source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp

Last change on this file was 8964, checked in by stuerze, 10 days ago

minor changes

File size: 47.7 KB
Line 
1#include <sstream>
2#include <iostream>
3#include <iomanip>
4#include <cstring>
5
6#include <newmatio.h>
7
8#include "ephemeris.h"
9#include "bncutils.h"
10#include "bnctime.h"
11#include "bnccore.h"
12#include "bncutils.h"
13#include "satObs.h"
14#include "pppInclude.h"
15#include "pppModel.h"
16
17using namespace std;
18
19// Constructor
20////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21t_eph::t_eph() {
22  _checkState = unchecked;
23  _orbCorr    = 0;
24  _clkCorr    = 0;
25}
26// Destructor
27////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
28t_eph::~t_eph() {
29  if (_orbCorr)
30    delete _orbCorr;
31  if (_clkCorr)
32    delete _clkCorr;
33}
34
35//
36////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
37void t_eph::setOrbCorr(const t_orbCorr* orbCorr) {
38  if (_orbCorr) {
39    delete _orbCorr;
40    _orbCorr = 0;
41  }
42  _orbCorr = new t_orbCorr(*orbCorr);
43}
44
45//
46////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
47void t_eph::setClkCorr(const t_clkCorr* clkCorr) {
48  if (_clkCorr) {
49    delete _clkCorr;
50    _clkCorr = 0;
51  }
52  _clkCorr = new t_clkCorr(*clkCorr);
53}
54
55//
56////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
57t_irc t_eph::getCrd(const bncTime& tt, ColumnVector& xc, ColumnVector& vv, bool useCorr) const {
58
59  if (_checkState == bad ||
60      _checkState == unhealthy ||
61      _checkState == outdated) {
62    return failure;
63  }
64
65  xc.ReSize(6);
66  vv.ReSize(3);
67  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
68    return failure;
69  }
70  if (useCorr) {
71    if (_orbCorr && _clkCorr) {
72      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
73      if (_orbCorr->_updateInt) {
74        dtO -= (0.5 * ssrUpdateInt[_orbCorr->_updateInt]);
75      }
76      ColumnVector dx(3);
77      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
78      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
79      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
80
81      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
82
83      xc[0] -= dx[0];
84      xc[1] -= dx[1];
85      xc[2] -= dx[2];
86
87      ColumnVector dv(3);
88      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
89
90      vv[0] -= dv[0];
91      vv[1] -= dv[1];
92      vv[2] -= dv[2];
93
94      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
95      if (_clkCorr->_updateInt) {
96        dtC -= (0.5 * ssrUpdateInt[_clkCorr->_updateInt]);
97      }
98      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
99    }
100    else {
101      return failure;
102    }
103  }
104  return success;
105}
106
107//
108//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
109QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
110  QString prnStr(prn.toString().c_str());
111  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
112}
113
114//
115//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
116QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
117
118  QString datStr;
119
120  unsigned year, month, day, hour, min;
121  double   sec;
122  tt.civil_date(year, month, day);
123  tt.civil_time(hour, min, sec);
124
125  QTextStream out(&datStr);
126
127  if (version < 3.0) {
128    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
129    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
130      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
131      .arg(month,      2)
132      .arg(day,        2)
133      .arg(hour,       2)
134      .arg(min,        2)
135      .arg(sec, 5, 'f',1);
136  }
137  else {
138    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
139      .arg(year,     4)
140      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
141      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
142      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
143      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
144      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
145  }
146
147  return datStr;
148}
149
150// Constructor
151//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
152t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
153
154  const int nLines = 8;
155
156  if (lines.size() != nLines) {
157    _checkState = bad;
158    return;
159  }
160
161  // RINEX Format
162  // ------------
163  int fieldLen = 19;
164
165  int pos[4];
166  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
167  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
168  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
169  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
170
171  // Read eight lines
172  // ----------------
173  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
174    QString line = lines[iLine];
175
176    if      ( iLine == 0 ) {
177      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
178      int    year, month, day, hour, min;
179      double sec;
180
181      QString prnStr, n;
182      in >> prnStr;
183
184      if (prnStr.size() == 1 &&
185          (prnStr[0] == 'G' ||
186           prnStr[0] == 'J' ||
187           prnStr[0] == 'I')) {
188        in >> n;
189        prnStr.append(n);
190      }
191
192      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
193      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
194        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
195      }
196      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
197        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
198      }
199      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
200        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
201      }
202      else {
203        _prn.set('G', prnStr.toInt());
204      }
205
206      if      (year <  80) {
207        year += 2000;
208      }
209      else if (year < 100) {
210        year += 1900;
211      }
212
213      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
214
215      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
216           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
217           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
218        _checkState = bad;
219        return;
220      }
221    }
222
223    else if      ( iLine == 1 ) {
224      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
225           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
226           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
227           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
228        _checkState = bad;
229        return;
230      }
231    }
232
233    else if ( iLine == 2 ) {
234      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
235           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
236           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
237           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
238        _checkState = bad;
239        return;
240      }
241    }
242
243    else if ( iLine == 3 ) {
244      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
245           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
246           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
247           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
248        _checkState = bad;
249        return;
250      }
251    }
252
253    else if ( iLine == 4 ) {
254      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
255           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
256           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
257           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
258        _checkState = bad;
259        return;
260      }
261    }
262
263    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
264      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
265           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
266           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
267           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
268        _checkState = bad;
269        return;
270      }
271    }
272    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
273      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
274           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
275        _checkState = bad;
276        return;
277      }
278    }
279
280    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
281      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
282           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
283           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
284           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
285        _checkState = bad;
286        return;
287      }
288    }
289    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
290      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
291           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
292           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
293        _checkState = bad;
294        return;
295      }
296    }
297    else if ( iLine == 7 ) {
298      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
299        _checkState = bad;
300        return;
301      }
302      // fitInterval is not valid for IRNSS
303      if (type() != t_eph::IRNSS) {
304        double fitIntervalRnx;
305        readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
306        if        (type() == t_eph::GPS) {  // in RINEX specified allways as time period for GPS
307            _fitInterval = fitIntervalRnx;
308        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
309          if (rnxVersion == 3.02) {
310            _fitInterval = fitIntervalRnx; // specified as time period
311          }
312          else {
313            _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
314          }
315        }
316      }
317    }
318  }
319}
320
321// Compute GPS Satellite Position (virtual)
322////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
323t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
324
325  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
326  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
327
328  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
329  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
330
331  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
332  if (a0 == 0) {
333    return failure;
334  }
335
336  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
337
338  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
339  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
340
341  double n  = n0 + _Delta_n;
342  double M  = _M0 + n*tk;
343  double E  = M;
344  double E_last;
345  int    nLoop = 0;
346  do {
347    E_last = E;
348    E = M + _e*sin(E);
349
350    if (++nLoop == 100) {
351      return failure;
352    }
353  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
354  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
355  double u0     = v + _omega;
356  double sin2u0 = sin(2*u0);
357  double cos2u0 = cos(2*u0);
358  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
359  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
360  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
361  double xp     = r*cos(u);
362  double yp     = r*sin(u);
363  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
364                   omegaEarth*_TOEsec;
365
366  double sinom = sin(OM);
367  double cosom = cos(OM);
368  double sini  = sin(i);
369  double cosi  = cos(i);
370  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
371  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
372  xc[2] = yp*sini;
373
374  double tc = tt - _TOC;
375  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
376
377  // Velocity
378  // --------
379  double tanv2 = tan(v/2);
380  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
381  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
382               * dEdM * n;
383  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
384  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
385  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
386  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
387                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
388  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
389  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
390
391  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
392           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
393                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
394
395  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
396           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
397                          - yp*sini*cosom*doti;
398
399  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
400
401  // Relativistic Correction
402  // -----------------------
403  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
404  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
405
406  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
407  xc[5] = _clock_driftrate;
408
409  return success;
410}
411
412// RINEX Format String
413//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
414QString t_ephGPS::toString(double version) const {
415
416  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
417
418  QTextStream out(&rnxStr);
419
420  out << QString("%1%2%3\n")
421    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
422    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
423    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
424
425  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
426
427  out << QString(fmt)
428    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
429    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
430    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
431    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
432
433  out << QString(fmt)
434    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
435    .arg(_e,      19, 'e', 12)
436    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
437    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
438
439  out << QString(fmt)
440    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
441    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
442    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
443    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
444
445  out << QString(fmt)
446    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
447    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
448    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
449    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
450
451  if (type() == t_eph::IRNSS) {
452    out << QString(fmt)
453      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
454      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
455      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
456      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
457  }
458  else {
459    out << QString(fmt)
460      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
461      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
462      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
463      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
464  }
465
466  if (type() == t_eph::IRNSS) {
467    out << QString(fmt)
468      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
469      .arg(_health, 19, 'e', 12)
470      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
471      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
472  }
473  else {
474    out << QString(fmt)
475      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
476      .arg(_health, 19, 'e', 12)
477      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
478      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
479  }
480
481  double tot = _TOT;
482  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
483    tot = 0.0;
484  }
485  // fitInterval
486  if (type() == t_eph::IRNSS) {// not valid for IRNSS
487    out << QString(fmt)
488      .arg(tot,          19, 'e', 12)
489      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
490      .arg("",           19, QChar(' '))
491      .arg("",           19, QChar(' '));
492  }
493  else {
494    // for GPS and QZSS in version 3.02 specified in hours
495    double fitIntervalRnx = _fitInterval;
496    // otherwise specified as flag
497    if (type() == t_eph::QZSS && version != 3.02) {
498      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
499    }
500    out << QString(fmt)
501      .arg(tot,            19, 'e', 12)
502      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
503      .arg("",             19, QChar(' '))
504      .arg("",             19, QChar(' '));
505  }
506  return rnxStr;
507}
508
509// Constructor
510//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
511t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
512
513  const int nLines = 4;
514
515  if (lines.size() != nLines) {
516    _checkState = bad;
517    return;
518  }
519
520  // RINEX Format
521  // ------------
522  int fieldLen = 19;
523
524  int pos[4];
525  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
526  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
527  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
528  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
529
530  // Read four lines
531  // ---------------
532  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
533    QString line = lines[iLine];
534
535    if      ( iLine == 0 ) {
536      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
537
538      int    year, month, day, hour, min;
539      double sec;
540
541      QString prnStr, n;
542      in >> prnStr;
543      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
544        in >> n;
545        prnStr.append(n);
546      }
547      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
548      if (prnStr.at(0) == 'R') {
549        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
550      }
551      else {
552        _prn.set('R', prnStr.toInt());
553      }
554
555      if      (year <  80) {
556        year += 2000;
557      }
558      else if (year < 100) {
559        year += 1900;
560      }
561
562      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
563
564      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
565      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
566      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
567      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
568           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
569           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
570        _checkState = bad;
571        return;
572      }
573      _tki -= nd * 86400.0;
574      _tau  = -_tau;
575    }
576
577    else if      ( iLine == 1 ) {
578      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
579           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
580           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
581           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
582        _checkState = bad;
583        return;
584      }
585    }
586
587    else if ( iLine == 2 ) {
588      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
589           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
590           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
591           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
592        _checkState = bad;
593        return;
594      }
595    }
596
597    else if ( iLine == 3 ) {
598      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
599           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
600           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
601           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
602        _checkState = bad;
603        return;
604      }
605    }
606  }
607
608  // Initialize status vector
609  // ------------------------
610  _tt = _TOC;
611  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
612  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
613  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
614  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
615  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
616  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
617  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
618}
619
620// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
621////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
622t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
623
624  static const double nominalStep = 10.0;
625
626  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
627  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
628
629  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
630
631  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
632    return failure;
633  }
634
635  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
636  double step = dtPos / nSteps;
637
638  double acc[3];
639  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
640  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
641  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
642
643  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
644    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
645    _tt = _tt + step;
646  }
647
648  // Position and Velocity
649  // ---------------------
650  xc[0] = _xv(1);
651  xc[1] = _xv(2);
652  xc[2] = _xv(3);
653
654  vv[0] = _xv(4);
655  vv[1] = _xv(5);
656  vv[2] = _xv(6);
657
658  // Clock Correction
659  // ----------------
660  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
661  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
662
663  xc[4] = _gamma;
664  xc[5] = 0.0;
665
666  return success;
667}
668
669// RINEX Format String
670//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
671QString t_ephGlo::toString(double version) const {
672
673  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
674  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
675  QTextStream out(&rnxStr);
676
677  out << QString("%1%2%3\n")
678    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
679    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
680    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
681
682  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
683
684  out << QString(fmt)
685    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
686    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
687    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
688    .arg(_health,         19, 'e', 12);
689
690  out << QString(fmt)
691    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
692    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
693    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
694    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
695
696  out << QString(fmt)
697    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
698    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
699    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
700    .arg(_E,              19, 'e', 12);
701
702  return rnxStr;
703}
704
705// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
706////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
707ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
708                                 double* acc) {
709
710  // State vector components
711  // -----------------------
712  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
713  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
714
715  // Acceleration
716  // ------------
717  static const double gmWGS = 398.60044e12;
718  static const double AE    = 6378136.0;
719  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
720  static const double C20   = -1082.6257e-6;
721
722  double rho = rr.NormFrobenius();
723  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
724  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
725  double t3  = OMEGA * OMEGA;
726  double t4  = 2.0 * OMEGA;
727  double z2  = rr(3) * rr(3);
728
729  // Vector of derivatives
730  // ---------------------
731  ColumnVector va(6);
732  va(1) = vv(1);
733  va(2) = vv(2);
734  va(3) = vv(3);
735  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
736  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
737  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
738
739  return va;
740}
741
742// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
743////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
744unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
745  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
746  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
747}
748
749// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
750////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
751unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
752
753  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
754      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
755          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
756          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
757        return 1;
758      }
759  }
760  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
761    if (_health) {
762      return 1;
763    }
764  }
765  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
766}
767
768// Constructor
769//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
770t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
771  int       year, month, day, hour, min;
772  double    sec;
773  QString   prnStr;
774  const int nLines = 8;
775  if (lines.size() != nLines) {
776    _checkState = bad;
777    return;
778  }
779
780  // RINEX Format
781  // ------------
782  int fieldLen = 19;
783  double SVhealth = 0.0;
784  double datasource = 0.0;
785
786  int pos[4];
787  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
788  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
789  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
790  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
791
792  // Read eight lines
793  // ----------------
794  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
795    QString line = lines[iLine];
796
797    if      ( iLine == 0 ) {
798      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
799      QString n;
800      in >> prnStr;
801      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
802        in >> n;
803        prnStr.append(n);
804      }
805      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
806      if      (year <  80) {
807        year += 2000;
808      }
809      else if (year < 100) {
810        year += 1900;
811      }
812
813      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
814
815      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
816           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
817           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
818        _checkState = bad;
819        return;
820      }
821    }
822
823    else if      ( iLine == 1 ) {
824      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
825           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
826           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
827           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
828        _checkState = bad;
829        return;
830      }
831    }
832
833    else if ( iLine == 2 ) {
834      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
835           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
836           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
837           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
838        _checkState = bad;
839        return;
840      }
841    }
842
843    else if ( iLine == 3 ) {
844      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
845           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
846           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
847           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
848        _checkState = bad;
849        return;
850      }
851    }
852
853    else if ( iLine == 4 ) {
854      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
855           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
856           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
857           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
858        _checkState = bad;
859        return;
860      }
861    }
862
863    else if ( iLine == 5 ) {
864      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
865           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
866           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
867        _checkState = bad;
868        return;
869      } else {
870        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
871          _fnav = true;
872          _inav = false;
873        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
874          _fnav = false;
875          _inav = true;
876        }
877        _TOEweek -= 1024.0;
878      }
879    }
880
881    else if ( iLine == 6 ) {
882      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
883           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
884           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
885           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
886        _checkState = bad;
887        return;
888      } else {
889        // Bit 0
890        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
891        // Bit 1-2
892        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
893        // Bit 3
894        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
895        // Bit 4-5
896        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
897        // Bit 6
898        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
899        // Bit 7-8
900        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
901
902        if (prnStr.at(0) == 'E') {
903          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
904        }
905      }
906    }
907
908    else if ( iLine == 7 ) {
909      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
910        _checkState = bad;
911        return;
912      }
913    }
914  }
915}
916
917// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
918////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
919t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
920
921  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
922  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
923
924  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
925  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
926
927  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
928  if (a0 == 0) {
929    return failure;
930  }
931
932  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
933
934  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
935  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
936
937  double n  = n0 + _Delta_n;
938  double M  = _M0 + n*tk;
939  double E  = M;
940  double E_last;
941  int    nLoop = 0;
942  do {
943    E_last = E;
944    E = M + _e*sin(E);
945
946    if (++nLoop == 100) {
947      return failure;
948    }
949  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
950  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
951  double u0     = v + _omega;
952  double sin2u0 = sin(2*u0);
953  double cos2u0 = cos(2*u0);
954  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
955  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
956  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
957  double xp     = r*cos(u);
958  double yp     = r*sin(u);
959  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
960                  omegaEarth*_TOEsec;
961
962  double sinom = sin(OM);
963  double cosom = cos(OM);
964  double sini  = sin(i);
965  double cosi  = cos(i);
966  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
967  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
968  xc[2] = yp*sini;
969
970  double tc = tt - _TOC;
971  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
972
973  // Velocity
974  // --------
975  double tanv2 = tan(v/2);
976  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
977  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
978               * dEdM * n;
979  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
980  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
981  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
982  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
983                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
984  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
985  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
986
987  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
988           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
989                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
990
991  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
992           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
993                          - yp*sini*cosom*doti;
994
995  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
996
997  // Relativistic Correction
998  // -----------------------
999  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1000  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1001  // correspondent to IGS convention
1002  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1003
1004  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1005  xc[5] = _clock_driftrate;
1006
1007  return success;
1008}
1009
1010// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1011////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1012unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1013  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1014    return 1;
1015  }
1016  return 0;
1017}
1018
1019// RINEX Format String
1020//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1021QString t_ephGal::toString(double version) const {
1022
1023  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1024
1025  QTextStream out(&rnxStr);
1026
1027  out << QString("%1%2%3\n")
1028    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1029    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1030    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1031
1032  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1033
1034  out << QString(fmt)
1035    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1036    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1037    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1038    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1039
1040  out << QString(fmt)
1041    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1042    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1043    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1044    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1045
1046  out << QString(fmt)
1047    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1048    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1049    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1050    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1051
1052  out << QString(fmt)
1053    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1054    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1055    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1056    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1057
1058  int    dataSource = 0;
1059  int    SVhealth   = 0;
1060  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1061  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1062  if (_fnav) {
1063    dataSource |= (1<<1);
1064    dataSource |= (1<<8);
1065    BGD_1_5B = 0.0;
1066    // SVhealth
1067    //   Bit 3  : E5a DVS
1068    if (_e5aDataInValid) {
1069      SVhealth |= (1<<3);
1070    }
1071    //   Bit 4-5: E5a HS
1072    if (_E5aHS == 1.0) {
1073      SVhealth |= (1<<4);
1074    }
1075    else if (_E5aHS == 2.0) {
1076      SVhealth |= (1<<5);
1077    }
1078    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1079      SVhealth |= (1<<4);
1080      SVhealth |= (1<<5);
1081    }
1082  }
1083  else if(_inav) {
1084    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1085    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1086    dataSource |= (1<<0);
1087    dataSource |= (1<<2);
1088    dataSource |= (1<<9);
1089    // SVhealth
1090    //   Bit 0  : E1-B DVS
1091    if (_e1DataInValid) {
1092      SVhealth |= (1<<0);
1093    }
1094    //   Bit 1-2: E1-B HS
1095    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1096      SVhealth |= (1<<1);
1097    }
1098    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1099      SVhealth |= (1<<2);
1100    }
1101    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1102      SVhealth |= (1<<1);
1103      SVhealth |= (1<<2);
1104    }
1105    //   Bit 3  : E5a DVS
1106    if (_e5aDataInValid) {
1107      SVhealth |= (1<<3);
1108    }
1109    //   Bit 4-5: E5a HS
1110    if      (_E5aHS == 1.0) {
1111      SVhealth |= (1<<4);
1112    }
1113    else if (_E5aHS == 2.0) {
1114      SVhealth |= (1<<5);
1115    }
1116    else if (_E5aHS == 3.0) {
1117      SVhealth |= (1<<4);
1118      SVhealth |= (1<<5);
1119    }
1120    //   Bit 6  : E5b DVS
1121    if (_e5bDataInValid) {
1122      SVhealth |= (1<<6);
1123    }
1124    //   Bit 7-8: E5b HS
1125    if      (_E5bHS == 1.0) {
1126      SVhealth |= (1<<7);
1127    }
1128    else if (_E5bHS == 2.0) {
1129      SVhealth |= (1<<8);
1130    }
1131    else if (_E5bHS == 3.0) {
1132      SVhealth |= (1<<7);
1133      SVhealth |= (1<<8);
1134    }
1135  }
1136
1137  out << QString(fmt)
1138    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1139    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1140    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1141    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1142
1143  out << QString(fmt)
1144    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1145    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1146    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1147    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1148
1149  double tot = _TOT;
1150  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1151    tot = 0.0;
1152  }
1153  out << QString(fmt)
1154    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1155    .arg("",      19, QChar(' '))
1156    .arg("",      19, QChar(' '))
1157    .arg("",      19, QChar(' '));
1158
1159  return rnxStr;
1160}
1161
1162// Constructor
1163//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1164t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1165
1166  const int nLines = 4;
1167
1168  if (lines.size() != nLines) {
1169    _checkState = bad;
1170    return;
1171  }
1172
1173  // RINEX Format
1174  // ------------
1175  int fieldLen = 19;
1176
1177  int pos[4];
1178  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1179  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1180  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1181  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1182
1183  // Read four lines
1184  // ---------------
1185  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1186    QString line = lines[iLine];
1187
1188    if      ( iLine == 0 ) {
1189      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1190
1191      int    year, month, day, hour, min;
1192      double sec;
1193
1194      QString prnStr, n;
1195      in >> prnStr;
1196      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1197        in >> n;
1198        prnStr.append(n);
1199      }
1200      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1201      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1202        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1203      }
1204      else {
1205        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1206      }
1207
1208      if      (year <  80) {
1209        year += 2000;
1210      }
1211      else if (year < 100) {
1212        year += 1900;
1213      }
1214
1215      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1216
1217      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1218           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1219           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1220        _checkState = bad;
1221        return;
1222      }
1223    }
1224
1225    else if      ( iLine == 1 ) {
1226      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1227           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1228           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1229           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1230        _checkState = bad;
1231        return;
1232      }
1233    }
1234
1235    else if ( iLine == 2 ) {
1236      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1237           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1238           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1239           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1240        _checkState = bad;
1241        return;
1242      }
1243    }
1244
1245    else if ( iLine == 3 ) {
1246      double iodn;
1247      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1248           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1249           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1250           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1251        _checkState = bad;
1252        return;
1253      } else {
1254        _IODN = int(iodn);
1255      }
1256    }
1257  }
1258
1259  _x_pos          *= 1.e3;
1260  _y_pos          *= 1.e3;
1261  _z_pos          *= 1.e3;
1262  _x_velocity     *= 1.e3;
1263  _y_velocity     *= 1.e3;
1264  _z_velocity     *= 1.e3;
1265  _x_acceleration *= 1.e3;
1266  _y_acceleration *= 1.e3;
1267  _z_acceleration *= 1.e3;
1268}
1269
1270// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1271////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1272
1273unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1274  unsigned char buffer[80];
1275  int size = 0;
1276  int numbits = 0;
1277  long long bitbuffer = 0;
1278  unsigned char *startbuffer = buffer;
1279
1280  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1281  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1282  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1283  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1284  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1285  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1286  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1287  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1288  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1289  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1290  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1291  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1292
1293  return CRC24(size, startbuffer);
1294}
1295
1296// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1297////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1298t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1299
1300  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1301  double  dt = tt - _TOC;
1302
1303  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1304  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1305  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1306
1307  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1308  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1309  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1310
1311  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1312
1313  xc[4] = _agf1;
1314  xc[5] = 0.0;
1315
1316  return success;
1317}
1318
1319// RINEX Format String
1320//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1321QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1322
1323  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1324
1325  QTextStream out(&rnxStr);
1326
1327  out << QString("%1%2%3\n")
1328    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1329    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1330    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1331
1332  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1333
1334  out << QString(fmt)
1335    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1336    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1337    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1338    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1339
1340  out << QString(fmt)
1341    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1342    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1343    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1344    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1345
1346  out << QString(fmt)
1347    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1348    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1349    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1350    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1351
1352  return rnxStr;
1353}
1354
1355// Constructor
1356//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1357t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1358
1359  const int nLines = 8;
1360
1361  if (lines.size() != nLines) {
1362    _checkState = bad;
1363    return;
1364  }
1365
1366  // RINEX Format
1367  // ------------
1368  int fieldLen = 19;
1369
1370  int pos[4];
1371  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1372  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1373  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1374  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1375
1376  // Read eight lines
1377  // ----------------
1378  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1379    QString line = lines[iLine];
1380
1381    if      ( iLine == 0 ) {
1382      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1383
1384      int    year, month, day, hour, min;
1385      double sec;
1386
1387      QString prnStr, n;
1388      in >> prnStr;
1389      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1390        in >> n;
1391        prnStr.append(n);
1392      }
1393      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1394      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1395        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1396      }
1397      else {
1398        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1399      }
1400
1401      if      (year <  80) {
1402        year += 2000;
1403      }
1404      else if (year < 100) {
1405        year += 1900;
1406      }
1407
1408      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1409
1410      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1411           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1412           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1413        _checkState = bad;
1414        return;
1415      }
1416    }
1417
1418    else if      ( iLine == 1 ) {
1419      double aode;
1420      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1421           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1422           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1423           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1424        _checkState = bad;
1425        return;
1426      }
1427      _AODE = int(aode);
1428    }
1429
1430    else if ( iLine == 2 ) {
1431      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1432           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1433           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1434           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1435        _checkState = bad;
1436        return;
1437      }
1438    }
1439
1440    else if ( iLine == 3 ) {
1441      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1442           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1443           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1444           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1445        _checkState = bad;
1446        return;
1447      }
1448    }
1449
1450    else if ( iLine == 4 ) {
1451      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1452           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1453           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1454           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1455        _checkState = bad;
1456        return;
1457      }
1458    }
1459
1460    else if ( iLine == 5 ) {
1461      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1462           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1463        _checkState = bad;
1464        return;
1465      }
1466    }
1467
1468    else if ( iLine == 6 ) {
1469      double SatH1;
1470      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1471           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1472           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1473           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1474        _checkState = bad;
1475        return;
1476      }
1477      _SatH1 = int(SatH1);
1478    }
1479
1480    else if ( iLine == 7 ) {
1481      double aodc;
1482      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1483           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1484        _checkState = bad;
1485        return;
1486      }
1487      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1488        _TOT = _TOEsec;
1489      }
1490      _AODC = int(aodc);
1491    }
1492  }
1493
1494  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1495
1496  // remark: actually should be computed from second_tot
1497  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1498  //_TOT = _TOC.bdssec();
1499}
1500
1501// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1502////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1503unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1504  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1505}
1506
1507// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1508//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1509t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1510
1511  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1512  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1513
1514  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1515  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1516
1517  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1518
1519  if (_sqrt_A == 0) {
1520    return failure;
1521  }
1522  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1523
1524  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1525  double tk = tt - _TOE;
1526  double n  = n0 + _Delta_n;
1527  double M  = _M0 + n*tk;
1528  double E  = M;
1529  double E_last;
1530  int    nLoop = 0;
1531  do {
1532    E_last = E;
1533    E = M + _e*sin(E);
1534
1535    if (++nLoop == 100) {
1536      return failure;
1537    }
1538  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1539
1540  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1541  double u0     = v + _omega;
1542  double sin2u0 = sin(2*u0);
1543  double cos2u0 = cos(2*u0);
1544  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1545  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1546  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1547  double xp     = r*cos(u);
1548  double yp     = r*sin(u);
1549  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1550  double sinom = 0;
1551  double cosom = 0;
1552  double sini  = 0;
1553  double cosi  = 0;
1554
1555  // Velocity
1556  // --------
1557  double tanv2 = tan(v/2);
1558  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1559  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1560                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1561  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1562  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1563  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1564                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1565
1566  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1567  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1568
1569  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1570
1571  // MEO/IGSO satellite
1572  // ------------------
1573  if (_i0 > iMaxGEO) {
1574    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1575
1576    sinom = sin(OM);
1577    cosom = cos(OM);
1578    sini  = sin(i);
1579    cosi  = cos(i);
1580
1581    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1582    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1583    xc[2] = yp*sini;
1584
1585    // Velocity
1586    // --------
1587
1588    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1589
1590    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1591           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1592                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1593
1594    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1595           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1596                            - yp*sini*cosom*doti;
1597
1598    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1599
1600  }
1601
1602  // GEO satellite
1603  // -------------
1604  else {
1605    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1606    double ll    = omegaBDS*tk;
1607
1608    sinom = sin(OM);
1609    cosom = cos(OM);
1610    sini  = sin(i);
1611    cosi  = cos(i);
1612
1613    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1614    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1615    double zz = yp*sini;
1616
1617    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1618    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1619
1620    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1621    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1622
1623    xc[0] = X2(1);
1624    xc[1] = X2(2);
1625    xc[2] = X2(3);
1626
1627    double dotom = _OMEGADOT;
1628
1629    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1630               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1631                                + yp*sini*sinom*doti;
1632
1633    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1634               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1635                                - yp*sini*cosom*doti;
1636
1637    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1638
1639    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1640
1641    Matrix RdotZ(3,3);
1642    double C = cos(ll);
1643    double S = sin(ll);
1644    Matrix UU(3,3);
1645    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1646    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1647    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1648    RdotZ = omegaBDS * UU;
1649
1650    ColumnVector VV(3);
1651    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1652
1653    vv[0] = VV(1);
1654    vv[1] = VV(2);
1655    vv[2] = VV(3);
1656  }
1657
1658  double tc = tt - _TOC;
1659  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1660
1661  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1662  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1663
1664  // Relativistic Correction
1665  // -----------------------
1666  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1667  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1668  // correspondent to IGS convention
1669  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1670
1671  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1672  xc[5] = _clock_driftrate;
1673  return success;
1674}
1675
1676// RINEX Format String
1677//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1678QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1679
1680  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1681
1682  QTextStream out(&rnxStr);
1683
1684  out << QString("%1%2%3\n")
1685    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1686    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1687    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1688
1689  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1690
1691  out << QString(fmt)
1692    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1693    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1694    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1695    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1696
1697  out << QString(fmt)
1698    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1699    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1700    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1701    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1702
1703  double toes = 0.0;
1704  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1705    toes = _TOEsec;
1706  }
1707  else {// RTCM stream input
1708    toes = _TOE.bdssec();
1709  }
1710  out << QString(fmt)
1711    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1712    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1713    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1714    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1715
1716  out << QString(fmt)
1717    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1718    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1719    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1720    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1721
1722  double toew = 0.0;
1723  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1724    toew = _TOEweek;
1725  }
1726  else {// RTCM stream input
1727    toew = double(_TOE.bdsw());
1728  }
1729  out << QString(fmt)
1730    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1731    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1732    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1733    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1734
1735  out << QString(fmt)
1736    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1737    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1738    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1739    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1740
1741  double tots = 0.0;
1742  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1743    tots = _TOT;
1744  }
1745  else {// RTCM stream input
1746    tots = _TOE.bdssec();
1747  }
1748  out << QString(fmt)
1749    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1750    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1751    .arg("",            19, QChar(' '))
1752    .arg("",            19, QChar(' '));
1753  return rnxStr;
1754}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.