source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8929

Last change on this file since 8929 was 8929, checked in by stuerze, 5 months ago

GPS fit intervall: different specifications in differet RINEX versions are now considerred

File size: 50.0 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61      _checkState == outdated) {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        double fitIntervalRnx;
309        readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
310        if        (type() == t_eph::GPS) {
311          if (rnxVersion < 3.03) {// specified as flag for GPS
312            _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::GPS);
313          } else {                // specified as time period for GPS since 3.03
314            _fitInterval = fitIntervalRnx;
315          }
316        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
317          _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
318        }
319      }
320    }
321  }
322}
323
324// Compute GPS Satellite Position (virtual)
325////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
326t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
327
328  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
329  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
330
331  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
332  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
333
334  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
335  if (a0 == 0) {
336    return failure;
337  }
338
339  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
340
341  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
342  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
343
344  double n  = n0 + _Delta_n;
345  double M  = _M0 + n*tk;
346  double E  = M;
347  double E_last;
348  int    nLoop = 0;
349  do {
350    E_last = E;
351    E = M + _e*sin(E);
352
353    if (++nLoop == 100) {
354      return failure;
355    }
356  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
357  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
358  double u0     = v + _omega;
359  double sin2u0 = sin(2*u0);
360  double cos2u0 = cos(2*u0);
361  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
362  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
363  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
364  double xp     = r*cos(u);
365  double yp     = r*sin(u);
366  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
367                   omegaEarth*_TOEsec;
368
369  double sinom = sin(OM);
370  double cosom = cos(OM);
371  double sini  = sin(i);
372  double cosi  = cos(i);
373  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
374  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
375  xc[2] = yp*sini;
376
377  double tc = tt - _TOC;
378  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
379
380  // Velocity
381  // --------
382  double tanv2 = tan(v/2);
383  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
384  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
385               * dEdM * n;
386  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
387  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
388  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
389  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
390                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
391  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
392  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
393
394  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
395           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
396                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
397
398  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
399           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
400                          - yp*sini*cosom*doti;
401
402  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
403
404  // Relativistic Correction
405  // -----------------------
406  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
407  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
408
409  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
410  xc[5] = _clock_driftrate;
411
412  return success;
413}
414
415// RINEX Format String
416//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
417QString t_ephGPS::toString(double version) const {
418
419  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
420
421  QTextStream out(&rnxStr);
422
423  out << QString("%1%2%3\n")
424    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
425    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
426    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
427
428  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
429
430   out << QString(fmt)
431    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
432    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
433    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
434    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
435
436  out << QString(fmt)
437    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
438    .arg(_e,      19, 'e', 12)
439    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
440    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
441
442  out << QString(fmt)
443    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
444    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
445    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
446    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
447
448  out << QString(fmt)
449    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
450    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
451    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
452    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
453
454  if (type() == t_eph::IRNSS) {
455    out << QString(fmt)
456      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
457      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
458      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
459      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
460  }
461  else {
462    out << QString(fmt)
463      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
464      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
465      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
466      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
467  }
468
469  if (type() == t_eph::IRNSS) {
470    out << QString(fmt)
471      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
472      .arg(_health, 19, 'e', 12)
473      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
474      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
475  }
476  else {
477    out << QString(fmt)
478      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
479      .arg(_health, 19, 'e', 12)
480      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
481      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
482  }
483
484  double tot = _TOT;
485  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
486    tot = 0.0;
487  }
488  // fitInterval
489  if (type() == t_eph::IRNSS) {            // not valid for IRNSS
490    out << QString(fmt)
491      .arg(tot,          19, 'e', 12)
492      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
493      .arg("",           19, QChar(' '))
494      .arg("",           19, QChar(' '));
495  }
496  else {
497    double fitIntervalRnx = _fitInterval; // specified as time period in hours for GPS since RINEX 3.03
498    if      (type() == t_eph::GPS && version < 3.03) { // specified as flag in versions < 3.03
499      (_fitInterval == 4.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
500    }
501    else if (type() == t_eph::QZSS) {    // specified as flag for QZSS
502      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
503    }
504    out << QString(fmt)
505      .arg(tot,            19, 'e', 12)
506      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
507      .arg("",             19, QChar(' '))
508      .arg("",             19, QChar(' '));
509  }
510
511  return rnxStr;
512}
513
514// Constructor
515//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
516t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
517
518  const int nLines = 4;
519
520  if (lines.size() != nLines) {
521    _checkState = bad;
522    return;
523  }
524
525  // RINEX Format
526  // ------------
527  int fieldLen = 19;
528
529  int pos[4];
530  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
531  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
532  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
533  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
534
535  // Read four lines
536  // ---------------
537  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
538    QString line = lines[iLine];
539
540    if      ( iLine == 0 ) {
541      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
542
543      int    year, month, day, hour, min;
544      double sec;
545
546      QString prnStr, n;
547      in >> prnStr;
548      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
549        in >> n;
550        prnStr.append(n);
551      }
552      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
553      if (prnStr.at(0) == 'R') {
554        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
555      }
556      else {
557        _prn.set('R', prnStr.toInt());
558      }
559
560      if      (year <  80) {
561        year += 2000;
562      }
563      else if (year < 100) {
564        year += 1900;
565      }
566
567      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
568
569      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
570      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
571      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
572      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
573           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
574           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
575        _checkState = bad;
576        return;
577      }
578      _tki -= nd * 86400.0;
579      _tau  = -_tau;
580    }
581
582    else if      ( iLine == 1 ) {
583      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
584           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
585           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
586           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
587        _checkState = bad;
588        return;
589      }
590    }
591
592    else if ( iLine == 2 ) {
593      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
594           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
595           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
596           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
597        _checkState = bad;
598        return;
599      }
600    }
601
602    else if ( iLine == 3 ) {
603      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
604           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
605           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
606           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
607        _checkState = bad;
608        return;
609      }
610    }
611  }
612
613  // Initialize status vector
614  // ------------------------
615  _tt = _TOC;
616  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
617  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
618  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
619  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
620  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
621  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
622  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
623}
624
625// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
626////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
627t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
628
629  static const double nominalStep = 10.0;
630
631  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
632  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
633
634  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
635
636  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
637    return failure;
638  }
639
640  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
641  double step = dtPos / nSteps;
642
643  double acc[3];
644  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
645  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
646  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
647  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
648    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
649    _tt = _tt + step;
650  }
651
652  // Position and Velocity
653  // ---------------------
654  xc[0] = _xv(1);
655  xc[1] = _xv(2);
656  xc[2] = _xv(3);
657
658  vv[0] = _xv(4);
659  vv[1] = _xv(5);
660  vv[2] = _xv(6);
661
662  // Clock Correction
663  // ----------------
664  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
665  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
666
667  xc[4] = _gamma;
668  xc[5] = 0.0;
669
670  return success;
671}
672
673// RINEX Format String
674//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
675QString t_ephGlo::toString(double version) const {
676
677  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
678  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
679  QTextStream out(&rnxStr);
680
681  out << QString("%1%2%3\n")
682    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
683    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
684    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
685
686  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
687
688  out << QString(fmt)
689    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
690    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
691    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
692    .arg(_health,         19, 'e', 12);
693
694  out << QString(fmt)
695    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
696    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
697    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
698    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
699
700  out << QString(fmt)
701    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
702    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
703    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
704    .arg(_E,              19, 'e', 12);
705
706  return rnxStr;
707}
708
709// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
710////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
711ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
712                                 double* acc) {
713
714  // State vector components
715  // -----------------------
716  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
717  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
718
719  // Acceleration
720  // ------------
721  static const double gmWGS = 398.60044e12;
722  static const double AE    = 6378136.0;
723  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
724  static const double C20   = -1082.6257e-6;
725
726  double rho = rr.norm_Frobenius();
727  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
728  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
729  double t3  = OMEGA * OMEGA;
730  double t4  = 2.0 * OMEGA;
731  double z2  = rr(3) * rr(3);
732
733  // Vector of derivatives
734  // ---------------------
735  ColumnVector va(6);
736  va(1) = vv(1);
737  va(2) = vv(2);
738  va(3) = vv(3);
739  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
740  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
741  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
742
743  return va;
744}
745
746// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
747////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
748unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
749  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
750  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
751}
752
753// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
754////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
755unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
756
757  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
758      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
759          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
760          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
761        return 1;
762      }
763  }
764  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
765    if (_health) {
766      return 1;
767    }
768  }
769  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
770}
771
772// Constructor
773//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
774t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
775  int       year, month, day, hour, min;
776  double    sec;
777  QString   prnStr;
778  const int nLines = 8;
779  if (lines.size() != nLines) {
780    _checkState = bad;
781    return;
782  }
783
784  // RINEX Format
785  // ------------
786  int fieldLen = 19;
787  double SVhealth = 0.0;
788  double datasource = 0.0;
789
790  int pos[4];
791  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
792  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
793  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
794  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
795
796  // Read eight lines
797  // ----------------
798  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
799    QString line = lines[iLine];
800
801    if      ( iLine == 0 ) {
802      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
803      QString n;
804      in >> prnStr;
805      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
806        in >> n;
807        prnStr.append(n);
808      }
809      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
810      if      (year <  80) {
811        year += 2000;
812      }
813      else if (year < 100) {
814        year += 1900;
815      }
816
817      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
818
819      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
820           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
821           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
822        _checkState = bad;
823        return;
824      }
825    }
826
827    else if      ( iLine == 1 ) {
828      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
829           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
830           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
831           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
832        _checkState = bad;
833        return;
834      }
835    }
836
837    else if ( iLine == 2 ) {
838      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
839           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
840           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
841           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
842        _checkState = bad;
843        return;
844      }
845    }
846
847    else if ( iLine == 3 ) {
848      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
849           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
850           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
851           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
852        _checkState = bad;
853        return;
854      }
855    }
856
857    else if ( iLine == 4 ) {
858      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
859           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
860           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
861           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
862        _checkState = bad;
863        return;
864      }
865    }
866
867    else if ( iLine == 5 ) {
868      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
869           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
870           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
871        _checkState = bad;
872        return;
873      } else {
874        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
875          _fnav = true;
876          _inav = false;
877        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
878          _fnav = false;
879          _inav = true;
880        }
881        _TOEweek -= 1024.0;
882      }
883    }
884
885    else if ( iLine == 6 ) {
886      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
887           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
888           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
889           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
890        _checkState = bad;
891        return;
892      } else {
893        // Bit 0
894        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
895        // Bit 1-2
896        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
897        // Bit 3
898        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
899        // Bit 4-5
900        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
901        // Bit 6
902        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
903        // Bit 7-8
904        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
905
906        if (prnStr.at(0) == 'E') {
907          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
908        }
909      }
910    }
911
912    else if ( iLine == 7 ) {
913      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
914        _checkState = bad;
915        return;
916      }
917    }
918  }
919}
920
921// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
922////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
923t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
924
925  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
926  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
927
928  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
929  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
930
931  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
932  if (a0 == 0) {
933    return failure;
934  }
935
936  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
937
938  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
939  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
940
941  double n  = n0 + _Delta_n;
942  double M  = _M0 + n*tk;
943  double E  = M;
944  double E_last;
945  int    nLoop = 0;
946  do {
947    E_last = E;
948    E = M + _e*sin(E);
949
950    if (++nLoop == 100) {
951      return failure;
952    }
953  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
954  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
955  double u0     = v + _omega;
956  double sin2u0 = sin(2*u0);
957  double cos2u0 = cos(2*u0);
958  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
959  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
960  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
961  double xp     = r*cos(u);
962  double yp     = r*sin(u);
963  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
964                  omegaEarth*_TOEsec;
965
966  double sinom = sin(OM);
967  double cosom = cos(OM);
968  double sini  = sin(i);
969  double cosi  = cos(i);
970  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
971  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
972  xc[2] = yp*sini;
973
974  double tc = tt - _TOC;
975  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
976
977  // Velocity
978  // --------
979  double tanv2 = tan(v/2);
980  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
981  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
982               * dEdM * n;
983  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
984  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
985  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
986  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
987                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
988  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
989  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
990
991  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
992           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
993                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
994
995  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
996           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
997                          - yp*sini*cosom*doti;
998
999  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1000
1001  // Relativistic Correction
1002  // -----------------------
1003  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1004  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1005  // correspondent to IGS convention
1006  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1007
1008  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1009  xc[5] = _clock_driftrate;
1010
1011  return success;
1012}
1013
1014// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1015////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1016unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1017  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1018    return 1;
1019  }
1020  return 0;
1021}
1022
1023// RINEX Format String
1024//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1025QString t_ephGal::toString(double version) const {
1026
1027  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1028
1029  QTextStream out(&rnxStr);
1030
1031  out << QString("%1%2%3\n")
1032    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1033    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1034    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1035
1036  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1037
1038  out << QString(fmt)
1039    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1040    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1041    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1042    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1043
1044  out << QString(fmt)
1045    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1046    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1047    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1048    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1049
1050  out << QString(fmt)
1051    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1052    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1053    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1054    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1055
1056  out << QString(fmt)
1057    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1058    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1059    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1060    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1061
1062  int    dataSource = 0;
1063  int    SVhealth   = 0;
1064  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1065  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1066  if (_fnav) {
1067    dataSource |= (1<<1);
1068    dataSource |= (1<<8);
1069    BGD_1_5B = 0.0;
1070    // SVhealth
1071    //   Bit 3  : E5a DVS
1072    if (_e5aDataInValid) {
1073      SVhealth |= (1<<3);
1074    }
1075    //   Bit 4-5: E5a HS
1076    if (_E5aHS == 1.0) {
1077      SVhealth |= (1<<4);
1078    }
1079    else if (_E5aHS == 2.0) {
1080      SVhealth |= (1<<5);
1081    }
1082    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1083      SVhealth |= (1<<4);
1084      SVhealth |= (1<<5);
1085    }
1086  }
1087  else if(_inav) {
1088    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1089    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1090    dataSource |= (1<<0);
1091    dataSource |= (1<<2);
1092    dataSource |= (1<<9);
1093    // SVhealth
1094    //   Bit 0  : E1-B DVS
1095    if (_e1DataInValid) {
1096      SVhealth |= (1<<0);
1097    }
1098    //   Bit 1-2: E1-B HS
1099    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1100      SVhealth |= (1<<1);
1101    }
1102    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1103      SVhealth |= (1<<2);
1104    }
1105    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1106      SVhealth |= (1<<1);
1107      SVhealth |= (1<<2);
1108    }
1109    //   Bit 3  : E5a DVS
1110    if (_e5aDataInValid) {
1111      SVhealth |= (1<<3);
1112    }
1113    //   Bit 4-5: E5a HS
1114    if      (_E5aHS == 1.0) {
1115      SVhealth |= (1<<4);
1116    }
1117    else if (_E5aHS == 2.0) {
1118      SVhealth |= (1<<5);
1119    }
1120    else if (_E5aHS == 3.0) {
1121      SVhealth |= (1<<4);
1122      SVhealth |= (1<<5);
1123    }
1124    //   Bit 6  : E5b DVS
1125    if (_e5bDataInValid) {
1126      SVhealth |= (1<<6);
1127    }
1128    //   Bit 7-8: E5b HS
1129    if      (_E5bHS == 1.0) {
1130      SVhealth |= (1<<7);
1131    }
1132    else if (_E5bHS == 2.0) {
1133      SVhealth |= (1<<8);
1134    }
1135    else if (_E5bHS == 3.0) {
1136      SVhealth |= (1<<7);
1137      SVhealth |= (1<<8);
1138    }
1139  }
1140
1141  out << QString(fmt)
1142    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1143    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1144    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1145    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1146
1147  out << QString(fmt)
1148    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1149    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1150    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1151    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1152
1153  double tot = _TOT;
1154  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1155    tot = 0.0;
1156  }
1157  out << QString(fmt)
1158    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1159    .arg("",      19, QChar(' '))
1160    .arg("",      19, QChar(' '))
1161    .arg("",      19, QChar(' '));
1162
1163  return rnxStr;
1164}
1165
1166// Constructor
1167//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1168t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1169
1170  const int nLines = 4;
1171
1172  if (lines.size() != nLines) {
1173    _checkState = bad;
1174    return;
1175  }
1176
1177  // RINEX Format
1178  // ------------
1179  int fieldLen = 19;
1180
1181  int pos[4];
1182  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1183  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1184  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1185  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1186
1187  // Read four lines
1188  // ---------------
1189  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1190    QString line = lines[iLine];
1191
1192    if      ( iLine == 0 ) {
1193      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1194
1195      int    year, month, day, hour, min;
1196      double sec;
1197
1198      QString prnStr, n;
1199      in >> prnStr;
1200      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1201        in >> n;
1202        prnStr.append(n);
1203      }
1204      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1205      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1206        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1207      }
1208      else {
1209        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1210      }
1211
1212      if      (year <  80) {
1213        year += 2000;
1214      }
1215      else if (year < 100) {
1216        year += 1900;
1217      }
1218
1219      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1220
1221      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1222           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1223           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1224        _checkState = bad;
1225        return;
1226      }
1227    }
1228
1229    else if      ( iLine == 1 ) {
1230      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1231           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1232           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1233           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1234        _checkState = bad;
1235        return;
1236      }
1237    }
1238
1239    else if ( iLine == 2 ) {
1240      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1241           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1242           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1243           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1244        _checkState = bad;
1245        return;
1246      }
1247    }
1248
1249    else if ( iLine == 3 ) {
1250      double iodn;
1251      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1252           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1253           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1254           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1255        _checkState = bad;
1256        return;
1257      } else {
1258        _IODN = int(iodn);
1259      }
1260    }
1261  }
1262
1263  _x_pos          *= 1.e3;
1264  _y_pos          *= 1.e3;
1265  _z_pos          *= 1.e3;
1266  _x_velocity     *= 1.e3;
1267  _y_velocity     *= 1.e3;
1268  _z_velocity     *= 1.e3;
1269  _x_acceleration *= 1.e3;
1270  _y_acceleration *= 1.e3;
1271  _z_acceleration *= 1.e3;
1272}
1273
1274// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1275////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1276
1277unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1278  unsigned char buffer[80];
1279  int size = 0;
1280  int numbits = 0;
1281  long long bitbuffer = 0;
1282  unsigned char *startbuffer = buffer;
1283
1284  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1285  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1286  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1287  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1288  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1289  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1290  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1291  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1292  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1293  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1294  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1295  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1296
1297  return CRC24(size, startbuffer);
1298}
1299
1300// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1301////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1302t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1303
1304  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1305  double  dt = tt - _TOC;
1306
1307  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1308  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1309  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1310
1311  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1312  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1313  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1314
1315  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1316
1317  xc[4] = _agf1;
1318  xc[5] = 0.0;
1319
1320  return success;
1321}
1322
1323// RINEX Format String
1324//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1325QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1326
1327  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1328
1329  QTextStream out(&rnxStr);
1330
1331  out << QString("%1%2%3\n")
1332    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1333    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1334    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1335
1336  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1337
1338  out << QString(fmt)
1339    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1340    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1341    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1342    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1343
1344  out << QString(fmt)
1345    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1346    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1347    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1348    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1349
1350  out << QString(fmt)
1351    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1352    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1353    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1354    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1355
1356  return rnxStr;
1357}
1358
1359// Constructor
1360//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1361t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1362
1363  const int nLines = 8;
1364
1365  if (lines.size() != nLines) {
1366    _checkState = bad;
1367    return;
1368  }
1369
1370  // RINEX Format
1371  // ------------
1372  int fieldLen = 19;
1373
1374  int pos[4];
1375  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1376  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1377  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1378  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1379
1380  // Read eight lines
1381  // ----------------
1382  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1383    QString line = lines[iLine];
1384
1385    if      ( iLine == 0 ) {
1386      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1387
1388      int    year, month, day, hour, min;
1389      double sec;
1390
1391      QString prnStr, n;
1392      in >> prnStr;
1393      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1394        in >> n;
1395        prnStr.append(n);
1396      }
1397      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1398      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1399        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1400      }
1401      else {
1402        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1403      }
1404
1405      if      (year <  80) {
1406        year += 2000;
1407      }
1408      else if (year < 100) {
1409        year += 1900;
1410      }
1411
1412      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1413
1414      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1415           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1416           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1417        _checkState = bad;
1418        return;
1419      }
1420    }
1421
1422    else if      ( iLine == 1 ) {
1423      double aode;
1424      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1425           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1426           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1427           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1428        _checkState = bad;
1429        return;
1430      }
1431      _AODE = int(aode);
1432    }
1433
1434    else if ( iLine == 2 ) {
1435      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1436           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1437           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1438           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1439        _checkState = bad;
1440        return;
1441      }
1442    }
1443
1444    else if ( iLine == 3 ) {
1445      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1446           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1447           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1448           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1449        _checkState = bad;
1450        return;
1451      }
1452    }
1453
1454    else if ( iLine == 4 ) {
1455      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1456           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1457           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1458           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1459        _checkState = bad;
1460        return;
1461      }
1462    }
1463
1464    else if ( iLine == 5 ) {
1465      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1466           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1467        _checkState = bad;
1468        return;
1469      }
1470    }
1471
1472    else if ( iLine == 6 ) {
1473      double SatH1;
1474      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1475           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1476           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1477           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1478        _checkState = bad;
1479        return;
1480      }
1481      _SatH1 = int(SatH1);
1482    }
1483
1484    else if ( iLine == 7 ) {
1485      double aodc;
1486      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1487           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1488        _checkState = bad;
1489        return;
1490      }
1491      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1492        _TOT = _TOEsec;
1493      }
1494      _AODC = int(aodc);
1495    }
1496  }
1497
1498  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1499
1500  // remark: actually should be computed from second_tot
1501  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1502  //_TOT = _TOC.bdssec();
1503}
1504
1505// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1506////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1507unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1508  unsigned char buffer[80];
1509  int size = 0;
1510  int numbits = 0;
1511  long long bitbuffer = 0;
1512  unsigned char *startbuffer = buffer;
1513
1514  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1515  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1516      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1517  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1518  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1519  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1520  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1521  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1522  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1523  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1524  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1525  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1526  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1527  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1528  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1529  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1530  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1531  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1532  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1533  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1534
1535  return CRC24(size, startbuffer);
1536}
1537
1538// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1539//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1540t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1541
1542  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1543  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1544
1545  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1546  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1547
1548  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1549
1550  if (_sqrt_A == 0) {
1551    return failure;
1552  }
1553  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1554
1555  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1556  double tk = tt - _TOE;
1557  double n  = n0 + _Delta_n;
1558  double M  = _M0 + n*tk;
1559  double E  = M;
1560  double E_last;
1561  int    nLoop = 0;
1562  do {
1563    E_last = E;
1564    E = M + _e*sin(E);
1565
1566    if (++nLoop == 100) {
1567      return failure;
1568    }
1569  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1570
1571  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1572  double u0     = v + _omega;
1573  double sin2u0 = sin(2*u0);
1574  double cos2u0 = cos(2*u0);
1575  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1576  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1577  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1578  double xp     = r*cos(u);
1579  double yp     = r*sin(u);
1580  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1581  double sinom = 0;
1582  double cosom = 0;
1583  double sini  = 0;
1584  double cosi  = 0;
1585
1586  // Velocity
1587  // --------
1588  double tanv2 = tan(v/2);
1589  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1590  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1591                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1592  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1593  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1594  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1595                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1596
1597  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1598  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1599
1600  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1601
1602  // MEO/IGSO satellite
1603  // ------------------
1604  if (_i0 > iMaxGEO) {
1605    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1606
1607    sinom = sin(OM);
1608    cosom = cos(OM);
1609    sini  = sin(i);
1610    cosi  = cos(i);
1611
1612    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1613    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1614    xc[2] = yp*sini;
1615
1616    // Velocity
1617    // --------
1618
1619    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1620
1621    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1622           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1623                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1624
1625    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1626           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1627                            - yp*sini*cosom*doti;
1628
1629    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1630
1631  }
1632
1633  // GEO satellite
1634  // -------------
1635  else {
1636    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1637    double ll    = omegaBDS*tk;
1638
1639    sinom = sin(OM);
1640    cosom = cos(OM);
1641    sini  = sin(i);
1642    cosi  = cos(i);
1643
1644    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1645    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1646    double zz = yp*sini;
1647
1648    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1649    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1650
1651    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1652    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1653
1654    xc[0] = X2(1);
1655    xc[1] = X2(2);
1656    xc[2] = X2(3);
1657
1658    double dotom = _OMEGADOT;
1659
1660    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1661               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1662                                + yp*sini*sinom*doti;
1663
1664    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1665               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1666                                - yp*sini*cosom*doti;
1667
1668    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1669
1670    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1671
1672    Matrix RdotZ(3,3);
1673    double C = cos(ll);
1674    double S = sin(ll);
1675    Matrix UU(3,3);
1676    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1677    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1678    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1679    RdotZ = omegaBDS * UU;
1680
1681    ColumnVector VV(3);
1682    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1683
1684    vv[0] = VV(1);
1685    vv[1] = VV(2);
1686    vv[2] = VV(3);
1687  }
1688
1689  double tc = tt - _TOC;
1690  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1691
1692  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1693  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1694
1695  // Relativistic Correction
1696  // -----------------------
1697  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1698  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1699  // correspondent to IGS convention
1700  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1701
1702  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1703  xc[5] = _clock_driftrate;
1704
1705  return success;
1706}
1707
1708// RINEX Format String
1709//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1710QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1711
1712  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1713
1714  QTextStream out(&rnxStr);
1715
1716  out << QString("%1%2%3\n")
1717    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1718    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1719    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1720
1721  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1722
1723  out << QString(fmt)
1724    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1725    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1726    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1727    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1728
1729  out << QString(fmt)
1730    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1731    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1732    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1733    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1734
1735  double toes = 0.0;
1736  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1737    toes = _TOEsec;
1738  }
1739  else {// RTCM stream input
1740    toes = _TOE.bdssec();
1741  }
1742  out << QString(fmt)
1743    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1744    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1745    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1746    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1747
1748  out << QString(fmt)
1749    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1750    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1751    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1752    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1753
1754  double toew = 0.0;
1755  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1756    toew = _TOEweek;
1757  }
1758  else {// RTCM stream input
1759    toew = double(_TOE.bdsw());
1760  }
1761  out << QString(fmt)
1762    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1763    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1764    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1765    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1766
1767  out << QString(fmt)
1768    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1769    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1770    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1771    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1772
1773  double tots = 0.0;
1774  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1775    tots = _TOT;
1776  }
1777  else {// RTCM stream input
1778    tots = _TOE.bdssec();
1779  }
1780  out << QString(fmt)
1781    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1782    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1783    .arg("",            19, QChar(' '))
1784    .arg("",            19, QChar(' '));
1785  return rnxStr;
1786}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.