source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8217

Last change on this file since 8217 was 8217, checked in by stuerze, 3 years ago

minor changes

File size: 48.6 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    return failure;
61  }
62  const QVector<int> updateInt = QVector<int>()  << 1 << 2 << 5 << 10 << 15 << 30
63                                                 << 60 << 120 << 240 << 300 << 600
64                                                 << 900 << 1800 << 3600 << 7200
65                                                 << 10800;
66  xc.ReSize(4);
67  vv.ReSize(3);
68  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
69    return failure;
70  }
71  if (useCorr) {
72    if (_orbCorr && _clkCorr) {
73      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
74      if (_orbCorr->_updateInt) {
75        dtO -= (0.5 * updateInt[_orbCorr->_updateInt]);
76      }
77      ColumnVector dx(3);
78      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
79      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
80      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
81
82      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
83
84      xc[0] -= dx[0];
85      xc[1] -= dx[1];
86      xc[2] -= dx[2];
87
88      ColumnVector dv(3);
89      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
90
91      vv[0] -= dv[0];
92      vv[1] -= dv[1];
93      vv[2] -= dv[2];
94
95      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
96      if (_clkCorr->_updateInt) {
97        dtC -= (0.5 * updateInt[_clkCorr->_updateInt]);
98      }
99      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
100    }
101    else {
102      return failure;
103    }
104  }
105  return success;
106}
107
108//
109//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
110QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
111  QString prnStr(prn.toString().c_str());
112  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
113}
114
115//
116//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
117QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
118
119  QString datStr;
120
121  unsigned year, month, day, hour, min;
122  double   sec;
123  tt.civil_date(year, month, day);
124  tt.civil_time(hour, min, sec);
125
126  QTextStream out(&datStr);
127
128  if (version < 3.0) {
129    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
130    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
131      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
132      .arg(month,      2)
133      .arg(day,        2)
134      .arg(hour,       2)
135      .arg(min,        2)
136      .arg(sec, 5, 'f',1);
137  }
138  else {
139    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
140      .arg(year,     4)
141      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
142      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
143      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
144      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
145      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
146  }
147
148  return datStr;
149}
150
151// Constructor
152//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
153t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
154
155  const int nLines = 8;
156
157  if (lines.size() != nLines) {
158    _checkState = bad;
159    return;
160  }
161
162  // RINEX Format
163  // ------------
164  int fieldLen = 19;
165
166  int pos[4];
167  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
168  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
169  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
170  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
171
172  // Read eight lines
173  // ----------------
174  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
175    QString line = lines[iLine];
176
177    if      ( iLine == 0 ) {
178      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
179      int    year, month, day, hour, min;
180      double sec;
181
182      QString prnStr, n;
183      in >> prnStr;
184
185      if (prnStr.size() == 1 &&
186          (prnStr[0] == 'G' ||
187           prnStr[0] == 'J' ||
188           prnStr[0] == 'I')) {
189        in >> n;
190        prnStr.append(n);
191      }
192
193      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
194      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
195        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
196      }
197      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
198        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
199      }
200      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
201        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
202      }
203      else {
204        _prn.set('G', prnStr.toInt());
205      }
206
207      if      (year <  80) {
208        year += 2000;
209      }
210      else if (year < 100) {
211        year += 1900;
212      }
213
214      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
215
216      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
217           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
218           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
219        _checkState = bad;
220        return;
221      }
222    }
223
224    else if      ( iLine == 1 ) {
225      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
226           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
227           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
228           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
229        _checkState = bad;
230        return;
231      }
232    }
233
234    else if ( iLine == 2 ) {
235      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
236           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
237           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
238           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
239        _checkState = bad;
240        return;
241      }
242    }
243
244    else if ( iLine == 3 ) {
245      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
246           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
247           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
248           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
249        _checkState = bad;
250        return;
251      }
252    }
253
254    else if ( iLine == 4 ) {
255      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
256           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
257           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
258           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
259        _checkState = bad;
260        return;
261      }
262    }
263
264    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
265      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
266           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
267           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
268           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
269        _checkState = bad;
270        return;
271      }
272    }
273    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
274      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
275           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
276        _checkState = bad;
277        return;
278      }
279    }
280
281    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
282      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
283           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
284           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
285           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
286        _checkState = bad;
287        return;
288      }
289    }
290    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
291      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
292           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
293           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
294        _checkState = bad;
295        return;
296      }
297    }
298
299    else if ( iLine == 7 ) {
300      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
301        _checkState = bad;
302        return;
303      }
304      readDbl(line, pos[1], fieldLen, _fitInterval); // _fitInterval optional
305    }
306  }
307}
308
309// Compute GPS Satellite Position (virtual)
310////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
311t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
312
313  if (_checkState == bad) {
314    return failure;
315  }
316
317  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
318  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
319
320  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
321  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
322
323  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
324  if (a0 == 0) {
325    return failure;
326  }
327
328  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
329
330  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
331  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
332
333  double n  = n0 + _Delta_n;
334  double M  = _M0 + n*tk;
335  double E  = M;
336  double E_last;
337  do {
338    E_last = E;
339    E = M + _e*sin(E);
340  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
341  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
342  double u0     = v + _omega;
343  double sin2u0 = sin(2*u0);
344  double cos2u0 = cos(2*u0);
345  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
346  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
347  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
348  double xp     = r*cos(u);
349  double yp     = r*sin(u);
350  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
351                   omegaEarth*_TOEsec;
352
353  double sinom = sin(OM);
354  double cosom = cos(OM);
355  double sini  = sin(i);
356  double cosi  = cos(i);
357  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
358  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
359  xc[2] = yp*sini;
360
361  double tc = tt - _TOC;
362  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
363
364  // Velocity
365  // --------
366  double tanv2 = tan(v/2);
367  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
368  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
369               * dEdM * n;
370  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
371  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
372  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
373  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
374                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
375  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
376  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
377
378  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
379           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
380                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
381
382  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
383           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
384                          - yp*sini*cosom*doti;
385
386  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
387
388  // Relativistic Correction
389  // -----------------------
390  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
391  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
392
393  return success;
394}
395
396// RINEX Format String
397//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
398QString t_ephGPS::toString(double version) const {
399
400  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
401
402  QTextStream out(&rnxStr);
403
404  out << QString("%1%2%3\n")
405    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
406    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
407    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
408
409  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
410
411  out << QString(fmt)
412    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
413    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
414    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
415    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
416
417  out << QString(fmt)
418    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
419    .arg(_e,      19, 'e', 12)
420    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
421    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
422
423  out << QString(fmt)
424    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
425    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
426    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
427    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
428
429  out << QString(fmt)
430    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
431    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
432    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
433    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
434
435  if (type() == t_eph::IRNSS) {
436    out << QString(fmt)
437      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
438      .arg("",       19, QChar(' '))
439      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
440      .arg("",       19, QChar(' '));
441  }
442  else {
443    out << QString(fmt)
444      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
445      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
446      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
447      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
448  }
449
450  if (type() == t_eph::IRNSS) {
451    out << QString(fmt)
452      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
453      .arg(_health, 19, 'e', 12)
454      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
455      .arg("",       19, QChar(' '));
456  }
457  else {
458    out << QString(fmt)
459      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
460      .arg(_health, 19, 'e', 12)
461      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
462      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
463  }
464
465  double tot = _TOT;
466  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
467    tot = 0.0;
468  }
469  if (type() == t_eph::IRNSS) {
470    out << QString(fmt)
471      .arg(tot,          19, 'e', 12)
472      .arg("",           19, QChar(' '))
473      .arg("",           19, QChar(' '))
474      .arg("",           19, QChar(' '));
475  }
476  else {
477    out << QString(fmt)
478      .arg(tot,          19, 'e', 12)
479      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
480      .arg("",           19, QChar(' '))
481      .arg("",           19, QChar(' '));
482  }
483
484  return rnxStr;
485}
486
487// Constructor
488//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
489t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
490
491  const int nLines = 4;
492
493  if (lines.size() != nLines) {
494    _checkState = bad;
495    return;
496  }
497
498  // RINEX Format
499  // ------------
500  int fieldLen = 19;
501
502  int pos[4];
503  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
504  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
505  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
506  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
507
508  // Read four lines
509  // ---------------
510  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
511    QString line = lines[iLine];
512
513    if      ( iLine == 0 ) {
514      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
515
516      int    year, month, day, hour, min;
517      double sec;
518
519      QString prnStr, n;
520      in >> prnStr;
521      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
522        in >> n;
523        prnStr.append(n);
524      }
525      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
526      if (prnStr.at(0) == 'R') {
527        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
528      }
529      else {
530        _prn.set('R', prnStr.toInt());
531      }
532
533      if      (year <  80) {
534        year += 2000;
535      }
536      else if (year < 100) {
537        year += 1900;
538      }
539
540      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
541
542      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
543      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
544
545      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
546           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
547           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
548        _checkState = bad;
549        return;
550      }
551
552      _tau = -_tau;
553    }
554
555    else if      ( iLine == 1 ) {
556      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
557           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
558           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
559           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
560        _checkState = bad;
561        return;
562      }
563    }
564
565    else if ( iLine == 2 ) {
566      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
567           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
568           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
569           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
570        _checkState = bad;
571        return;
572      }
573    }
574
575    else if ( iLine == 3 ) {
576      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
577           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
578           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
579           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
580        _checkState = bad;
581        return;
582      }
583    }
584  }
585
586  // Initialize status vector
587  // ------------------------
588  _tt = _TOC;
589  _xv.ReSize(6);
590  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
591  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
592  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
593  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
594  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
595  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
596}
597
598// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
599////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
600t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
601
602  if (_checkState == bad) {
603    return failure;
604  }
605
606  static const double nominalStep = 10.0;
607
608  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
609  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
610
611  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
612
613  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
614    return failure;
615  }
616
617  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
618  double step = dtPos / nSteps;
619
620  double acc[3];
621  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
622  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
623  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
624  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
625    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
626    _tt = _tt + step;
627  }
628
629  // Position and Velocity
630  // ---------------------
631  xc[0] = _xv(1);
632  xc[1] = _xv(2);
633  xc[2] = _xv(3);
634
635  vv[0] = _xv(4);
636  vv[1] = _xv(5);
637  vv[2] = _xv(6);
638
639  // Clock Correction
640  // ----------------
641  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
642  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
643
644  return success;
645}
646
647// RINEX Format String
648//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
649QString t_ephGlo::toString(double version) const {
650
651  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
652
653  QTextStream out(&rnxStr);
654
655  out << QString("%1%2%3\n")
656    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
657    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
658    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
659
660  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
661
662  out << QString(fmt)
663    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
664    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
665    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
666    .arg(_health,         19, 'e', 12);
667
668  out << QString(fmt)
669    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
670    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
671    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
672    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
673
674  out << QString(fmt)
675    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
676    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
677    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
678    .arg(_E,              19, 'e', 12);
679
680  return rnxStr;
681}
682
683// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
684////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
685ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
686                                 double* acc) {
687
688  // State vector components
689  // -----------------------
690  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
691  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
692
693  // Acceleration
694  // ------------
695  static const double gmWGS = 398.60044e12;
696  static const double AE    = 6378136.0;
697  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
698  static const double C20   = -1082.6257e-6;
699
700  double rho = rr.norm_Frobenius();
701  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
702  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
703  double t3  = OMEGA * OMEGA;
704  double t4  = 2.0 * OMEGA;
705  double z2  = rr(3) * rr(3);
706
707  // Vector of derivatives
708  // ---------------------
709  ColumnVector va(6);
710  va(1) = vv(1);
711  va(2) = vv(2);
712  va(3) = vv(3);
713  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
714  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
715  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
716
717  return va;
718}
719
720// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
721////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
722unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
723  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
724  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
725}
726
727// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
728////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
729unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
730
731  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
732      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
733          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
734          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
735        return 1;
736      }
737  }
738  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
739    if (_health) {
740      return 1;
741    }
742  }
743  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
744}
745
746
747// Constructor
748//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
749t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
750  int       year, month, day, hour, min;
751  double    sec;
752  QString   prnStr;
753  const int nLines = 8;
754  if (lines.size() != nLines) {
755    _checkState = bad;
756    return;
757  }
758
759  // RINEX Format
760  // ------------
761  int fieldLen = 19;
762  double SVhealth = 0.0;
763  double datasource = 0.0;
764
765  int pos[4];
766  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
767  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
768  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
769  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
770
771  // Read eight lines
772  // ----------------
773  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
774    QString line = lines[iLine];
775
776    if      ( iLine == 0 ) {
777      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
778      QString n;
779      in >> prnStr;
780      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
781        in >> n;
782        prnStr.append(n);
783      }
784      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
785      if      (year <  80) {
786        year += 2000;
787      }
788      else if (year < 100) {
789        year += 1900;
790      }
791
792      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
793
794      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
795           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
796           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
797        _checkState = bad;
798        return;
799      }
800    }
801
802    else if      ( iLine == 1 ) {
803      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
804           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
805           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
806           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
807        _checkState = bad;
808        return;
809      }
810    }
811
812    else if ( iLine == 2 ) {
813      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
814           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
815           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
816           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
817        _checkState = bad;
818        return;
819      }
820    }
821
822    else if ( iLine == 3 ) {
823      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
824           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
825           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
826           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
827        _checkState = bad;
828        return;
829      }
830    }
831
832    else if ( iLine == 4 ) {
833      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
834           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
835           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
836           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
837        _checkState = bad;
838        return;
839      }
840    }
841
842    else if ( iLine == 5 ) {
843      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
844           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
845           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
846        _checkState = bad;
847        return;
848      } else {
849        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
850          _fnav = true;
851          _inav = false;
852        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
853          _fnav = false;
854          _inav = true;
855        }
856        _TOEweek -= 1024.0;
857      }
858    }
859
860    else if ( iLine == 6 ) {
861      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
862           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
863           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
864           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
865        _checkState = bad;
866        return;
867      } else {
868        // Bit 0
869        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
870        // Bit 1-2
871        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
872        // Bit 3
873        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
874        // Bit 4-5
875        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
876        // Bit 6
877        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
878        // Bit 7-8
879        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
880
881        if (prnStr.at(0) == 'E') {
882          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
883        }
884      }
885    }
886
887    else if ( iLine == 7 ) {
888      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
889        _checkState = bad;
890        return;
891      }
892    }
893  }
894}
895
896// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
897////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
898t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
899
900  if (_checkState == bad) {
901    return failure;
902  }
903
904  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
905  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
906
907  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
908  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
909
910  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
911  if (a0 == 0) {
912    return failure;
913  }
914
915  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
916
917  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
918  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
919
920  double n  = n0 + _Delta_n;
921  double M  = _M0 + n*tk;
922  double E  = M;
923  double E_last;
924  do {
925    E_last = E;
926    E = M + _e*sin(E);
927  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
928  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
929  double u0     = v + _omega;
930  double sin2u0 = sin(2*u0);
931  double cos2u0 = cos(2*u0);
932  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
933  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
934  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
935  double xp     = r*cos(u);
936  double yp     = r*sin(u);
937  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
938                  omegaEarth*_TOEsec;
939
940  double sinom = sin(OM);
941  double cosom = cos(OM);
942  double sini  = sin(i);
943  double cosi  = cos(i);
944  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
945  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
946  xc[2] = yp*sini;
947
948  double tc = tt - _TOC;
949  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
950
951  // Velocity
952  // --------
953  double tanv2 = tan(v/2);
954  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
955  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
956               * dEdM * n;
957  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
958  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
959  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
960  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
961                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
962  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
963  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
964
965  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
966           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
967                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
968
969  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
970           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
971                          - yp*sini*cosom*doti;
972
973  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
974
975  // Relativistic Correction
976  // -----------------------
977  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
978  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
979  // correspondent to IGS convention
980  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
981
982  return success;
983}
984
985// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
986////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
987unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
988  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
989    return 1;
990  }
991  return 0;
992}
993
994// RINEX Format String
995//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
996QString t_ephGal::toString(double version) const {
997
998  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
999
1000  QTextStream out(&rnxStr);
1001
1002  out << QString("%1%2%3\n")
1003    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1004    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1005    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1006
1007  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1008
1009  out << QString(fmt)
1010    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1011    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1012    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1013    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1014
1015  out << QString(fmt)
1016    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1017    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1018    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1019    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1020
1021  out << QString(fmt)
1022    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1023    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1024    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1025    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1026
1027  out << QString(fmt)
1028    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1029    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1030    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1031    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1032
1033  int    dataSource = 0;
1034  int    SVhealth   = 0;
1035  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1036  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1037  if (_fnav) {
1038    dataSource |= (1<<1);
1039    dataSource |= (1<<8);
1040    BGD_1_5B = 0.0;
1041    // SVhealth
1042    //   Bit 3  : E5a DVS
1043    if (_e5aDataInValid) {
1044      SVhealth |= (1<<3);
1045    }
1046    //   Bit 4-5: E5a HS
1047    if (_E5aHS == 1.0) {
1048      SVhealth |= (1<<4);
1049    }
1050    else if (_E5aHS == 2.0) {
1051      SVhealth |= (1<<5);
1052    }
1053    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1054      SVhealth |= (1<<4);
1055      SVhealth |= (1<<5);
1056    }
1057  }
1058  else if(_inav) {
1059    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1060    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1061    dataSource |= (1<<0);
1062    dataSource |= (1<<2);
1063    dataSource |= (1<<9);
1064    // SVhealth
1065    //   Bit 0  : E1-B DVS
1066    if (_e1DataInValid) {
1067      SVhealth |= (1<<0);
1068    }
1069    //   Bit 1-2: E1-B HS
1070    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1071      SVhealth |= (1<<1);
1072    }
1073    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1074      SVhealth |= (1<<2);
1075    }
1076    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1077      SVhealth |= (1<<1);
1078      SVhealth |= (1<<2);
1079    }
1080    //   Bit 3  : E5a DVS
1081    if (_e5aDataInValid) {
1082      SVhealth |= (1<<3);
1083    }
1084    //   Bit 4-5: E5a HS
1085    if      (_E5aHS == 1.0) {
1086      SVhealth |= (1<<4);
1087    }
1088    else if (_E5aHS == 2.0) {
1089      SVhealth |= (1<<5);
1090    }
1091    else if (_E5aHS == 3.0) {
1092      SVhealth |= (1<<4);
1093      SVhealth |= (1<<5);
1094    }
1095    //   Bit 6  : E5b DVS
1096    if (_e5bDataInValid) {
1097      SVhealth |= (1<<6);
1098    }
1099    //   Bit 7-8: E5b HS
1100    if      (_E5bHS == 1.0) {
1101      SVhealth |= (1<<7);
1102    }
1103    else if (_E5bHS == 2.0) {
1104      SVhealth |= (1<<8);
1105    }
1106    else if (_E5bHS == 3.0) {
1107      SVhealth |= (1<<7);
1108      SVhealth |= (1<<8);
1109    }
1110  }
1111
1112  out << QString(fmt)
1113    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1114    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1115    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1116    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1117
1118  out << QString(fmt)
1119    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1120    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1121    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1122    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1123
1124
1125  double tot = _TOT;
1126  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1127    tot = 0.0;
1128  }
1129  out << QString(fmt)
1130    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1131    .arg("",      19, QChar(' '))
1132    .arg("",      19, QChar(' '))
1133    .arg("",      19, QChar(' '));
1134
1135  return rnxStr;
1136}
1137
1138// Constructor
1139//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1140t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1141
1142  const int nLines = 4;
1143
1144  if (lines.size() != nLines) {
1145    _checkState = bad;
1146    return;
1147  }
1148
1149  // RINEX Format
1150  // ------------
1151  int fieldLen = 19;
1152
1153  int pos[4];
1154  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1155  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1156  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1157  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1158
1159  // Read four lines
1160  // ---------------
1161  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1162    QString line = lines[iLine];
1163
1164    if      ( iLine == 0 ) {
1165      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1166
1167      int    year, month, day, hour, min;
1168      double sec;
1169
1170      QString prnStr, n;
1171      in >> prnStr;
1172      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1173        in >> n;
1174        prnStr.append(n);
1175      }
1176      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1177      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1178        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1179      }
1180      else {
1181        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1182      }
1183
1184      if      (year <  80) {
1185        year += 2000;
1186      }
1187      else if (year < 100) {
1188        year += 1900;
1189      }
1190
1191      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1192
1193      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1194           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1195           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOW  ) ) {
1196        _checkState = bad;
1197        return;
1198      }
1199    }
1200
1201    else if      ( iLine == 1 ) {
1202      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1203           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1204           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1205           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1206        _checkState = bad;
1207        return;
1208      }
1209    }
1210
1211    else if ( iLine == 2 ) {
1212      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1213           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1214           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1215           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1216        _checkState = bad;
1217        return;
1218      }
1219    }
1220
1221    else if ( iLine == 3 ) {
1222      double iodn;
1223      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1224           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1225           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1226           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1227        _checkState = bad;
1228        return;
1229      } else {
1230        _IODN = int(iodn);
1231      }
1232    }
1233  }
1234
1235  _x_pos          *= 1.e3;
1236  _y_pos          *= 1.e3;
1237  _z_pos          *= 1.e3;
1238  _x_velocity     *= 1.e3;
1239  _y_velocity     *= 1.e3;
1240  _z_velocity     *= 1.e3;
1241  _x_acceleration *= 1.e3;
1242  _y_acceleration *= 1.e3;
1243  _z_acceleration *= 1.e3;
1244}
1245
1246// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1247////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1248
1249unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1250  unsigned char buffer[80];
1251  int size = 0;
1252  int numbits = 0;
1253  long long bitbuffer = 0;
1254  unsigned char *startbuffer = buffer;
1255
1256  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1257  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1258  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1259  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1260  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1261  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1262  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1263  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1264  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1265  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1266  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1267  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1268
1269  return CRC24(size, startbuffer);
1270}
1271
1272// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1273////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1274t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1275
1276  if (_checkState == bad) {
1277    return failure;
1278  }
1279
1280  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1281  double  dt = tt - _TOC;
1282
1283  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1284  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1285  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1286
1287  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1288  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1289  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1290
1291  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1292
1293  return success;
1294}
1295
1296// RINEX Format String
1297//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1298QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1299
1300  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1301
1302  QTextStream out(&rnxStr);
1303
1304  out << QString("%1%2%3\n")
1305    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1306    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1307    .arg(_TOW,  19, 'e', 12);
1308
1309  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1310
1311  out << QString(fmt)
1312    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1313    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1314    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1315    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1316
1317  out << QString(fmt)
1318    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1319    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1320    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1321    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1322
1323  out << QString(fmt)
1324    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1325    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1326    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1327    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1328
1329  return rnxStr;
1330}
1331
1332// Constructor
1333//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1334t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1335
1336  const int nLines = 8;
1337
1338  if (lines.size() != nLines) {
1339    _checkState = bad;
1340    return;
1341  }
1342
1343  // RINEX Format
1344  // ------------
1345  int fieldLen = 19;
1346
1347  int pos[4];
1348  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1349  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1350  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1351  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1352
1353  // Read eight lines
1354  // ----------------
1355  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1356    QString line = lines[iLine];
1357
1358    if      ( iLine == 0 ) {
1359      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1360
1361      int    year, month, day, hour, min;
1362      double sec;
1363
1364      QString prnStr, n;
1365      in >> prnStr;
1366      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1367        in >> n;
1368        prnStr.append(n);
1369      }
1370      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1371      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1372        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1373      }
1374      else {
1375        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1376      }
1377
1378      if      (year <  80) {
1379        year += 2000;
1380      }
1381      else if (year < 100) {
1382        year += 1900;
1383      }
1384
1385      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1386
1387      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1388           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1389           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1390        _checkState = bad;
1391        return;
1392      }
1393    }
1394
1395    else if      ( iLine == 1 ) {
1396      double aode;
1397      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1398           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1399           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1400           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1401        _checkState = bad;
1402        return;
1403      }
1404      _AODE = int(aode);
1405    }
1406
1407    else if ( iLine == 2 ) {
1408      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1409           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1410           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1411           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1412        _checkState = bad;
1413        return;
1414      }
1415    }
1416
1417    else if ( iLine == 3 ) {
1418      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1419           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1420           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1421           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1422        _checkState = bad;
1423        return;
1424      }
1425    }
1426
1427    else if ( iLine == 4 ) {
1428      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1429           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1430           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1431           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1432        _checkState = bad;
1433        return;
1434      }
1435    }
1436
1437    else if ( iLine == 5 ) {
1438      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1439           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1440        _checkState = bad;
1441        return;
1442      }
1443    }
1444
1445    else if ( iLine == 6 ) {
1446      double SatH1;
1447      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1448           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1449           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1450           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1451        _checkState = bad;
1452        return;
1453      }
1454      _SatH1 = int(SatH1);
1455    }
1456
1457    else if ( iLine == 7 ) {
1458      double aodc;
1459      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1460           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1461        _checkState = bad;
1462        return;
1463      }
1464      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1465        _TOT = _TOEsec;
1466      }
1467      _AODC = int(aodc);
1468    }
1469  }
1470
1471  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1472
1473  // remark: actually should be computed from second_tot
1474  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1475  //_TOT = _TOC.bdssec();
1476}
1477
1478// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1479////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1480unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1481  unsigned char buffer[80];
1482  int size = 0;
1483  int numbits = 0;
1484  long long bitbuffer = 0;
1485  unsigned char *startbuffer = buffer;
1486
1487  BDSADDBITSFLOAT(14, this->_IDOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1488  BDSADDBITSFLOAT(11, this->_clock_driftrate, 1.0/static_cast<double>(1<<30)
1489      /static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<6))
1490  BDSADDBITSFLOAT(22, this->_clock_drift, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<20))
1491  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_clock_bias, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1492  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crs, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1493  BDSADDBITSFLOAT(16, this->_Delta_n, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1494  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_M0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1495  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cuc, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1496  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_e, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<3))
1497  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cus, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1498  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_sqrt_A, 1.0/static_cast<double>(1<<19))
1499  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cic, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1500  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_OMEGA0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1501  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Cis, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1502  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_i0, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1503  BDSADDBITSFLOAT(18, this->_Crc, 1.0/static_cast<double>(1<<6))
1504  BDSADDBITSFLOAT(32, this->_omega, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1505  BDSADDBITSFLOAT(24, this->_OMEGADOT, M_PI/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<13))
1506  BDSADDBITS(5, 0)  // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1507
1508  return CRC24(size, startbuffer);
1509}
1510
1511// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1512//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1513t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1514
1515  if (_checkState == bad) {
1516    return failure;
1517  }
1518
1519  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1520  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1521
1522  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1523  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1524
1525  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1526
1527  if (_sqrt_A == 0) {
1528    return failure;
1529  }
1530  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1531
1532  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1533  double tk = tt - _TOE;
1534  double n  = n0 + _Delta_n;
1535  double M  = _M0 + n*tk;
1536  double E  = M;
1537  double E_last;
1538  int    nLoop = 0;
1539  do {
1540    E_last = E;
1541    E = M + _e*sin(E);
1542
1543    if (++nLoop == 100) {
1544      return failure;
1545    }
1546  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1547
1548  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1549  double u0     = v + _omega;
1550  double sin2u0 = sin(2*u0);
1551  double cos2u0 = cos(2*u0);
1552  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1553  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1554  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1555  double xp     = r*cos(u);
1556  double yp     = r*sin(u);
1557  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1558  double sinom = 0;
1559  double cosom = 0;
1560  double sini  = 0;
1561  double cosi  = 0;
1562
1563  // Velocity
1564  // --------
1565  double tanv2 = tan(v/2);
1566  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1567  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1568                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1569  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1570  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1571  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1572                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1573
1574  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1575  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1576
1577  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1578
1579  // MEO/IGSO satellite
1580  // ------------------
1581  if (_i0 > iMaxGEO) {
1582    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1583
1584    sinom = sin(OM);
1585    cosom = cos(OM);
1586    sini  = sin(i);
1587    cosi  = cos(i);
1588
1589    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1590    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1591    xc[2] = yp*sini;
1592
1593    // Velocity
1594    // --------
1595
1596    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1597
1598    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1599           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1600                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1601
1602    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1603           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1604                            - yp*sini*cosom*doti;
1605
1606    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1607
1608  }
1609
1610  // GEO satellite
1611  // -------------
1612  else {
1613    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1614    double ll    = omegaBDS*tk;
1615
1616    sinom = sin(OM);
1617    cosom = cos(OM);
1618    sini  = sin(i);
1619    cosi  = cos(i);
1620
1621    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1622    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1623    double zz = yp*sini;
1624
1625    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1626    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1627
1628    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1629    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1630
1631    xc[0] = X2(1);
1632    xc[1] = X2(2);
1633    xc[2] = X2(3);
1634
1635    double dotom = _OMEGADOT;
1636
1637    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1638               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1639                                + yp*sini*sinom*doti;
1640
1641    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1642               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1643                                - yp*sini*cosom*doti;
1644
1645    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1646
1647    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1648
1649    Matrix RdotZ(3,3);
1650    double C = cos(ll);
1651    double S = sin(ll);
1652    Matrix UU(3,3);
1653    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1654    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1655    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1656    RdotZ = omegaBDS * UU;
1657
1658    ColumnVector VV(3);
1659    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1660
1661    vv[0] = VV(1);
1662    vv[1] = VV(2);
1663    vv[2] = VV(3);
1664  }
1665
1666  double tc = tt - _TOC;
1667  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1668
1669  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1670  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1671
1672  // Relativistic Correction
1673  // -----------------------
1674  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1675    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1676  // correspondent to IGS convention
1677  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1678
1679  return success;
1680}
1681
1682// RINEX Format String
1683//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1684QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1685
1686  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1687
1688  QTextStream out(&rnxStr);
1689
1690  out << QString("%1%2%3\n")
1691    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1692    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1693    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1694
1695  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1696
1697  out << QString(fmt)
1698    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1699    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1700    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1701    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1702
1703  out << QString(fmt)
1704    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1705    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1706    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1707    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1708
1709  double toes = 0.0;
1710  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1711    toes = _TOEsec;
1712  }
1713  else {// RTCM stream input
1714    toes = _TOE.bdssec();
1715  }
1716  out << QString(fmt)
1717    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1718    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1719    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1720    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1721
1722  out << QString(fmt)
1723    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1724    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1725    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1726    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1727
1728  double toew = 0.0;
1729  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1730    toew = _TOEweek;
1731  }
1732  else {// RTCM stream input
1733    toew = double(_TOE.bdsw());
1734  }
1735  out << QString(fmt)
1736    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1737    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1738    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1739    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1740
1741  out << QString(fmt)
1742    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1743    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1744    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1745    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1746
1747  double tots = 0.0;
1748  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1749    tots = _TOT;
1750  }
1751  else {// RTCM stream input
1752    tots = _TOE.bdssec();
1753  }
1754  out << QString(fmt)
1755    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1756    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1757    .arg("",            19, QChar(' '))
1758    .arg("",            19, QChar(' '));
1759  return rnxStr;
1760}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.