source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 8942

Last change on this file since 8942 was 8942, checked in by stuerze, 6 months ago

BDS SSR IOD is changed from 24 into 8 bit with respect to RTCM SSR proposal version 08

File size: 48.0 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61      _checkState == outdated) {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) {  // in RINEX specified allways as time period for GPS
310            _fitInterval = fitIntervalRnx;
311        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
312          if (rnxVersion == 3.02) {
313            _fitInterval = fitIntervalRnx; // specified as time period
314          }
315          else {
316            _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
317          }
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    // for GPS and QZSS in version 3.02 specified in hours
498    double fitIntervalRnx = _fitInterval;
499    // otherwise specified as flag
500    if (type() == t_eph::QZSS && version != 3.02) {
501      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
502    }
503    out << QString(fmt)
504      .arg(tot,            19, 'e', 12)
505      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
506      .arg("",             19, QChar(' '))
507      .arg("",             19, QChar(' '));
508  }
509  return rnxStr;
510}
511
512// Constructor
513//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
514t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
515
516  const int nLines = 4;
517
518  if (lines.size() != nLines) {
519    _checkState = bad;
520    return;
521  }
522
523  // RINEX Format
524  // ------------
525  int fieldLen = 19;
526
527  int pos[4];
528  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
529  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
530  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
531  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
532
533  // Read four lines
534  // ---------------
535  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
536    QString line = lines[iLine];
537
538    if      ( iLine == 0 ) {
539      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
540
541      int    year, month, day, hour, min;
542      double sec;
543
544      QString prnStr, n;
545      in >> prnStr;
546      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
547        in >> n;
548        prnStr.append(n);
549      }
550      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
551      if (prnStr.at(0) == 'R') {
552        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
553      }
554      else {
555        _prn.set('R', prnStr.toInt());
556      }
557
558      if      (year <  80) {
559        year += 2000;
560      }
561      else if (year < 100) {
562        year += 1900;
563      }
564
565      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
566
567      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
568      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
569      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
570      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
571           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
572           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
573        _checkState = bad;
574        return;
575      }
576      _tki -= nd * 86400.0;
577      _tau  = -_tau;
578    }
579
580    else if      ( iLine == 1 ) {
581      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
582           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
583           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
584           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
585        _checkState = bad;
586        return;
587      }
588    }
589
590    else if ( iLine == 2 ) {
591      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
592           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
593           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
594           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
595        _checkState = bad;
596        return;
597      }
598    }
599
600    else if ( iLine == 3 ) {
601      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
602           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
603           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
604           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
605        _checkState = bad;
606        return;
607      }
608    }
609  }
610
611  // Initialize status vector
612  // ------------------------
613  _tt = _TOC;
614  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
615  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
616  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
617  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
618  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
619  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
620  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
621}
622
623// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
624////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
625t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
626
627  static const double nominalStep = 10.0;
628
629  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
630  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
631
632  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
633
634  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
635    return failure;
636  }
637
638  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
639  double step = dtPos / nSteps;
640
641  double acc[3];
642  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
643  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
644  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
645  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
646    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
647    _tt = _tt + step;
648  }
649
650  // Position and Velocity
651  // ---------------------
652  xc[0] = _xv(1);
653  xc[1] = _xv(2);
654  xc[2] = _xv(3);
655
656  vv[0] = _xv(4);
657  vv[1] = _xv(5);
658  vv[2] = _xv(6);
659
660  // Clock Correction
661  // ----------------
662  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
663  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
664
665  xc[4] = _gamma;
666  xc[5] = 0.0;
667
668  return success;
669}
670
671// RINEX Format String
672//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
673QString t_ephGlo::toString(double version) const {
674
675  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
676  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
677  QTextStream out(&rnxStr);
678
679  out << QString("%1%2%3\n")
680    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
681    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
682    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
683
684  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
685
686  out << QString(fmt)
687    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
688    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
689    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
690    .arg(_health,         19, 'e', 12);
691
692  out << QString(fmt)
693    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
694    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
695    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
696    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
697
698  out << QString(fmt)
699    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
700    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
701    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
702    .arg(_E,              19, 'e', 12);
703
704  return rnxStr;
705}
706
707// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
708////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
709ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
710                                 double* acc) {
711
712  // State vector components
713  // -----------------------
714  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
715  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
716
717  // Acceleration
718  // ------------
719  static const double gmWGS = 398.60044e12;
720  static const double AE    = 6378136.0;
721  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
722  static const double C20   = -1082.6257e-6;
723
724  double rho = rr.norm_Frobenius();
725  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
726  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
727  double t3  = OMEGA * OMEGA;
728  double t4  = 2.0 * OMEGA;
729  double z2  = rr(3) * rr(3);
730
731  // Vector of derivatives
732  // ---------------------
733  ColumnVector va(6);
734  va(1) = vv(1);
735  va(2) = vv(2);
736  va(3) = vv(3);
737  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
738  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
739  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
740
741  return va;
742}
743
744// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
745////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
746unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
747  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
748  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
749}
750
751// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
752////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
753unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
754
755  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
756      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
757          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
758          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
759        return 1;
760      }
761  }
762  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
763    if (_health) {
764      return 1;
765    }
766  }
767  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
768}
769
770// Constructor
771//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
772t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
773  int       year, month, day, hour, min;
774  double    sec;
775  QString   prnStr;
776  const int nLines = 8;
777  if (lines.size() != nLines) {
778    _checkState = bad;
779    return;
780  }
781
782  // RINEX Format
783  // ------------
784  int fieldLen = 19;
785  double SVhealth = 0.0;
786  double datasource = 0.0;
787
788  int pos[4];
789  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
790  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
791  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
792  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
793
794  // Read eight lines
795  // ----------------
796  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
797    QString line = lines[iLine];
798
799    if      ( iLine == 0 ) {
800      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
801      QString n;
802      in >> prnStr;
803      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
804        in >> n;
805        prnStr.append(n);
806      }
807      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
808      if      (year <  80) {
809        year += 2000;
810      }
811      else if (year < 100) {
812        year += 1900;
813      }
814
815      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
816
817      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
818           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
819           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
820        _checkState = bad;
821        return;
822      }
823    }
824
825    else if      ( iLine == 1 ) {
826      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
827           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
828           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
829           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
830        _checkState = bad;
831        return;
832      }
833    }
834
835    else if ( iLine == 2 ) {
836      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
837           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
838           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
839           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
840        _checkState = bad;
841        return;
842      }
843    }
844
845    else if ( iLine == 3 ) {
846      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
847           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
848           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
849           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
850        _checkState = bad;
851        return;
852      }
853    }
854
855    else if ( iLine == 4 ) {
856      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
857           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
858           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
859           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
860        _checkState = bad;
861        return;
862      }
863    }
864
865    else if ( iLine == 5 ) {
866      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
867           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
868           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
869        _checkState = bad;
870        return;
871      } else {
872        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
873          _fnav = true;
874          _inav = false;
875        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
876          _fnav = false;
877          _inav = true;
878        }
879        _TOEweek -= 1024.0;
880      }
881    }
882
883    else if ( iLine == 6 ) {
884      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
885           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
886           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
887           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
888        _checkState = bad;
889        return;
890      } else {
891        // Bit 0
892        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
893        // Bit 1-2
894        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
895        // Bit 3
896        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
897        // Bit 4-5
898        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
899        // Bit 6
900        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
901        // Bit 7-8
902        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
903
904        if (prnStr.at(0) == 'E') {
905          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
906        }
907      }
908    }
909
910    else if ( iLine == 7 ) {
911      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
912        _checkState = bad;
913        return;
914      }
915    }
916  }
917}
918
919// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
920////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
921t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
922
923  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
924  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
925
926  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
927  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
928
929  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
930  if (a0 == 0) {
931    return failure;
932  }
933
934  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
935
936  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
937  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
938
939  double n  = n0 + _Delta_n;
940  double M  = _M0 + n*tk;
941  double E  = M;
942  double E_last;
943  int    nLoop = 0;
944  do {
945    E_last = E;
946    E = M + _e*sin(E);
947
948    if (++nLoop == 100) {
949      return failure;
950    }
951  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
952  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
953  double u0     = v + _omega;
954  double sin2u0 = sin(2*u0);
955  double cos2u0 = cos(2*u0);
956  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
957  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
958  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
959  double xp     = r*cos(u);
960  double yp     = r*sin(u);
961  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
962                  omegaEarth*_TOEsec;
963
964  double sinom = sin(OM);
965  double cosom = cos(OM);
966  double sini  = sin(i);
967  double cosi  = cos(i);
968  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
969  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
970  xc[2] = yp*sini;
971
972  double tc = tt - _TOC;
973  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
974
975  // Velocity
976  // --------
977  double tanv2 = tan(v/2);
978  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
979  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
980               * dEdM * n;
981  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
982  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
983  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
984  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
985                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
986  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
987  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
988
989  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
990           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
991                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
992
993  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
994           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
995                          - yp*sini*cosom*doti;
996
997  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
998
999  // Relativistic Correction
1000  // -----------------------
1001  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1002  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1003  // correspondent to IGS convention
1004  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1005
1006  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1007  xc[5] = _clock_driftrate;
1008
1009  return success;
1010}
1011
1012// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1013////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1014unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1015  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1016    return 1;
1017  }
1018  return 0;
1019}
1020
1021// RINEX Format String
1022//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1023QString t_ephGal::toString(double version) const {
1024
1025  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1026
1027  QTextStream out(&rnxStr);
1028
1029  out << QString("%1%2%3\n")
1030    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1031    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1032    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1033
1034  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1035
1036  out << QString(fmt)
1037    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1038    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1039    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1040    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1041
1042  out << QString(fmt)
1043    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1044    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1045    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1046    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1047
1048  out << QString(fmt)
1049    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1050    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1051    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1052    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1053
1054  out << QString(fmt)
1055    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1056    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1057    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1058    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1059
1060  int    dataSource = 0;
1061  int    SVhealth   = 0;
1062  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1063  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1064  if (_fnav) {
1065    dataSource |= (1<<1);
1066    dataSource |= (1<<8);
1067    BGD_1_5B = 0.0;
1068    // SVhealth
1069    //   Bit 3  : E5a DVS
1070    if (_e5aDataInValid) {
1071      SVhealth |= (1<<3);
1072    }
1073    //   Bit 4-5: E5a HS
1074    if (_E5aHS == 1.0) {
1075      SVhealth |= (1<<4);
1076    }
1077    else if (_E5aHS == 2.0) {
1078      SVhealth |= (1<<5);
1079    }
1080    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1081      SVhealth |= (1<<4);
1082      SVhealth |= (1<<5);
1083    }
1084  }
1085  else if(_inav) {
1086    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1087    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1088    dataSource |= (1<<0);
1089    dataSource |= (1<<2);
1090    dataSource |= (1<<9);
1091    // SVhealth
1092    //   Bit 0  : E1-B DVS
1093    if (_e1DataInValid) {
1094      SVhealth |= (1<<0);
1095    }
1096    //   Bit 1-2: E1-B HS
1097    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1098      SVhealth |= (1<<1);
1099    }
1100    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1101      SVhealth |= (1<<2);
1102    }
1103    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1104      SVhealth |= (1<<1);
1105      SVhealth |= (1<<2);
1106    }
1107    //   Bit 3  : E5a DVS
1108    if (_e5aDataInValid) {
1109      SVhealth |= (1<<3);
1110    }
1111    //   Bit 4-5: E5a HS
1112    if      (_E5aHS == 1.0) {
1113      SVhealth |= (1<<4);
1114    }
1115    else if (_E5aHS == 2.0) {
1116      SVhealth |= (1<<5);
1117    }
1118    else if (_E5aHS == 3.0) {
1119      SVhealth |= (1<<4);
1120      SVhealth |= (1<<5);
1121    }
1122    //   Bit 6  : E5b DVS
1123    if (_e5bDataInValid) {
1124      SVhealth |= (1<<6);
1125    }
1126    //   Bit 7-8: E5b HS
1127    if      (_E5bHS == 1.0) {
1128      SVhealth |= (1<<7);
1129    }
1130    else if (_E5bHS == 2.0) {
1131      SVhealth |= (1<<8);
1132    }
1133    else if (_E5bHS == 3.0) {
1134      SVhealth |= (1<<7);
1135      SVhealth |= (1<<8);
1136    }
1137  }
1138
1139  out << QString(fmt)
1140    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1141    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1142    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1143    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1144
1145  out << QString(fmt)
1146    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1147    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1148    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1149    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1150
1151  double tot = _TOT;
1152  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1153    tot = 0.0;
1154  }
1155  out << QString(fmt)
1156    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1157    .arg("",      19, QChar(' '))
1158    .arg("",      19, QChar(' '))
1159    .arg("",      19, QChar(' '));
1160
1161  return rnxStr;
1162}
1163
1164// Constructor
1165//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1166t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1167
1168  const int nLines = 4;
1169
1170  if (lines.size() != nLines) {
1171    _checkState = bad;
1172    return;
1173  }
1174
1175  // RINEX Format
1176  // ------------
1177  int fieldLen = 19;
1178
1179  int pos[4];
1180  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1181  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1182  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1183  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1184
1185  // Read four lines
1186  // ---------------
1187  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1188    QString line = lines[iLine];
1189
1190    if      ( iLine == 0 ) {
1191      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1192
1193      int    year, month, day, hour, min;
1194      double sec;
1195
1196      QString prnStr, n;
1197      in >> prnStr;
1198      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1199        in >> n;
1200        prnStr.append(n);
1201      }
1202      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1203      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1204        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1205      }
1206      else {
1207        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1208      }
1209
1210      if      (year <  80) {
1211        year += 2000;
1212      }
1213      else if (year < 100) {
1214        year += 1900;
1215      }
1216
1217      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1218
1219      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1220           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1221           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1222        _checkState = bad;
1223        return;
1224      }
1225    }
1226
1227    else if      ( iLine == 1 ) {
1228      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1229           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1230           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1231           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1232        _checkState = bad;
1233        return;
1234      }
1235    }
1236
1237    else if ( iLine == 2 ) {
1238      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1239           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1240           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1241           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1242        _checkState = bad;
1243        return;
1244      }
1245    }
1246
1247    else if ( iLine == 3 ) {
1248      double iodn;
1249      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1250           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1251           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1252           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1253        _checkState = bad;
1254        return;
1255      } else {
1256        _IODN = int(iodn);
1257      }
1258    }
1259  }
1260
1261  _x_pos          *= 1.e3;
1262  _y_pos          *= 1.e3;
1263  _z_pos          *= 1.e3;
1264  _x_velocity     *= 1.e3;
1265  _y_velocity     *= 1.e3;
1266  _z_velocity     *= 1.e3;
1267  _x_acceleration *= 1.e3;
1268  _y_acceleration *= 1.e3;
1269  _z_acceleration *= 1.e3;
1270}
1271
1272// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1273////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1274
1275unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1276  unsigned char buffer[80];
1277  int size = 0;
1278  int numbits = 0;
1279  long long bitbuffer = 0;
1280  unsigned char *startbuffer = buffer;
1281
1282  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1283  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1284  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1285  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1286  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1287  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1288  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1289  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1290  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1291  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1292  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1293  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1294
1295  return CRC24(size, startbuffer);
1296}
1297
1298// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1299////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1300t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1301
1302  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1303  double  dt = tt - _TOC;
1304
1305  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1306  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1307  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1308
1309  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1310  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1311  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1312
1313  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1314
1315  xc[4] = _agf1;
1316  xc[5] = 0.0;
1317
1318  return success;
1319}
1320
1321// RINEX Format String
1322//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1323QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1324
1325  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1326
1327  QTextStream out(&rnxStr);
1328
1329  out << QString("%1%2%3\n")
1330    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1331    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1332    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1333
1334  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1335
1336  out << QString(fmt)
1337    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1338    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1339    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1340    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1341
1342  out << QString(fmt)
1343    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1344    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1345    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1346    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1347
1348  out << QString(fmt)
1349    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1350    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1351    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1352    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1353
1354  return rnxStr;
1355}
1356
1357// Constructor
1358//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1359t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1360
1361  const int nLines = 8;
1362
1363  if (lines.size() != nLines) {
1364    _checkState = bad;
1365    return;
1366  }
1367
1368  // RINEX Format
1369  // ------------
1370  int fieldLen = 19;
1371
1372  int pos[4];
1373  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1374  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1375  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1376  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1377
1378  // Read eight lines
1379  // ----------------
1380  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1381    QString line = lines[iLine];
1382
1383    if      ( iLine == 0 ) {
1384      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
1385
1386      int    year, month, day, hour, min;
1387      double sec;
1388
1389      QString prnStr, n;
1390      in >> prnStr;
1391      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1392        in >> n;
1393        prnStr.append(n);
1394      }
1395      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1396      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1397        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1398      }
1399      else {
1400        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1401      }
1402
1403      if      (year <  80) {
1404        year += 2000;
1405      }
1406      else if (year < 100) {
1407        year += 1900;
1408      }
1409
1410      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1411
1412      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1413           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1414           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1415        _checkState = bad;
1416        return;
1417      }
1418    }
1419
1420    else if      ( iLine == 1 ) {
1421      double aode;
1422      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1423           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1424           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1425           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1426        _checkState = bad;
1427        return;
1428      }
1429      _AODE = int(aode);
1430    }
1431
1432    else if ( iLine == 2 ) {
1433      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1434           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1435           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1436           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1437        _checkState = bad;
1438        return;
1439      }
1440    }
1441
1442    else if ( iLine == 3 ) {
1443      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1444           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1445           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1446           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1447        _checkState = bad;
1448        return;
1449      }
1450    }
1451
1452    else if ( iLine == 4 ) {
1453      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1454           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1455           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1456           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1457        _checkState = bad;
1458        return;
1459      }
1460    }
1461
1462    else if ( iLine == 5 ) {
1463      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1464           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1465        _checkState = bad;
1466        return;
1467      }
1468    }
1469
1470    else if ( iLine == 6 ) {
1471      double SatH1;
1472      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1473           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1474           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1475           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1476        _checkState = bad;
1477        return;
1478      }
1479      _SatH1 = int(SatH1);
1480    }
1481
1482    else if ( iLine == 7 ) {
1483      double aodc;
1484      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1485           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1486        _checkState = bad;
1487        return;
1488      }
1489      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1490        _TOT = _TOEsec;
1491      }
1492      _AODC = int(aodc);
1493    }
1494  }
1495
1496  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1497
1498  // remark: actually should be computed from second_tot
1499  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1500  //_TOT = _TOC.bdssec();
1501}
1502
1503// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1504////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1505unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1506  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1507}
1508
1509// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1510//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1511t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1512
1513  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1514  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1515
1516  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1517  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1518
1519  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1520
1521  if (_sqrt_A == 0) {
1522    return failure;
1523  }
1524  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1525
1526  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1527  double tk = tt - _TOE;
1528  double n  = n0 + _Delta_n;
1529  double M  = _M0 + n*tk;
1530  double E  = M;
1531  double E_last;
1532  int    nLoop = 0;
1533  do {
1534    E_last = E;
1535    E = M + _e*sin(E);
1536
1537    if (++nLoop == 100) {
1538      return failure;
1539    }
1540  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1541
1542  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1543  double u0     = v + _omega;
1544  double sin2u0 = sin(2*u0);
1545  double cos2u0 = cos(2*u0);
1546  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1547  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1548  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1549  double xp     = r*cos(u);
1550  double yp     = r*sin(u);
1551  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1552  double sinom = 0;
1553  double cosom = 0;
1554  double sini  = 0;
1555  double cosi  = 0;
1556
1557  // Velocity
1558  // --------
1559  double tanv2 = tan(v/2);
1560  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1561  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1562                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1563  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1564  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1565  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1566                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1567
1568  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1569  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1570
1571  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1572
1573  // MEO/IGSO satellite
1574  // ------------------
1575  if (_i0 > iMaxGEO) {
1576    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1577
1578    sinom = sin(OM);
1579    cosom = cos(OM);
1580    sini  = sin(i);
1581    cosi  = cos(i);
1582
1583    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1584    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1585    xc[2] = yp*sini;
1586
1587    // Velocity
1588    // --------
1589
1590    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1591
1592    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1593           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1594                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1595
1596    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1597           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1598                            - yp*sini*cosom*doti;
1599
1600    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1601
1602  }
1603
1604  // GEO satellite
1605  // -------------
1606  else {
1607    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1608    double ll    = omegaBDS*tk;
1609
1610    sinom = sin(OM);
1611    cosom = cos(OM);
1612    sini  = sin(i);
1613    cosi  = cos(i);
1614
1615    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1616    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1617    double zz = yp*sini;
1618
1619    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1620    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1621
1622    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1623    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1624
1625    xc[0] = X2(1);
1626    xc[1] = X2(2);
1627    xc[2] = X2(3);
1628
1629    double dotom = _OMEGADOT;
1630
1631    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1632               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1633                                + yp*sini*sinom*doti;
1634
1635    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1636               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1637                                - yp*sini*cosom*doti;
1638
1639    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1640
1641    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1642
1643    Matrix RdotZ(3,3);
1644    double C = cos(ll);
1645    double S = sin(ll);
1646    Matrix UU(3,3);
1647    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1648    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1649    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1650    RdotZ = omegaBDS * UU;
1651
1652    ColumnVector VV(3);
1653    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1654
1655    vv[0] = VV(1);
1656    vv[1] = VV(2);
1657    vv[2] = VV(3);
1658  }
1659
1660  double tc = tt - _TOC;
1661  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1662
1663  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1664  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1665
1666  // Relativistic Correction
1667  // -----------------------
1668  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1669  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1670  // correspondent to IGS convention
1671  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1672
1673  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1674  xc[5] = _clock_driftrate;
1675
1676  return success;
1677}
1678
1679// RINEX Format String
1680//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1681QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1682
1683  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1684
1685  QTextStream out(&rnxStr);
1686
1687  out << QString("%1%2%3\n")
1688    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1689    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1690    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1691
1692  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1693
1694  out << QString(fmt)
1695    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1696    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1697    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1698    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1699
1700  out << QString(fmt)
1701    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1702    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1703    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1704    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1705
1706  double toes = 0.0;
1707  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1708    toes = _TOEsec;
1709  }
1710  else {// RTCM stream input
1711    toes = _TOE.bdssec();
1712  }
1713  out << QString(fmt)
1714    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1715    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1716    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1717    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1718
1719  out << QString(fmt)
1720    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1721    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1722    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1723    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1724
1725  double toew = 0.0;
1726  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1727    toew = _TOEweek;
1728  }
1729  else {// RTCM stream input
1730    toew = double(_TOE.bdsw());
1731  }
1732  out << QString(fmt)
1733    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1734    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1735    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1736    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1737
1738  out << QString(fmt)
1739    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1740    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1741    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1742    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1743
1744  double tots = 0.0;
1745  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1746    tots = _TOT;
1747  }
1748  else {// RTCM stream input
1749    tots = _TOE.bdssec();
1750  }
1751  out << QString(fmt)
1752    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1753    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1754    .arg("",            19, QChar(' '))
1755    .arg("",            19, QChar(' '));
1756  return rnxStr;
1757}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.