source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8930

Last change on this file since 8930 was 8930, 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61      _checkState == outdated) {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    else if ( iLine == 7 ) {
301      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
302        _checkState = bad;
303        return;
304      }
305      // fitInterval is not valid for IRNSS
306      if (type() != t_eph::IRNSS) {
307        double fitIntervalRnx;
308        readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
309        if        (type() == t_eph::GPS) {
310          if (rnxVersion < 3.03) {// specified as flag for GPS
311            _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::GPS);
312          } else {                // specified as time period for GPS since 3.03
313            _fitInterval = fitIntervalRnx;
314          }
315        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
316          _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
317        }
318      }
319    }
320  }
321}
322
323// Compute GPS Satellite Position (virtual)
324////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
325t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
326
327  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
328  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
329
330  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
331  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
332
333  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
334  if (a0 == 0) {
335    return failure;
336  }
337
338  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
339
340  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
341  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
342
343  double n  = n0 + _Delta_n;
344  double M  = _M0 + n*tk;
345  double E  = M;
346  double E_last;
347  int    nLoop = 0;
348  do {
349    E_last = E;
350    E = M + _e*sin(E);
351
352    if (++nLoop == 100) {
353      return failure;
354    }
355  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
356  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
357  double u0     = v + _omega;
358  double sin2u0 = sin(2*u0);
359  double cos2u0 = cos(2*u0);
360  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
361  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
362  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
363  double xp     = r*cos(u);
364  double yp     = r*sin(u);
365  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
366                   omegaEarth*_TOEsec;
367
368  double sinom = sin(OM);
369  double cosom = cos(OM);
370  double sini  = sin(i);
371  double cosi  = cos(i);
372  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
373  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
374  xc[2] = yp*sini;
375
376  double tc = tt - _TOC;
377  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
378
379  // Velocity
380  // --------
381  double tanv2 = tan(v/2);
382  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
383  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
384               * dEdM * n;
385  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
386  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
387  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
388  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
389                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
390  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
391  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
392
393  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
394           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
395                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
396
397  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
398           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
399                          - yp*sini*cosom*doti;
400
401  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
402
403  // Relativistic Correction
404  // -----------------------
405  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
406  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
407
408  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
409  xc[5] = _clock_driftrate;
410
411  return success;
412}
413
414// RINEX Format String
415//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
416QString t_ephGPS::toString(double version) const {
417
418  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
419
420  QTextStream out(&rnxStr);
421
422  out << QString("%1%2%3\n")
423    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
424    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
425    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
426
427  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
428
429   out << QString(fmt)
430    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
431    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
432    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
433    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
434
435  out << QString(fmt)
436    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
437    .arg(_e,      19, 'e', 12)
438    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
439    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
440
441  out << QString(fmt)
442    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
443    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
444    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
445    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
446
447  out << QString(fmt)
448    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
449    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
450    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
451    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
452
453  if (type() == t_eph::IRNSS) {
454    out << QString(fmt)
455      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
456      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
457      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
458      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
459  }
460  else {
461    out << QString(fmt)
462      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
463      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
464      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
465      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
466  }
467
468  if (type() == t_eph::IRNSS) {
469    out << QString(fmt)
470      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
471      .arg(_health, 19, 'e', 12)
472      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
473      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
474  }
475  else {
476    out << QString(fmt)
477      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
478      .arg(_health, 19, 'e', 12)
479      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
480      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
481  }
482
483  double tot = _TOT;
484  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
485    tot = 0.0;
486  }
487  // fitInterval
488  if (type() == t_eph::IRNSS) {// not valid for IRNSS
489    out << QString(fmt)
490      .arg(tot,          19, 'e', 12)
491      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
492      .arg("",           19, QChar(' '))
493      .arg("",           19, QChar(' '));
494  }
495  else {
496    double fitIntervalRnx;
497    if      (type() == t_eph::GPS) {
498      if (version < 3.03) { // specified as flag)
499        (_fitInterval == 4.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
500      }
501      else {
502        fitIntervalRnx = _fitInterval; // specified as time period in hours
503      }
504    }
505    else if (type() == t_eph::QZSS) {    // specified as flag
506      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
507    }
508    out << QString(fmt)
509      .arg(tot,            19, 'e', 12)
510      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
511      .arg("",             19, QChar(' '))
512      .arg("",             19, QChar(' '));
513  }
514
515  return rnxStr;
516}
517
518// Constructor
519//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
520t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
521
522  const int nLines = 4;
523
524  if (lines.size() != nLines) {
525    _checkState = bad;
526    return;
527  }
528
529  // RINEX Format
530  // ------------
531  int fieldLen = 19;
532
533  int pos[4];
534  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
535  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
536  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
537  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
538
539  // Read four lines
540  // ---------------
541  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
542    QString line = lines[iLine];
543
544    if      ( iLine == 0 ) {
545      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
546
547      int    year, month, day, hour, min;
548      double sec;
549
550      QString prnStr, n;
551      in >> prnStr;
552      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
553        in >> n;
554        prnStr.append(n);
555      }
556      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
557      if (prnStr.at(0) == 'R') {
558        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
559      }
560      else {
561        _prn.set('R', prnStr.toInt());
562      }
563
564      if      (year <  80) {
565        year += 2000;
566      }
567      else if (year < 100) {
568        year += 1900;
569      }
570
571      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
572
573      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
574      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
575      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
576      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
577           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
578           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
579        _checkState = bad;
580        return;
581      }
582      _tki -= nd * 86400.0;
583      _tau  = -_tau;
584    }
585
586    else if      ( iLine == 1 ) {
587      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
588           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
589           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
590           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
591        _checkState = bad;
592        return;
593      }
594    }
595
596    else if ( iLine == 2 ) {
597      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
598           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
599           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
600           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
601        _checkState = bad;
602        return;
603      }
604    }
605
606    else if ( iLine == 3 ) {
607      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
608           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
609           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
610           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
611        _checkState = bad;
612        return;
613      }
614    }
615  }
616
617  // Initialize status vector
618  // ------------------------
619  _tt = _TOC;
620  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
621  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
622  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
623  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
624  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
625  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
626  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
627}
628
629// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
630////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
631t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
632
633  static const double nominalStep = 10.0;
634
635  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
636  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
637
638  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
639
640  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
641    return failure;
642  }
643
644  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
645  double step = dtPos / nSteps;
646
647  double acc[3];
648  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
649  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
650  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
651  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
652    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
653    _tt = _tt + step;
654  }
655
656  // Position and Velocity
657  // ---------------------
658  xc[0] = _xv(1);
659  xc[1] = _xv(2);
660  xc[2] = _xv(3);
661
662  vv[0] = _xv(4);
663  vv[1] = _xv(5);
664  vv[2] = _xv(6);
665
666  // Clock Correction
667  // ----------------
668  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
669  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
670
671  xc[4] = _gamma;
672  xc[5] = 0.0;
673
674  return success;
675}
676
677// RINEX Format String
678//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
679QString t_ephGlo::toString(double version) const {
680
681  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
682  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
683  QTextStream out(&rnxStr);
684
685  out << QString("%1%2%3\n")
686    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
687    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
688    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
689
690  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
691
692  out << QString(fmt)
693    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
694    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
695    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
696    .arg(_health,         19, 'e', 12);
697
698  out << QString(fmt)
699    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
700    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
701    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
702    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
703
704  out << QString(fmt)
705    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
706    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
707    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
708    .arg(_E,              19, 'e', 12);
709
710  return rnxStr;
711}
712
713// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
714////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
715ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
716                                 double* acc) {
717
718  // State vector components
719  // -----------------------
720  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
721  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
722
723  // Acceleration
724  // ------------
725  static const double gmWGS = 398.60044e12;
726  static const double AE    = 6378136.0;
727  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
728  static const double C20   = -1082.6257e-6;
729
730  double rho = rr.norm_Frobenius();
731  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
732  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
733  double t3  = OMEGA * OMEGA;
734  double t4  = 2.0 * OMEGA;
735  double z2  = rr(3) * rr(3);
736
737  // Vector of derivatives
738  // ---------------------
739  ColumnVector va(6);
740  va(1) = vv(1);
741  va(2) = vv(2);
742  va(3) = vv(3);
743  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
744  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
745  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
746
747  return va;
748}
749
750// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
751////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
752unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
753  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
754  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
755}
756
757// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
758////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
759unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
760
761  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
762      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
763          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
764          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
765        return 1;
766      }
767  }
768  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
769    if (_health) {
770      return 1;
771    }
772  }
773  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
774}
775
776// Constructor
777//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
778t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
779  int       year, month, day, hour, min;
780  double    sec;
781  QString   prnStr;
782  const int nLines = 8;
783  if (lines.size() != nLines) {
784    _checkState = bad;
785    return;
786  }
787
788  // RINEX Format
789  // ------------
790  int fieldLen = 19;
791  double SVhealth = 0.0;
792  double datasource = 0.0;
793
794  int pos[4];
795  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
796  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
797  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
798  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
799
800  // Read eight lines
801  // ----------------
802  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
803    QString line = lines[iLine];
804
805    if      ( iLine == 0 ) {
806      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
807      QString n;
808      in >> prnStr;
809      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
810        in >> n;
811        prnStr.append(n);
812      }
813      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
814      if      (year <  80) {
815        year += 2000;
816      }
817      else if (year < 100) {
818        year += 1900;
819      }
820
821      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
822
823      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
824           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
825           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
826        _checkState = bad;
827        return;
828      }
829    }
830
831    else if      ( iLine == 1 ) {
832      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
833           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
834           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
835           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
836        _checkState = bad;
837        return;
838      }
839    }
840
841    else if ( iLine == 2 ) {
842      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
843           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
844           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
845           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
846        _checkState = bad;
847        return;
848      }
849    }
850
851    else if ( iLine == 3 ) {
852      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
853           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
854           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
855           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
856        _checkState = bad;
857        return;
858      }
859    }
860
861    else if ( iLine == 4 ) {
862      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
863           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
864           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
865           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
866        _checkState = bad;
867        return;
868      }
869    }
870
871    else if ( iLine == 5 ) {
872      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
873           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
874           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
875        _checkState = bad;
876        return;
877      } else {
878        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
879          _fnav = true;
880          _inav = false;
881        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
882          _fnav = false;
883          _inav = true;
884        }
885        _TOEweek -= 1024.0;
886      }
887    }
888
889    else if ( iLine == 6 ) {
890      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
891           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
892           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
893           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
894        _checkState = bad;
895        return;
896      } else {
897        // Bit 0
898        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
899        // Bit 1-2
900        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
901        // Bit 3
902        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
903        // Bit 4-5
904        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
905        // Bit 6
906        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
907        // Bit 7-8
908        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
909
910        if (prnStr.at(0) == 'E') {
911          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
912        }
913      }
914    }
915
916    else if ( iLine == 7 ) {
917      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
918        _checkState = bad;
919        return;
920      }
921    }
922  }
923}
924
925// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
926////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
927t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
928
929  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
930  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
931
932  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
933  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
934
935  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
936  if (a0 == 0) {
937    return failure;
938  }
939
940  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
941
942  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
943  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
944
945  double n  = n0 + _Delta_n;
946  double M  = _M0 + n*tk;
947  double E  = M;
948  double E_last;
949  int    nLoop = 0;
950  do {
951    E_last = E;
952    E = M + _e*sin(E);
953
954    if (++nLoop == 100) {
955      return failure;
956    }
957  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
958  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
959  double u0     = v + _omega;
960  double sin2u0 = sin(2*u0);
961  double cos2u0 = cos(2*u0);
962  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
963  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
964  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
965  double xp     = r*cos(u);
966  double yp     = r*sin(u);
967  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
968                  omegaEarth*_TOEsec;
969
970  double sinom = sin(OM);
971  double cosom = cos(OM);
972  double sini  = sin(i);
973  double cosi  = cos(i);
974  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
975  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
976  xc[2] = yp*sini;
977
978  double tc = tt - _TOC;
979  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
980
981  // Velocity
982  // --------
983  double tanv2 = tan(v/2);
984  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
985  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
986               * dEdM * n;
987  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
988  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
989  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
990  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
991                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
992  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
993  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
994
995  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
996           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
997                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
998
999  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1000           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1001                          - yp*sini*cosom*doti;
1002
1003  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1004
1005  // Relativistic Correction
1006  // -----------------------
1007  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1008  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1009  // correspondent to IGS convention
1010  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1011
1012  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1013  xc[5] = _clock_driftrate;
1014
1015  return success;
1016}
1017
1018// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1019////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1020unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1021  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1022    return 1;
1023  }
1024  return 0;
1025}
1026
1027// RINEX Format String
1028//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1029QString t_ephGal::toString(double version) const {
1030
1031  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1032
1033  QTextStream out(&rnxStr);
1034
1035  out << QString("%1%2%3\n")
1036    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1037    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1038    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1039
1040  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1041
1042  out << QString(fmt)
1043    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1044    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1045    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1046    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1047
1048  out << QString(fmt)
1049    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1050    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1051    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1052    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1053
1054  out << QString(fmt)
1055    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1056    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1057    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1058    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1059
1060  out << QString(fmt)
1061    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1062    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1063    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1064    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1065
1066  int    dataSource = 0;
1067  int    SVhealth   = 0;
1068  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1069  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1070  if (_fnav) {
1071    dataSource |= (1<<1);
1072    dataSource |= (1<<8);
1073    BGD_1_5B = 0.0;
1074    // SVhealth
1075    //   Bit 3  : E5a DVS
1076    if (_e5aDataInValid) {
1077      SVhealth |= (1<<3);
1078    }
1079    //   Bit 4-5: E5a HS
1080    if (_E5aHS == 1.0) {
1081      SVhealth |= (1<<4);
1082    }
1083    else if (_E5aHS == 2.0) {
1084      SVhealth |= (1<<5);
1085    }
1086    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1087      SVhealth |= (1<<4);
1088      SVhealth |= (1<<5);
1089    }
1090  }
1091  else if(_inav) {
1092    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1093    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1094    dataSource |= (1<<0);
1095    dataSource |= (1<<2);
1096    dataSource |= (1<<9);
1097    // SVhealth
1098    //   Bit 0  : E1-B DVS
1099    if (_e1DataInValid) {
1100      SVhealth |= (1<<0);
1101    }
1102    //   Bit 1-2: E1-B HS
1103    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1104      SVhealth |= (1<<1);
1105    }
1106    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1107      SVhealth |= (1<<2);
1108    }
1109    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1110      SVhealth |= (1<<1);
1111      SVhealth |= (1<<2);
1112    }
1113    //   Bit 3  : E5a DVS
1114    if (_e5aDataInValid) {
1115      SVhealth |= (1<<3);
1116    }
1117    //   Bit 4-5: E5a HS
1118    if      (_E5aHS == 1.0) {
1119      SVhealth |= (1<<4);
1120    }
1121    else if (_E5aHS == 2.0) {
1122      SVhealth |= (1<<5);
1123    }
1124    else if (_E5aHS == 3.0) {
1125      SVhealth |= (1<<4);
1126      SVhealth |= (1<<5);
1127    }
1128    //   Bit 6  : E5b DVS
1129    if (_e5bDataInValid) {
1130      SVhealth |= (1<<6);
1131    }
1132    //   Bit 7-8: E5b HS
1133    if      (_E5bHS == 1.0) {
1134      SVhealth |= (1<<7);
1135    }
1136    else if (_E5bHS == 2.0) {
1137      SVhealth |= (1<<8);
1138    }
1139    else if (_E5bHS == 3.0) {
1140      SVhealth |= (1<<7);
1141      SVhealth |= (1<<8);
1142    }
1143  }
1144
1145  out << QString(fmt)
1146    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1147    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1148    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1149    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1150
1151  out << QString(fmt)
1152    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1153    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1154    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1155    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1156
1157  double tot = _TOT;
1158  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1159    tot = 0.0;
1160  }
1161  out << QString(fmt)
1162    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1163    .arg("",      19, QChar(' '))
1164    .arg("",      19, QChar(' '))
1165    .arg("",      19, QChar(' '));
1166
1167  return rnxStr;
1168}
1169
1170// Constructor
1171//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1172t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1173
1174  const int nLines = 4;
1175
1176  if (lines.size() != nLines) {
1177    _checkState = bad;
1178    return;
1179  }
1180
1181  // RINEX Format
1182  // ------------
1183  int fieldLen = 19;
1184
1185  int pos[4];
1186  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1187  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1188  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1189  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1190
1191  // Read four lines
1192  // ---------------
1193  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1194    QString line = lines[iLine];
1195
1196    if      ( iLine == 0 ) {
1197      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1198
1199      int    year, month, day, hour, min;
1200      double sec;
1201
1202      QString prnStr, n;
1203      in >> prnStr;
1204      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1205        in >> n;
1206        prnStr.append(n);
1207      }
1208      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1209      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1210        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1211      }
1212      else {
1213        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1214      }
1215
1216      if      (year <  80) {
1217        year += 2000;
1218      }
1219      else if (year < 100) {
1220        year += 1900;
1221      }
1222
1223      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1224
1225      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1226           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1227           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1228        _checkState = bad;
1229        return;
1230      }
1231    }
1232
1233    else if      ( iLine == 1 ) {
1234      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1235           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1236           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1237           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1238        _checkState = bad;
1239        return;
1240      }
1241    }
1242
1243    else if ( iLine == 2 ) {
1244      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1245           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1246           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1247           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1248        _checkState = bad;
1249        return;
1250      }
1251    }
1252
1253    else if ( iLine == 3 ) {
1254      double iodn;
1255      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1256           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1257           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1258           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1259        _checkState = bad;
1260        return;
1261      } else {
1262        _IODN = int(iodn);
1263      }
1264    }
1265  }
1266
1267  _x_pos          *= 1.e3;
1268  _y_pos          *= 1.e3;
1269  _z_pos          *= 1.e3;
1270  _x_velocity     *= 1.e3;
1271  _y_velocity     *= 1.e3;
1272  _z_velocity     *= 1.e3;
1273  _x_acceleration *= 1.e3;
1274  _y_acceleration *= 1.e3;
1275  _z_acceleration *= 1.e3;
1276}
1277
1278// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1279////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1280
1281unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1282  unsigned char buffer[80];
1283  int size = 0;
1284  int numbits = 0;
1285  long long bitbuffer = 0;
1286  unsigned char *startbuffer = buffer;
1287
1288  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1289  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1290  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1291  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1292  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1293  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1294  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1295  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1296  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1297  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1298  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1299  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1300
1301  return CRC24(size, startbuffer);
1302}
1303
1304// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1305////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1306t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1307
1308  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1309  double  dt = tt - _TOC;
1310
1311  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1312  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1313  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1314
1315  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1316  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1317  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1318
1319  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1320
1321  xc[4] = _agf1;
1322  xc[5] = 0.0;
1323
1324  return success;
1325}
1326
1327// RINEX Format String
1328//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1329QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1330
1331  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1332
1333  QTextStream out(&rnxStr);
1334
1335  out << QString("%1%2%3\n")
1336    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1337    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1338    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1339
1340  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1341
1342  out << QString(fmt)
1343    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1344    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1345    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1346    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1347
1348  out << QString(fmt)
1349    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1350    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1351    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1352    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1353
1354  out << QString(fmt)
1355    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1356    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1357    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1358    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1359
1360  return rnxStr;
1361}
1362
1363// Constructor
1364//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1365t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1366
1367  const int nLines = 8;
1368
1369  if (lines.size() != nLines) {
1370    _checkState = bad;
1371    return;
1372  }
1373
1374  // RINEX Format
1375  // ------------
1376  int fieldLen = 19;
1377
1378  int pos[4];
1379  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1380  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1381  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1382  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1383
1384  // Read eight lines
1385  // ----------------
1386  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1387    QString line = lines[iLine];
1388
1389    if      ( iLine == 0 ) {
1390      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1391
1392      int    year, month, day, hour, min;
1393      double sec;
1394
1395      QString prnStr, n;
1396      in >> prnStr;
1397      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1398        in >> n;
1399        prnStr.append(n);
1400      }
1401      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1402      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1403        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1404      }
1405      else {
1406        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1407      }
1408
1409      if      (year <  80) {
1410        year += 2000;
1411      }
1412      else if (year < 100) {
1413        year += 1900;
1414      }
1415
1416      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1417
1418      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1419           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1420           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1421        _checkState = bad;
1422        return;
1423      }
1424    }
1425
1426    else if      ( iLine == 1 ) {
1427      double aode;
1428      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1429           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1430           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1431           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1432        _checkState = bad;
1433        return;
1434      }
1435      _AODE = int(aode);
1436    }
1437
1438    else if ( iLine == 2 ) {
1439      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1440           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1441           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1442           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1443        _checkState = bad;
1444        return;
1445      }
1446    }
1447
1448    else if ( iLine == 3 ) {
1449      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1450           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1451           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1452           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1453        _checkState = bad;
1454        return;
1455      }
1456    }
1457
1458    else if ( iLine == 4 ) {
1459      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1460           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1461           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1462           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1463        _checkState = bad;
1464        return;
1465      }
1466    }
1467
1468    else if ( iLine == 5 ) {
1469      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1470           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1471        _checkState = bad;
1472        return;
1473      }
1474    }
1475
1476    else if ( iLine == 6 ) {
1477      double SatH1;
1478      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1479           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1480           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1481           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1482        _checkState = bad;
1483        return;
1484      }
1485      _SatH1 = int(SatH1);
1486    }
1487
1488    else if ( iLine == 7 ) {
1489      double aodc;
1490      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1491           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1492        _checkState = bad;
1493        return;
1494      }
1495      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1496        _TOT = _TOEsec;
1497      }
1498      _AODC = int(aodc);
1499    }
1500  }
1501
1502  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1503
1504  // remark: actually should be computed from second_tot
1505  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1506  //_TOT = _TOC.bdssec();
1507}
1508
1509// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1510////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1511unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1512  unsigned char buffer[80];
1513  int size = 0;
1514  int numbits = 0;
1515  long long bitbuffer = 0;
1516  unsigned char *startbuffer = buffer;
1517
1518  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1519  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1520      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1521  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1522  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1523  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1524  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1525  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1526  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1527  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1528  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1529  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1530  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1531  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1532  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1533  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1534  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1535  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1536  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1537  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1538
1539  return CRC24(size, startbuffer);
1540}
1541
1542// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1543//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1544t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1545
1546  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1547  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1548
1549  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1550  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1551
1552  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1553
1554  if (_sqrt_A == 0) {
1555    return failure;
1556  }
1557  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1558
1559  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1560  double tk = tt - _TOE;
1561  double n  = n0 + _Delta_n;
1562  double M  = _M0 + n*tk;
1563  double E  = M;
1564  double E_last;
1565  int    nLoop = 0;
1566  do {
1567    E_last = E;
1568    E = M + _e*sin(E);
1569
1570    if (++nLoop == 100) {
1571      return failure;
1572    }
1573  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1574
1575  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1576  double u0     = v + _omega;
1577  double sin2u0 = sin(2*u0);
1578  double cos2u0 = cos(2*u0);
1579  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1580  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1581  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1582  double xp     = r*cos(u);
1583  double yp     = r*sin(u);
1584  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1585  double sinom = 0;
1586  double cosom = 0;
1587  double sini  = 0;
1588  double cosi  = 0;
1589
1590  // Velocity
1591  // --------
1592  double tanv2 = tan(v/2);
1593  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1594  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1595                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1596  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1597  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1598  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1599                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1600
1601  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1602  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1603
1604  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1605
1606  // MEO/IGSO satellite
1607  // ------------------
1608  if (_i0 > iMaxGEO) {
1609    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1610
1611    sinom = sin(OM);
1612    cosom = cos(OM);
1613    sini  = sin(i);
1614    cosi  = cos(i);
1615
1616    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1617    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1618    xc[2] = yp*sini;
1619
1620    // Velocity
1621    // --------
1622
1623    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1624
1625    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1626           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1627                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1628
1629    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1630           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1631                            - yp*sini*cosom*doti;
1632
1633    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1634
1635  }
1636
1637  // GEO satellite
1638  // -------------
1639  else {
1640    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1641    double ll    = omegaBDS*tk;
1642
1643    sinom = sin(OM);
1644    cosom = cos(OM);
1645    sini  = sin(i);
1646    cosi  = cos(i);
1647
1648    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1649    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1650    double zz = yp*sini;
1651
1652    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1653    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1654
1655    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1656    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1657
1658    xc[0] = X2(1);
1659    xc[1] = X2(2);
1660    xc[2] = X2(3);
1661
1662    double dotom = _OMEGADOT;
1663
1664    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1665               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1666                                + yp*sini*sinom*doti;
1667
1668    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1669               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1670                                - yp*sini*cosom*doti;
1671
1672    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1673
1674    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1675
1676    Matrix RdotZ(3,3);
1677    double C = cos(ll);
1678    double S = sin(ll);
1679    Matrix UU(3,3);
1680    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1681    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1682    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1683    RdotZ = omegaBDS * UU;
1684
1685    ColumnVector VV(3);
1686    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1687
1688    vv[0] = VV(1);
1689    vv[1] = VV(2);
1690    vv[2] = VV(3);
1691  }
1692
1693  double tc = tt - _TOC;
1694  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1695
1696  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1697  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1698
1699  // Relativistic Correction
1700  // -----------------------
1701  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1702  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1703  // correspondent to IGS convention
1704  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1705
1706  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1707  xc[5] = _clock_driftrate;
1708
1709  return success;
1710}
1711
1712// RINEX Format String
1713//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1714QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1715
1716  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1717
1718  QTextStream out(&rnxStr);
1719
1720  out << QString("%1%2%3\n")
1721    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1722    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1723    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1724
1725  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1726
1727  out << QString(fmt)
1728    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1729    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1730    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1731    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1732
1733  out << QString(fmt)
1734    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1735    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1736    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1737    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1738
1739  double toes = 0.0;
1740  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1741    toes = _TOEsec;
1742  }
1743  else {// RTCM stream input
1744    toes = _TOE.bdssec();
1745  }
1746  out << QString(fmt)
1747    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1748    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1749    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1750    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1751
1752  out << QString(fmt)
1753    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1754    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1755    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1756    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1757
1758  double toew = 0.0;
1759  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1760    toew = _TOEweek;
1761  }
1762  else {// RTCM stream input
1763    toew = double(_TOE.bdsw());
1764  }
1765  out << QString(fmt)
1766    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1767    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1768    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1769    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1770
1771  out << QString(fmt)
1772    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1773    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1774    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1775    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1776
1777  double tots = 0.0;
1778  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1779    tots = _TOT;
1780  }
1781  else {// RTCM stream input
1782    tots = _TOE.bdssec();
1783  }
1784  out << QString(fmt)
1785    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1786    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1787    .arg("",            19, QChar(' '))
1788    .arg("",            19, QChar(' '));
1789  return rnxStr;
1790}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.