
1575  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1576  double sinom = 0;
1577  double cosom = 0;
1578  double sini  = 0;
1579  double cosi  = 0;
1580
1581  // Velocity
1582  // --------
1583  double tanv2 = tan(v/2);
1584  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1585  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1586                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1587  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1588  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1589  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1590                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1591
1592  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1593  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1594
1595  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1596
1597  // MEO/IGSO satellite
1598  // ------------------
1599  if (_i0 > iMaxGEO) {
1600    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1601
1602    sinom = sin(OM);
1603    cosom = cos(OM);
1604    sini  = sin(i);
1605    cosi  = cos(i);
1606
1607    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1608    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1609    xc[2] = yp*sini;
1610
1611    // Velocity
1612    // --------
1613
1614    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1615
1616    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1617           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1618                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1619
1620    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1621           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1622                            - yp*sini*cosom*doti;
1623
1624    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1625
1626  }
1627
1628  // GEO satellite
1629  // -------------
1630  else {
1631    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1632    double ll    = omegaBDS*tk;
1633
1634    sinom = sin(OM);
1635    cosom = cos(OM);
1636    sini  = sin(i);
1637    cosi  = cos(i);
1638
1639    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1640    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1641    double zz = yp*sini;
1642
1643    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1644    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1645
1646    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1647    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1648
1649    xc[0] = X2(1);
1650    xc[1] = X2(2);
1651    xc[2] = X2(3);
1652
1653    double dotom = _OMEGADOT;
1654
1655    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1656               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1657                                + yp*sini*sinom*doti;
1658
1659    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1660               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1661                                - yp*sini*cosom*doti;
1662
1663    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1664
1665    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1666
1667    Matrix RdotZ(3,3);
1668    double C = cos(ll);
1669    double S = sin(ll);
1670    Matrix UU(3,3);
1671    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1672    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1673    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1674    RdotZ = omegaBDS * UU;
1675
1676    ColumnVector VV(3);
1677    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1678
1679    vv[0] = VV(1);
1680    vv[1] = VV(2);
1681    vv[2] = VV(3);
1682  }
1683
1684  double tc = tt - _TOC;
1685  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1686
1687  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1688  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1689
1690  // Relativistic Correction
1691  // -----------------------
1692  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1693  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1694  // correspondent to IGS convention
1695  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1696
1697  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1698  xc[5] = _clock_driftrate;
1699
1700  return success;
1701}
1702
1703// RINEX Format String
1704//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1705QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1706
1707  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1708
1709  QTextStream out(&rnxStr);
1710
1711  out << QString("%1%2%3\n")
1712    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1713    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1714    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1715
1716  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1717
1718  out << QString(fmt)
1719    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1720    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1721    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1722    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1723
1724  out << QString(fmt)
1725    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1726    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1727    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1728    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1729
1730  double toes = 0.0;
1731  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1732    toes = _TOEsec;
1733  }
1734  else {// RTCM stream input
1735    toes = _TOE.bdssec();
1736  }
1737  out << QString(fmt)
1738    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1739    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1740    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1741    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1742
1743  out << QString(fmt)
1744    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1745    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1746    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1747    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1748
1749  double toew = 0.0;
1750  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1751    toew = _TOEweek;
1752  }
1753  else {// RTCM stream input
1754    toew = double(_TOE.bdsw());
1755  }
1756  out << QString(fmt)
1757    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1758    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1759    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1760    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1761
1762  out << QString(fmt)
1763    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1764    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1765    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1766    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1767
1768  double tots = 0.0;
1769  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1770    tots = _TOT;
1771  }
1772  else {// RTCM stream input
1773    tots = _TOE.bdssec();
1774  }
1775  out << QString(fmt)
1776    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1777    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1778    .arg("",            19, QChar(' '))
1779    .arg("",            19, QChar(' '));
1780  return rnxStr;
1781}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.