source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8419

Last change on this file since 8419 was 8419, checked in by stuerze, 13 months ago

minor changes to exclude unhealthy satellites from satellite coordinates determination

File size: 47.1 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    return failure;
62  }
63  const QVector<int> updateInt = QVector<int>()  << 1 << 2 << 5 << 10 << 15 << 30
64                                                 << 60 << 120 << 240 << 300 << 600
65                                                 << 900 << 1800 << 3600 << 7200
66                                                 << 10800;
67  xc.ReSize(4);
68  vv.ReSize(3);
69  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
70    return failure;
71  }
72  if (useCorr) {
73    if (_orbCorr && _clkCorr) {
74      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
75      if (_orbCorr->_updateInt) {
76        dtO -= (0.5 * updateInt[_orbCorr->_updateInt]);
77      }
78      ColumnVector dx(3);
79      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
80      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
81      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
82
83      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
84
85      xc[0] -= dx[0];
86      xc[1] -= dx[1];
87      xc[2] -= dx[2];
88
89      ColumnVector dv(3);
90      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
91
92      vv[0] -= dv[0];
93      vv[1] -= dv[1];
94      vv[2] -= dv[2];
95
96      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
97      if (_clkCorr->_updateInt) {
98        dtC -= (0.5 * updateInt[_clkCorr->_updateInt]);
99      }
100      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
101    }
102    else {
103      return failure;
104    }
105  }
106  return success;
107}
108
109//
110//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
111QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
112  QString prnStr(prn.toString().c_str());
113  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
114}
115
116//
117//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
118QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
119
120  QString datStr;
121
122  unsigned year, month, day, hour, min;
123  double   sec;
124  tt.civil_date(year, month, day);
125  tt.civil_time(hour, min, sec);
126
127  QTextStream out(&datStr);
128
129  if (version < 3.0) {
130    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
131    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
132      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
133      .arg(month,      2)
134      .arg(day,        2)
135      .arg(hour,       2)
136      .arg(min,        2)
137      .arg(sec, 5, 'f',1);
138  }
139  else {
140    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
141      .arg(year,     4)
142      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
143      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
144      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
145      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
146      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
147  }
148
149  return datStr;
150}
151
152// Constructor
153//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
154t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
155
156  const int nLines = 8;
157
158  if (lines.size() != nLines) {
159    _checkState = bad;
160    return;
161  }
162
163  // RINEX Format
164  // ------------
165  int fieldLen = 19;
166
167  int pos[4];
168  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
169  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
170  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
171  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
172
173  // Read eight lines
174  // ----------------
175  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
176    QString line = lines[iLine];
177
178    if      ( iLine == 0 ) {
179      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
180      int    year, month, day, hour, min;
181      double sec;
182
183      QString prnStr, n;
184      in >> prnStr;
185
186      if (prnStr.size() == 1 &&
187          (prnStr[0] == 'G' ||
188           prnStr[0] == 'J' ||
189           prnStr[0] == 'I')) {
190        in >> n;
191        prnStr.append(n);
192      }
193
194      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
195      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
196        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
197      }
198      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
199        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
200      }
201      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
202        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
203      }
204      else {
205        _prn.set('G', prnStr.toInt());
206      }
207
208      if      (year <  80) {
209        year += 2000;
210      }
211      else if (year < 100) {
212        year += 1900;
213      }
214
215      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
216
217      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
218           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
219           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
220        _checkState = bad;
221        return;
222      }
223    }
224
225    else if      ( iLine == 1 ) {
226      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
227           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
228           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
229           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
230        _checkState = bad;
231        return;
232      }
233    }
234
235    else if ( iLine == 2 ) {
236      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
237           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
238           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
239           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
240        _checkState = bad;
241        return;
242      }
243    }
244
245    else if ( iLine == 3 ) {
246      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
247           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
248           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
249           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
250        _checkState = bad;
251        return;
252      }
253    }
254
255    else if ( iLine == 4 ) {
256      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
257           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
258           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
259           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
260        _checkState = bad;
261        return;
262      }
263    }
264
265    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
266      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
267           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
268           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
269           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
270        _checkState = bad;
271        return;
272      }
273    }
274    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
275      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
276           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
277        _checkState = bad;
278        return;
279      }
280    }
281
282    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
283      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
284           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
285           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
286           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
287        _checkState = bad;
288        return;
289      }
290    }
291    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
292      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
293           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
294           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
295        _checkState = bad;
296        return;
297      }
298    }
299
300    else if ( iLine == 7 ) {
301      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
302        _checkState = bad;
303        return;
304      }
305      readDbl(line, pos[1], fieldLen, _fitInterval); // _fitInterval optional
306    }
307  }
308}
309
310// Compute GPS Satellite Position (virtual)
311////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
312t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
313
314  if (_checkState == bad ||
315      _checkState == unhealthy) {
316    return failure;
317  }
318
319  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
320  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
321
322  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
323  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
324
325  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
326  if (a0 == 0) {
327    return failure;
328  }
329
330  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
331
332  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
333  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
334
335  double n  = n0 + _Delta_n;
336  double M  = _M0 + n*tk;
337  double E  = M;
338  double E_last;
339  int    nLoop = 0;
340  do {
341    E_last = E;
342    E = M + _e*sin(E);
343
344    if (++nLoop == 100) {
345      return failure;
346    }
347  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
348  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
349  double u0     = v + _omega;
350  double sin2u0 = sin(2*u0);
351  double cos2u0 = cos(2*u0);
352  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
353  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
354  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
355  double xp     = r*cos(u);
356  double yp     = r*sin(u);
357  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
358                   omegaEarth*_TOEsec;
359
360  double sinom = sin(OM);
361  double cosom = cos(OM);
362  double sini  = sin(i);
363  double cosi  = cos(i);
364  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
365  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
366  xc[2] = yp*sini;
367
368  double tc = tt - _TOC;
369  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
370
371  // Velocity
372  // --------
373  double tanv2 = tan(v/2);
374  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
375  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
376               * dEdM * n;
377  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
378  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
379  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
380  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
381                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
382  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
383  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
384
385  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
386           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
387                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
388
389  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
390           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
391                          - yp*sini*cosom*doti;
392
393  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
394
395  // Relativistic Correction
396  // -----------------------
397  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
398  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
399
400  return success;
401}
402
403// RINEX Format String
404//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
405QString t_ephGPS::toString(double version) const {
406
407  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
408
409  QTextStream out(&rnxStr);
410
411  out << QString("%1%2%3\n")
412    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
413    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
414    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
415
416  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
417
418  out << QString(fmt)
419    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
420    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
421    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
422    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
423
424  out << QString(fmt)
425    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
426    .arg(_e,      19, 'e', 12)
427    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
428    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
429
430  out << QString(fmt)
431    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
432    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
433    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
434    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
435
436  out << QString(fmt)
437    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
438    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
439    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
440    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
441
442  if (type() == t_eph::IRNSS) {
443    out << QString(fmt)
444      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
445      .arg("",       19, QChar(' '))
446      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
447      .arg("",       19, QChar(' '));
448  }
449  else {
450    out << QString(fmt)
451      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
452      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
453      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
454      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
455  }
456
457  if (type() == t_eph::IRNSS) {
458    out << QString(fmt)
459      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
460      .arg(_health, 19, 'e', 12)
461      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
462      .arg("",       19, QChar(' '));
463  }
464  else {
465    out << QString(fmt)
466      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
467      .arg(_health, 19, 'e', 12)
468      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
469      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
470  }
471
472  double tot = _TOT;
473  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
474    tot = 0.0;
475  }
476  if (type() == t_eph::IRNSS) {
477    out << QString(fmt)
478      .arg(tot,          19, 'e', 12)
479      .arg("",           19, QChar(' '))
480      .arg("",           19, QChar(' '))
481      .arg("",           19, QChar(' '));
482  }
483  else {
484    out << QString(fmt)
485      .arg(tot,          19, 'e', 12)
486      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
487      .arg("",           19, QChar(' '))
488      .arg("",           19, QChar(' '));
489  }
490
491  return rnxStr;
492}
493
494// Constructor
495//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
496t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
497
498  const int nLines = 4;
499
500  if (lines.size() != nLines) {
501    _checkState = bad;
502    return;
503  }
504
505  // RINEX Format
506  // ------------
507  int fieldLen = 19;
508
509  int pos[4];
510  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
511  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
512  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
513  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
514
515  // Read four lines
516  // ---------------
517  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
518    QString line = lines[iLine];
519
520    if      ( iLine == 0 ) {
521      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
522
523      int    year, month, day, hour, min;
524      double sec;
525
526      QString prnStr, n;
527      in >> prnStr;
528      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
529        in >> n;
530        prnStr.append(n);
531      }
532      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
533      if (prnStr.at(0) == 'R') {
534        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
535      }
536      else {
537        _prn.set('R', prnStr.toInt());
538      }
539
540      if      (year <  80) {
541        year += 2000;
542      }
543      else if (year < 100) {
544        year += 1900;
545      }
546
547      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
548
549      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
550      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
551
552      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
553           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
554           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
555        _checkState = bad;
556        return;
557      }
558
559      _tau = -_tau;
560    }
561
562    else if      ( iLine == 1 ) {
563      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
564           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
565           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
566           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
567        _checkState = bad;
568        return;
569      }
570    }
571
572    else if ( iLine == 2 ) {
573      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
574           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
575           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
576           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
577        _checkState = bad;
578        return;
579      }
580    }
581
582    else if ( iLine == 3 ) {
583      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
584           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
585           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
586           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
587        _checkState = bad;
588        return;
589      }
590    }
591  }
592
593  // Initialize status vector
594  // ------------------------
595  _tt = _TOC;
596  _xv.ReSize(6);
597  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
598  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
599  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
600  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
601  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
602  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
603}
604
605// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
606////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
607t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
608
609  if (_checkState == bad ||
610      _checkState == unhealthy) {
611    return failure;
612  }
613
614  static const double nominalStep = 10.0;
615
616  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
617  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
618
619  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
620
621  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
622    return failure;
623  }
624
625  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
626  double step = dtPos / nSteps;
627
628  double acc[3];
629  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
630  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
631  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
632  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
633    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
634    _tt = _tt + step;
635  }
636
637  // Position and Velocity
638  // ---------------------
639  xc[0] = _xv(1);
640  xc[1] = _xv(2);
641  xc[2] = _xv(3);
642
643  vv[0] = _xv(4);
644  vv[1] = _xv(5);
645  vv[2] = _xv(6);
646
647  // Clock Correction
648  // ----------------
649  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
650  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
651
652  return success;
653}
654
655// RINEX Format String
656//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
657QString t_ephGlo::toString(double version) const {
658
659  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
660
661  QTextStream out(&rnxStr);
662
663  out << QString("%1%2%3\n")
664    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
665    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
666    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
667
668  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
669
670  out << QString(fmt)
671    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
672    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
673    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
674    .arg(_health,         19, 'e', 12);
675
676  out << QString(fmt)
677    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
678    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
679    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
680    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
681
682  out << QString(fmt)
683    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
684    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
685    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
686    .arg(_E,              19, 'e', 12);
687
688  return rnxStr;
689}
690
691// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
692////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
693ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
694                                 double* acc) {
695
696  // State vector components
697  // -----------------------
698  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
699  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
700
701  // Acceleration
702  // ------------
703  static const double gmWGS = 398.60044e12;
704  static const double AE    = 6378136.0;
705  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
706  static const double C20   = -1082.6257e-6;
707
708  double rho = rr.norm_Frobenius();
709  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
710  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
711  double t3  = OMEGA * OMEGA;
712  double t4  = 2.0 * OMEGA;
713  double z2  = rr(3) * rr(3);
714
715  // Vector of derivatives
716  // ---------------------
717  ColumnVector va(6);
718  va(1) = vv(1);
719  va(2) = vv(2);
720  va(3) = vv(3);
721  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
722  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
723  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
724
725  return va;
726}
727
728// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
729////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
730unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
731  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
732  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
733}
734
735// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
736////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
737unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
738
739  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
740      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
741          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
742          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
743        return 1;
744      }
745  }
746  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
747    if (_health) {
748      return 1;
749    }
750  }
751  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
752}
753
754
755// Constructor
756//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
757t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
758  int       year, month, day, hour, min;
759  double    sec;
760  QString   prnStr;
761  const int nLines = 8;
762  if (lines.size() != nLines) {
763    _checkState = bad;
764    return;
765  }
766
767  // RINEX Format
768  // ------------
769  int fieldLen = 19;
770  double SVhealth = 0.0;
771  double datasource = 0.0;
772
773  int pos[4];
774  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
775  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
776  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
777  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
778
779  // Read eight lines
780  // ----------------
781  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
782    QString line = lines[iLine];
783
784    if      ( iLine == 0 ) {
785      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
786      QString n;
787      in >> prnStr;
788      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
789        in >> n;
790        prnStr.append(n);
791      }
792      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
793      if      (year <  80) {
794        year += 2000;
795      }
796      else if (year < 100) {
797        year += 1900;
798      }
799
800      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
801
802      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
803           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
804           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
805        _checkState = bad;
806        return;
807      }
808    }
809
810    else if      ( iLine == 1 ) {
811      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
812           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
813           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
814           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
815        _checkState = bad;
816        return;
817      }
818    }
819
820    else if ( iLine == 2 ) {
821      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
822           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
823           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
824           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
825        _checkState = bad;
826        return;
827      }
828    }
829
830    else if ( iLine == 3 ) {
831      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
832           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
833           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
834           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
835        _checkState = bad;
836        return;
837      }
838    }
839
840    else if ( iLine == 4 ) {
841      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
842           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
843           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
844           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
845        _checkState = bad;
846        return;
847      }
848    }
849
850    else if ( iLine == 5 ) {
851      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
852           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
853           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
854        _checkState = bad;
855        return;
856      } else {
857        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
858          _fnav = true;
859          _inav = false;
860        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
861          _fnav = false;
862          _inav = true;
863        }
864        _TOEweek -= 1024.0;
865      }
866    }
867
868    else if ( iLine == 6 ) {
869      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
870           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
871           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
872           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
873        _checkState = bad;
874        return;
875      } else {
876        // Bit 0
877        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
878        // Bit 1-2
879        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
880        // Bit 3
881        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
882        // Bit 4-5
883        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
884        // Bit 6
885        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
886        // Bit 7-8
887        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
888
889        if (prnStr.at(0) == 'E') {
890          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
891        }
892      }
893    }
894
895    else if ( iLine == 7 ) {
896      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
897        _checkState = bad;
898        return;
899      }
900    }
901  }
902}
903
904// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
905////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
906t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
907
908  if (_checkState == bad ||
909      _checkState == unhealthy) {
910    return failure;
911  }
912
913  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
914  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
915
916  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
917  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
918
919  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
920  if (a0 == 0) {
921    return failure;
922  }
923
924  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
925
926  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
927  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
928
929  double n  = n0 + _Delta_n;
930  double M  = _M0 + n*tk;
931  double E  = M;
932  double E_last;
933  int    nLoop = 0;
934  do {
935    E_last = E;
936    E = M + _e*sin(E);
937
938    if (++nLoop == 100) {
939      return failure;
940    }
941  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
942  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
943  double u0     = v + _omega;
944  double sin2u0 = sin(2*u0);
945  double cos2u0 = cos(2*u0);
946  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
947  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
948  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
949  double xp     = r*cos(u);
950  double yp     = r*sin(u);
951  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
952                  omegaEarth*_TOEsec;
953
954  double sinom = sin(OM);
955  double cosom = cos(OM);
956  double sini  = sin(i);
957  double cosi  = cos(i);
958  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
959  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
960  xc[2] = yp*sini;
961
962  double tc = tt - _TOC;
963  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
964
965  // Velocity
966  // --------
967  double tanv2 = tan(v/2);
968  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
969  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
970               * dEdM * n;
971  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
972  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
973  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
974  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
975                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
976  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
977  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
978
979  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
980           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
981                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
982
983  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
984           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
985                          - yp*sini*cosom*doti;
986
987  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
988
989  // Relativistic Correction
990  // -----------------------
991  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
992  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
993  // correspondent to IGS convention
994  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
995
996  return success;
997}
998
999// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1000////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1001unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1002  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1003    return 1;
1004  }
1005  return 0;
1006}
1007
1008// RINEX Format String
1009//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1010QString t_ephGal::toString(double version) const {
1011
1012  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1013
1014  QTextStream out(&rnxStr);
1015
1016  out << QString("%1%2%3\n")
1017    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1018    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1019    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1020
1021  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1022
1023  out << QString(fmt)
1024    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1025    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1026    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1027    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1028
1029  out << QString(fmt)
1030    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1031    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1032    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1033    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1034
1035  out << QString(fmt)
1036    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1037    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1038    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1039    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1040
1041  out << QString(fmt)
1042    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1043    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1044    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1045    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1046
1047  int    dataSource = 0;
1048  int    SVhealth   = 0;
1049  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1050  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1051  if (_fnav) {
1052    dataSource |= (1<<1);
1053    dataSource |= (1<<8);
1054    BGD_1_5B = 0.0;
1055    // SVhealth
1056    //   Bit 3  : E5a DVS
1057    if (_e5aDataInValid) {
1058      SVhealth |= (1<<3);
1059    }
1060    //   Bit 4-5: E5a HS
1061    if (_E5aHS == 1.0) {
1062      SVhealth |= (1<<4);
1063    }
1064    else if (_E5aHS == 2.0) {
1065      SVhealth |= (1<<5);
1066    }
1067    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1068      SVhealth |= (1<<4);
1069      SVhealth |= (1<<5);
1070    }
1071  }
1072  else if(_inav) {
1073    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1074    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1075    dataSource |= (1<<0);
1076    dataSource |= (1<<2);
1077    dataSource |= (1<<9);
1078    // SVhealth
1079    //   Bit 0  : E1-B DVS
1080    if (_e1DataInValid) {
1081      SVhealth |= (1<<0);
1082    }
1083    //   Bit 1-2: E1-B HS
1084    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1085      SVhealth |= (1<<1);
1086    }
1087    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1088      SVhealth |= (1<<2);
1089    }
1090    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1091      SVhealth |= (1<<1);
1092      SVhealth |= (1<<2);
1093    }
1094    //   Bit 3  : E5a DVS
1095    if (_e5aDataInValid) {
1096      SVhealth |= (1<<3);
1097    }
1098    //   Bit 4-5: E5a HS
1099    if      (_E5aHS == 1.0) {
1100      SVhealth |= (1<<4);
1101    }
1102    else if (_E5aHS == 2.0) {
1103      SVhealth |= (1<<5);
1104    }
1105    else if (_E5aHS == 3.0) {
1106      SVhealth |= (1<<4);
1107      SVhealth |= (1<<5);
1108    }
1109    //   Bit 6  : E5b DVS
1110    if (_e5bDataInValid) {
1111      SVhealth |= (1<<6);
1112    }
1113    //   Bit 7-8: E5b HS
1114    if      (_E5bHS == 1.0) {
1115      SVhealth |= (1<<7);
1116    }
1117    else if (_E5bHS == 2.0) {
1118      SVhealth |= (1<<8);
1119    }
1120    else if (_E5bHS == 3.0) {
1121      SVhealth |= (1<<7);
1122      SVhealth |= (1<<8);
1123    }
1124  }
1125
1126  out << QString(fmt)
1127    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1128    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1129    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1130    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1131
1132  out << QString(fmt)
1133    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1134    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1135    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1136    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1137
1138
1139  double tot = _TOT;
1140  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1141    tot = 0.0;
1142  }
1143  out << QString(fmt)
1144    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1145    .arg("",      19, QChar(' '))
1146    .arg("",      19, QChar(' '))
1147    .arg("",      19, QChar(' '));
1148
1149  return rnxStr;
1150}
1151
1152// Constructor
1153//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1154t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1155
1156  const int nLines = 4;
1157
1158  if (lines.size() != nLines) {
1159    _checkState = bad;
1160    return;
1161  }
1162
1163  // RINEX Format
1164  // ------------
1165  int fieldLen = 19;
1166
1167  int pos[4];
1168  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1169  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1170  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1171  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1172
1173  // Read four lines
1174  // ---------------
1175  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1176    QString line = lines[iLine];
1177
1178    if      ( iLine == 0 ) {
1179      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1180
1181      int    year, month, day, hour, min;
1182      double sec;
1183
1184      QString prnStr, n;
1185      in >> prnStr;
1186      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1187        in >> n;
1188        prnStr.append(n);
1189      }
1190      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1191      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1192        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1193      }
1194      else {
1195        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1196      }
1197
1198      if      (year <  80) {
1199        year += 2000;
1200      }
1201      else if (year < 100) {
1202        year += 1900;
1203      }
1204
1205      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1206
1207      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1208           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1209           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOW  ) ) {
1210        _checkState = bad;
1211        return;
1212      }
1213    }
1214
1215    else if      ( iLine == 1 ) {
1216      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1217           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1218           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1219           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1220        _checkState = bad;
1221        return;
1222      }
1223    }
1224
1225    else if ( iLine == 2 ) {
1226      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1227           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1228           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1229           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1230        _checkState = bad;
1231        return;
1232      }
1233    }
1234
1235    else if ( iLine == 3 ) {
1236      double iodn;
1237      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1238           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1239           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1240           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1241        _checkState = bad;
1242        return;
1243      } else {
1244        _IODN = int(iodn);
1245      }
1246    }
1247  }
1248
1249  _x_pos          *= 1.e3;
1250  _y_pos          *= 1.e3;
1251  _z_pos          *= 1.e3;
1252  _x_velocity     *= 1.e3;
1253  _y_velocity     *= 1.e3;
1254  _z_velocity     *= 1.e3;
1255  _x_acceleration *= 1.e3;
1256  _y_acceleration *= 1.e3;
1257  _z_acceleration *= 1.e3;
1258}
1259
1260// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1261////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1262
1263unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1264  unsigned char buffer[80];
1265  int size = 0;
1266  int numbits = 0;
1267  long long bitbuffer = 0;
1268  unsigned char *startbuffer = buffer;
1269
1270  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1271  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1272  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1273  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1274  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1275  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1276  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1277  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1278  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1279  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1280  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1281  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1282
1283  return CRC24(size, startbuffer);
1284}
1285
1286// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1287////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1288t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1289
1290  if (_checkState == bad ||
1291      _checkState == unhealthy) {
1292    return failure;
1293  }
1294
1295  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1296  double  dt = tt - _TOC;
1297
1298  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1299  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1300  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1301
1302  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1303  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1304  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1305
1306  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1307
1308  return success;
1309}
1310
1311// RINEX Format String
1312//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1313QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1314
1315  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1316
1317  QTextStream out(&rnxStr);
1318
1319  out << QString("%1%2%3\n")
1320    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1321    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1322    .arg(_TOW,  19, 'e', 12);
1323
1324  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1325
1326  out << QString(fmt)
1327    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1328    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1329    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1330    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1331
1332  out << QString(fmt)
1333    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1334    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1335    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1336    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1337
1338  out << QString(fmt)
1339    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1340    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1341    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1342    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1343
1344  return rnxStr;
1345}
1346
1347// Constructor
1348//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1349t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1350
1351  const int nLines = 8;
1352
1353  if (lines.size() != nLines) {
1354    _checkState = bad;
1355    return;
1356  }
1357
1358  // RINEX Format
1359  // ------------
1360  int fieldLen = 19;
1361
1362  int pos[4];
1363  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1364  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1365  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1366  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1367
1368  // Read eight lines
1369  // ----------------
1370  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1371    QString line = lines[iLine];
1372
1373    if      ( iLine == 0 ) {
1374      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1375
1376      int    year, month, day, hour, min;
1377      double sec;
1378
1379      QString prnStr, n;
1380      in >> prnStr;
1381      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1382        in >> n;
1383        prnStr.append(n);
1384      }
1385      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1386      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1387        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1388      }
1389      else {
1390        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1391      }
1392
1393      if      (year <  80) {
1394        year += 2000;
1395      }
1396      else if (year < 100) {
1397        year += 1900;
1398      }
1399
1400      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1401
1402      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1403           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1404           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1405        _checkState = bad;
1406        return;
1407      }
1408    }
1409
1410    else if      ( iLine == 1 ) {
1411      double aode;
1412      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1413           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1414           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1415           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1416        _checkState = bad;
1417        return;
1418      }
1419      _AODE = int(aode);
1420    }
1421
1422    else if ( iLine == 2 ) {
1423      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1424           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1425           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1426           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1427        _checkState = bad;
1428        return;
1429      }
1430    }
1431
1432    else if ( iLine == 3 ) {
1433      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1434           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1435           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1436           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1437        _checkState = bad;
1438        return;
1439      }
1440    }
1441
1442    else if ( iLine == 4 ) {
1443      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1444           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1445           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1446           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1447        _checkState = bad;
1448        return;
1449      }
1450    }
1451
1452    else if ( iLine == 5 ) {
1453      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1454           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1455        _checkState = bad;
1456        return;
1457      }
1458    }
1459
1460    else if ( iLine == 6 ) {
1461      double SatH1;
1462      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1463           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1464           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1465           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1466        _checkState = bad;
1467        return;
1468      }
1469      _SatH1 = int(SatH1);
1470    }
1471
1472    else if ( iLine == 7 ) {
1473      double aodc;
1474      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1475           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1476        _checkState = bad;
1477        return;
1478      }
1479      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1480        _TOT = _TOEsec;
1481      }
1482      _AODC = int(aodc);
1483    }
1484  }
1485
1486  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1487
1488  // remark: actually should be computed from second_tot
1489  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1490  //_TOT = _TOC.bdssec();
1491}
1492
1493// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1494////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1495unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1496  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1497}
1498
1499// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1500//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1501t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1502
1503  if (_checkState == bad ||
1504      _checkState == unhealthy) {
1505    return failure;
1506  }
1507
1508  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1509  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1510
1511  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1512  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1513
1514  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1515
1516  if (_sqrt_A == 0) {
1517    return failure;
1518  }
1519  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1520
1521  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1522  double tk = tt - _TOE;
1523  double n  = n0 + _Delta_n;
1524  double M  = _M0 + n*tk;
1525  double E  = M;
1526  double E_last;
1527  int    nLoop = 0;
1528  do {
1529    E_last = E;
1530    E = M + _e*sin(E);
1531
1532    if (++nLoop == 100) {
1533      return failure;
1534    }
1535  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1536
1537  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1538  double u0     = v + _omega;
1539  double sin2u0 = sin(2*u0);
1540  double cos2u0 = cos(2*u0);
1541  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1542  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1543  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1544  double xp     = r*cos(u);
1545  double yp     = r*sin(u);
1546  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1547  double sinom = 0;
1548  double cosom = 0;
1549  double sini  = 0;
1550  double cosi  = 0;
1551
1552  // Velocity
1553  // --------
1554  double tanv2 = tan(v/2);
1555  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1556  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1557                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1558  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1559  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1560  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1561                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1562
1563  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1564  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1565
1566  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1567
1568  // MEO/IGSO satellite
1569  // ------------------
1570  if (_i0 > iMaxGEO) {
1571    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1572
1573    sinom = sin(OM);
1574    cosom = cos(OM);
1575    sini  = sin(i);
1576    cosi  = cos(i);
1577
1578    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1579    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1580    xc[2] = yp*sini;
1581
1582    // Velocity
1583    // --------
1584
1585    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1586
1587    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1588           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1589                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1590
1591    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1592           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1593                            - yp*sini*cosom*doti;
1594
1595    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1596
1597  }
1598
1599  // GEO satellite
1600  // -------------
1601  else {
1602    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1603    double ll    = omegaBDS*tk;
1604
1605    sinom = sin(OM);
1606    cosom = cos(OM);
1607    sini  = sin(i);
1608    cosi  = cos(i);
1609
1610    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1611    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1612    double zz = yp*sini;
1613
1614    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1615    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1616
1617    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1618    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1619
1620    xc[0] = X2(1);
1621    xc[1] = X2(2);
1622    xc[2] = X2(3);
1623
1624    double dotom = _OMEGADOT;
1625
1626    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1627               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1628                                + yp*sini*sinom*doti;
1629
1630    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1631               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1632                                - yp*sini*cosom*doti;
1633
1634    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1635
1636    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1637
1638    Matrix RdotZ(3,3);
1639    double C = cos(ll);
1640    double S = sin(ll);
1641    Matrix UU(3,3);
1642    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1643    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1644    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1645    RdotZ = omegaBDS * UU;
1646
1647    ColumnVector VV(3);
1648    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1649
1650    vv[0] = VV(1);
1651    vv[1] = VV(2);
1652    vv[2] = VV(3);
1653  }
1654
1655  double tc = tt - _TOC;
1656  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1657
1658  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1659  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1660
1661  // Relativistic Correction
1662  // -----------------------
1663  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1664    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1665  // correspondent to IGS convention
1666  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1667
1668  return success;
1669}
1670
1671// RINEX Format String
1672//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1673QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1674
1675  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1676
1677  QTextStream out(&rnxStr);
1678
1679  out << QString("%1%2%3\n")
1680    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1681    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1682    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1683
1684  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1685
1686  out << QString(fmt)
1687    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1688    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1689    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1690    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1691
1692  out << QString(fmt)
1693    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1694    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1695    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1696    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1697
1698  double toes = 0.0;
1699  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1700    toes = _TOEsec;
1701  }
1702  else {// RTCM stream input
1703    toes = _TOE.bdssec();
1704  }
1705  out << QString(fmt)
1706    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1707    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1708    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1709    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1710
1711  out << QString(fmt)
1712    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1713    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1714    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1715    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1716
1717  double toew = 0.0;
1718  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1719    toew = _TOEweek;
1720  }
1721  else {// RTCM stream input
1722    toew = double(_TOE.bdsw());
1723  }
1724  out << QString(fmt)
1725    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1726    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1727    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1728    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1729
1730  out << QString(fmt)
1731    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1732    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1733    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1734    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1735
1736  double tots = 0.0;
1737  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1738    tots = _TOT;
1739  }
1740  else {// RTCM stream input
1741    tots = _TOE.bdssec();
1742  }
1743  out << QString(fmt)
1744    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1745    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1746    .arg("",            19, QChar(' '))
1747    .arg("",            19, QChar(' '));
1748  return rnxStr;
1749}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.