source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8456

Last change on this file since 8456 was 8456, checked in by stuerze, 12 months ago

bug fixed regarding TOT in BDS and SBAS RTCM3 ephemeris message

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
633  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
634    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
635    _tt = _tt + step;
636  }
637
638  // Position and Velocity
639  // ---------------------
640  xc[0] = _xv(1);
641  xc[1] = _xv(2);
642  xc[2] = _xv(3);
643
644  vv[0] = _xv(4);
645  vv[1] = _xv(5);
646  vv[2] = _xv(6);
647
648  // Clock Correction
649  // ----------------
650  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
651  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
652
653  return success;
654}
655
656// RINEX Format String
657//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
658QString t_ephGlo::toString(double version) const {
659
660  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
661
662  QTextStream out(&rnxStr);
663
664  out << QString("%1%2%3\n")
665    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
666    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
667    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
668
669  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
670
671  out << QString(fmt)
672    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
673    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
674    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
675    .arg(_health,         19, 'e', 12);
676
677  out << QString(fmt)
678    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
679    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
680    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
681    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
682
683  out << QString(fmt)
684    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
685    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
686    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
687    .arg(_E,              19, 'e', 12);
688
689  return rnxStr;
690}
691
692// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
693////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
694ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
695                                 double* acc) {
696
697  // State vector components
698  // -----------------------
699  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
700  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
701
702  // Acceleration
703  // ------------
704  static const double gmWGS = 398.60044e12;
705  static const double AE    = 6378136.0;
706  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
707  static const double C20   = -1082.6257e-6;
708
709  double rho = rr.norm_Frobenius();
710  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
711  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
712  double t3  = OMEGA * OMEGA;
713  double t4  = 2.0 * OMEGA;
714  double z2  = rr(3) * rr(3);
715
716  // Vector of derivatives
717  // ---------------------
718  ColumnVector va(6);
719  va(1) = vv(1);
720  va(2) = vv(2);
721  va(3) = vv(3);
722  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
723  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
724  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
725
726  return va;
727}
728
729// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
730////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
731unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
732  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
733  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
734}
735
736// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
737////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
738unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
739
740  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
741      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
742          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
743          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
744        return 1;
745      }
746  }
747  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
748    if (_health) {
749      return 1;
750    }
751  }
752  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
753}
754
755
756// Constructor
757//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
758t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
759  int       year, month, day, hour, min;
760  double    sec;
761  QString   prnStr;
762  const int nLines = 8;
763  if (lines.size() != nLines) {
764    _checkState = bad;
765    return;
766  }
767
768  // RINEX Format
769  // ------------
770  int fieldLen = 19;
771  double SVhealth = 0.0;
772  double datasource = 0.0;
773
774  int pos[4];
775  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
776  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
777  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
778  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
779
780  // Read eight lines
781  // ----------------
782  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
783    QString line = lines[iLine];
784
785    if      ( iLine == 0 ) {
786      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
787      QString n;
788      in >> prnStr;
789      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
790        in >> n;
791        prnStr.append(n);
792      }
793      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
794      if      (year <  80) {
795        year += 2000;
796      }
797      else if (year < 100) {
798        year += 1900;
799      }
800
801      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
802
803      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
804           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
805           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
806        _checkState = bad;
807        return;
808      }
809    }
810
811    else if      ( iLine == 1 ) {
812      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
813           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
814           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
815           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
816        _checkState = bad;
817        return;
818      }
819    }
820
821    else if ( iLine == 2 ) {
822      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
823           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
824           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
825           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
826        _checkState = bad;
827        return;
828      }
829    }
830
831    else if ( iLine == 3 ) {
832      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
833           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
834           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
835           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
836        _checkState = bad;
837        return;
838      }
839    }
840
841    else if ( iLine == 4 ) {
842      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
843           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
844           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
845           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
846        _checkState = bad;
847        return;
848      }
849    }
850
851    else if ( iLine == 5 ) {
852      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
853           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
854           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
855        _checkState = bad;
856        return;
857      } else {
858        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
859          _fnav = true;
860          _inav = false;
861        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
862          _fnav = false;
863          _inav = true;
864        }
865        _TOEweek -= 1024.0;
866      }
867    }
868
869    else if ( iLine == 6 ) {
870      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
871           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
872           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
873           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
874        _checkState = bad;
875        return;
876      } else {
877        // Bit 0
878        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
879        // Bit 1-2
880        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
881        // Bit 3
882        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
883        // Bit 4-5
884        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
885        // Bit 6
886        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
887        // Bit 7-8
888        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
889
890        if (prnStr.at(0) == 'E') {
891          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
892        }
893      }
894    }
895
896    else if ( iLine == 7 ) {
897      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
898        _checkState = bad;
899        return;
900      }
901    }
902  }
903}
904
905// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
906////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
907t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
908
909  if (_checkState == bad ||
910      _checkState == unhealthy) {
911    return failure;
912  }
913
914  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
915  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
916
917  memset(xc, 0, 4*sizeof(double));
918  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
919
920  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
921  if (a0 == 0) {
922    return failure;
923  }
924
925  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
926
927  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
928  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
929
930  double n  = n0 + _Delta_n;
931  double M  = _M0 + n*tk;
932  double E  = M;
933  double E_last;
934  int    nLoop = 0;
935  do {
936    E_last = E;
937    E = M + _e*sin(E);
938
939    if (++nLoop == 100) {
940      return failure;
941    }
942  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
943  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
944  double u0     = v + _omega;
945  double sin2u0 = sin(2*u0);
946  double cos2u0 = cos(2*u0);
947  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
948  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
949  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
950  double xp     = r*cos(u);
951  double yp     = r*sin(u);
952  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
953                  omegaEarth*_TOEsec;
954
955  double sinom = sin(OM);
956  double cosom = cos(OM);
957  double sini  = sin(i);
958  double cosi  = cos(i);
959  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
960  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
961  xc[2] = yp*sini;
962
963  double tc = tt - _TOC;
964  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
965
966  // Velocity
967  // --------
968  double tanv2 = tan(v/2);
969  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
970  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
971               * dEdM * n;
972  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
973  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
974  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
975  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
976                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
977  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
978  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
979
980  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
981           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
982                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
983
984  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
985           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
986                          - yp*sini*cosom*doti;
987
988  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
989
990  // Relativistic Correction
991  // -----------------------
992  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
993  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
994  // correspondent to IGS convention
995  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
996
997  return success;
998}
999
1000// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1001////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1002unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1003  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1004    return 1;
1005  }
1006  return 0;
1007}
1008
1009// RINEX Format String
1010//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1011QString t_ephGal::toString(double version) const {
1012
1013  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1014
1015  QTextStream out(&rnxStr);
1016
1017  out << QString("%1%2%3\n")
1018    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1019    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1020    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1021
1022  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1023
1024  out << QString(fmt)
1025    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1026    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1027    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1028    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1029
1030  out << QString(fmt)
1031    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1032    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1033    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1034    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1035
1036  out << QString(fmt)
1037    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1038    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1039    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1040    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1041
1042  out << QString(fmt)
1043    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1044    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1045    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1046    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1047
1048  int    dataSource = 0;
1049  int    SVhealth   = 0;
1050  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1051  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1052  if (_fnav) {
1053    dataSource |= (1<<1);
1054    dataSource |= (1<<8);
1055    BGD_1_5B = 0.0;
1056    // SVhealth
1057    //   Bit 3  : E5a DVS
1058    if (_e5aDataInValid) {
1059      SVhealth |= (1<<3);
1060    }
1061    //   Bit 4-5: E5a HS
1062    if (_E5aHS == 1.0) {
1063      SVhealth |= (1<<4);
1064    }
1065    else if (_E5aHS == 2.0) {
1066      SVhealth |= (1<<5);
1067    }
1068    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1069      SVhealth |= (1<<4);
1070      SVhealth |= (1<<5);
1071    }
1072  }
1073  else if(_inav) {
1074    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1075    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1076    dataSource |= (1<<0);
1077    dataSource |= (1<<2);
1078    dataSource |= (1<<9);
1079    // SVhealth
1080    //   Bit 0  : E1-B DVS
1081    if (_e1DataInValid) {
1082      SVhealth |= (1<<0);
1083    }
1084    //   Bit 1-2: E1-B HS
1085    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1086      SVhealth |= (1<<1);
1087    }
1088    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1089      SVhealth |= (1<<2);
1090    }
1091    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1092      SVhealth |= (1<<1);
1093      SVhealth |= (1<<2);
1094    }
1095    //   Bit 3  : E5a DVS
1096    if (_e5aDataInValid) {
1097      SVhealth |= (1<<3);
1098    }
1099    //   Bit 4-5: E5a HS
1100    if      (_E5aHS == 1.0) {
1101      SVhealth |= (1<<4);
1102    }
1103    else if (_E5aHS == 2.0) {
1104      SVhealth |= (1<<5);
1105    }
1106    else if (_E5aHS == 3.0) {
1107      SVhealth |= (1<<4);
1108      SVhealth |= (1<<5);
1109    }
1110    //   Bit 6  : E5b DVS
1111    if (_e5bDataInValid) {
1112      SVhealth |= (1<<6);
1113    }
1114    //   Bit 7-8: E5b HS
1115    if      (_E5bHS == 1.0) {
1116      SVhealth |= (1<<7);
1117    }
1118    else if (_E5bHS == 2.0) {
1119      SVhealth |= (1<<8);
1120    }
1121    else if (_E5bHS == 3.0) {
1122      SVhealth |= (1<<7);
1123      SVhealth |= (1<<8);
1124    }
1125  }
1126
1127  out << QString(fmt)
1128    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1129    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1130    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1131    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1132
1133  out << QString(fmt)
1134    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1135    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1136    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1137    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1138
1139
1140  double tot = _TOT;
1141  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1142    tot = 0.0;
1143  }
1144  out << QString(fmt)
1145    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1146    .arg("",      19, QChar(' '))
1147    .arg("",      19, QChar(' '))
1148    .arg("",      19, QChar(' '));
1149
1150  return rnxStr;
1151}
1152
1153// Constructor
1154//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1155t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1156
1157  const int nLines = 4;
1158
1159  if (lines.size() != nLines) {
1160    _checkState = bad;
1161    return;
1162  }
1163
1164  // RINEX Format
1165  // ------------
1166  int fieldLen = 19;
1167
1168  int pos[4];
1169  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1170  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1171  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1172  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1173
1174  // Read four lines
1175  // ---------------
1176  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1177    QString line = lines[iLine];
1178
1179    if      ( iLine == 0 ) {
1180      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1181
1182      int    year, month, day, hour, min;
1183      double sec;
1184
1185      QString prnStr, n;
1186      in >> prnStr;
1187      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1188        in >> n;
1189        prnStr.append(n);
1190      }
1191      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1192      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1193        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1194      }
1195      else {
1196        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1197      }
1198
1199      if      (year <  80) {
1200        year += 2000;
1201      }
1202      else if (year < 100) {
1203        year += 1900;
1204      }
1205
1206      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1207
1208      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1209           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1210           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1211        _checkState = bad;
1212        return;
1213      }
1214    }
1215
1216    else if      ( iLine == 1 ) {
1217      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1218           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1219           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1220           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1221        _checkState = bad;
1222        return;
1223      }
1224    }
1225
1226    else if ( iLine == 2 ) {
1227      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1228           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1229           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1230           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1231        _checkState = bad;
1232        return;
1233      }
1234    }
1235
1236    else if ( iLine == 3 ) {
1237      double iodn;
1238      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1239           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1240           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1241           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1242        _checkState = bad;
1243        return;
1244      } else {
1245        _IODN = int(iodn);
1246      }
1247    }
1248  }
1249
1250  _x_pos          *= 1.e3;
1251  _y_pos          *= 1.e3;
1252  _z_pos          *= 1.e3;
1253  _x_velocity     *= 1.e3;
1254  _y_velocity     *= 1.e3;
1255  _z_velocity     *= 1.e3;
1256  _x_acceleration *= 1.e3;
1257  _y_acceleration *= 1.e3;
1258  _z_acceleration *= 1.e3;
1259}
1260
1261// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1262////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1263
1264unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1265  unsigned char buffer[80];
1266  int size = 0;
1267  int numbits = 0;
1268  long long bitbuffer = 0;
1269  unsigned char *startbuffer = buffer;
1270
1271  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1272  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1273  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1274  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1275  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1276  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1277  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1278  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1279  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1280  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1281  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1282  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1283
1284  return CRC24(size, startbuffer);
1285}
1286
1287// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1288////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1289t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1290
1291  if (_checkState == bad ||
1292      _checkState == unhealthy) {
1293    return failure;
1294  }
1295
1296  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1297  double  dt = tt - _TOC;
1298
1299  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1300  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1301  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1302
1303  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1304  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1305  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1306
1307  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1308
1309  return success;
1310}
1311
1312// RINEX Format String
1313//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1314QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1315
1316  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1317
1318  QTextStream out(&rnxStr);
1319
1320  out << QString("%1%2%3\n")
1321    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1322    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1323    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1324
1325  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1326
1327  out << QString(fmt)
1328    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1329    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1330    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1331    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1332
1333  out << QString(fmt)
1334    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1335    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1336    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1337    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1338
1339  out << QString(fmt)
1340    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1341    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1342    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1343    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1344
1345  return rnxStr;
1346}
1347
1348// Constructor
1349//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1350t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1351
1352  const int nLines = 8;
1353
1354  if (lines.size() != nLines) {
1355    _checkState = bad;
1356    return;
1357  }
1358
1359  // RINEX Format
1360  // ------------
1361  int fieldLen = 19;
1362
1363  int pos[4];
1364  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1365  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1366  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1367  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1368
1369  // Read eight lines
1370  // ----------------
1371  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1372    QString line = lines[iLine];
1373
1374    if      ( iLine == 0 ) {
1375      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1376
1377      int    year, month, day, hour, min;
1378      double sec;
1379
1380      QString prnStr, n;
1381      in >> prnStr;
1382      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1383        in >> n;
1384        prnStr.append(n);
1385      }
1386      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1387      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1388        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1389      }
1390      else {
1391        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1392      }
1393
1394      if      (year <  80) {
1395        year += 2000;
1396      }
1397      else if (year < 100) {
1398        year += 1900;
1399      }
1400
1401      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1402
1403      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1404           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1405           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1406        _checkState = bad;
1407        return;
1408      }
1409    }
1410
1411    else if      ( iLine == 1 ) {
1412      double aode;
1413      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1414           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1415           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1416           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1417        _checkState = bad;
1418        return;
1419      }
1420      _AODE = int(aode);
1421    }
1422
1423    else if ( iLine == 2 ) {
1424      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1425           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1426           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1427           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1428        _checkState = bad;
1429        return;
1430      }
1431    }
1432
1433    else if ( iLine == 3 ) {
1434      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1435           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1436           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1437           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1438        _checkState = bad;
1439        return;
1440      }
1441    }
1442
1443    else if ( iLine == 4 ) {
1444      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1445           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1446           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1447           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1448        _checkState = bad;
1449        return;
1450      }
1451    }
1452
1453    else if ( iLine == 5 ) {
1454      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1455           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1456        _checkState = bad;
1457        return;
1458      }
1459    }
1460
1461    else if ( iLine == 6 ) {
1462      double SatH1;
1463      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1464           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1465           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1466           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1467        _checkState = bad;
1468        return;
1469      }
1470      _SatH1 = int(SatH1);
1471    }
1472
1473    else if ( iLine == 7 ) {
1474      double aodc;
1475      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1476           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1477        _checkState = bad;
1478        return;
1479      }
1480      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1481        _TOT = _TOEsec;
1482      }
1483      _AODC = int(aodc);
1484    }
1485  }
1486
1487  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1488
1489  // remark: actually should be computed from second_tot
1490  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1491  //_TOT = _TOC.bdssec();
1492}
1493
1494// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1495////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1496unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1497  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1498}
1499
1500// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1501//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1502t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1503
1504  if (_checkState == bad ||
1505      _checkState == unhealthy) {
1506    return failure;
1507  }
1508
1509  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1510  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1511
1512  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1513  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1514
1515  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1516
1517  if (_sqrt_A == 0) {
1518    return failure;
1519  }
1520  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1521
1522  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1523  double tk = tt - _TOE;
1524  double n  = n0 + _Delta_n;
1525  double M  = _M0 + n*tk;
1526  double E  = M;
1527  double E_last;
1528  int    nLoop = 0;
1529  do {
1530    E_last = E;
1531    E = M + _e*sin(E);
1532
1533    if (++nLoop == 100) {
1534      return failure;
1535    }
1536  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1537
1538  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1539  double u0     = v + _omega;
1540  double sin2u0 = sin(2*u0);
1541  double cos2u0 = cos(2*u0);
1542  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1543  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1544  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1545  double xp     = r*cos(u);
1546  double yp     = r*sin(u);
1547  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1548  double sinom = 0;
1549  double cosom = 0;
1550  double sini  = 0;
1551  double cosi  = 0;
1552
1553  // Velocity
1554  // --------
1555  double tanv2 = tan(v/2);
1556  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1557  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1558                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1559  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1560  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1561  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1562                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1563
1564  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1565  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1566
1567  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1568
1569  // MEO/IGSO satellite
1570  // ------------------
1571  if (_i0 > iMaxGEO) {
1572    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1573
1574    sinom = sin(OM);
1575    cosom = cos(OM);
1576    sini  = sin(i);
1577    cosi  = cos(i);
1578
1579    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1580    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1581    xc[2] = yp*sini;
1582
1583    // Velocity
1584    // --------
1585
1586    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1587
1588    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1589           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1590                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1591
1592    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1593           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1594                            - yp*sini*cosom*doti;
1595
1596    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1597
1598  }
1599
1600  // GEO satellite
1601  // -------------
1602  else {
1603    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1604    double ll    = omegaBDS*tk;
1605
1606    sinom = sin(OM);
1607    cosom = cos(OM);
1608    sini  = sin(i);
1609    cosi  = cos(i);
1610
1611    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1612    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1613    double zz = yp*sini;
1614
1615    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1616    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1617
1618    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1619    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1620
1621    xc[0] = X2(1);
1622    xc[1] = X2(2);
1623    xc[2] = X2(3);
1624
1625    double dotom = _OMEGADOT;
1626
1627    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1628               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1629                                + yp*sini*sinom*doti;
1630
1631    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1632               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1633                                - yp*sini*cosom*doti;
1634
1635    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1636
1637    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1638
1639    Matrix RdotZ(3,3);
1640    double C = cos(ll);
1641    double S = sin(ll);
1642    Matrix UU(3,3);
1643    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1644    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1645    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1646    RdotZ = omegaBDS * UU;
1647
1648    ColumnVector VV(3);
1649    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1650
1651    vv[0] = VV(1);
1652    vv[1] = VV(2);
1653    vv[2] = VV(3);
1654  }
1655
1656  double tc = tt - _TOC;
1657  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1658
1659  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1660  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1661
1662  // Relativistic Correction
1663  // -----------------------
1664  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1665    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1666  // correspondent to IGS convention
1667  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1668
1669  return success;
1670}
1671
1672// RINEX Format String
1673//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1674QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1675
1676  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1677
1678  QTextStream out(&rnxStr);
1679
1680  out << QString("%1%2%3\n")
1681    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1682    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1683    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1684
1685  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1686
1687  out << QString(fmt)
1688    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1689    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1690    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1691    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1692
1693  out << QString(fmt)
1694    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1695    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1696    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1697    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1698
1699  double toes = 0.0;
1700  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1701    toes = _TOEsec;
1702  }
1703  else {// RTCM stream input
1704    toes = _TOE.bdssec();
1705  }
1706  out << QString(fmt)
1707    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1708    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1709    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1710    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1711
1712  out << QString(fmt)
1713    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1714    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1715    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1716    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1717
1718  double toew = 0.0;
1719  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1720    toew = _TOEweek;
1721  }
1722  else {// RTCM stream input
1723    toew = double(_TOE.bdsw());
1724  }
1725  out << QString(fmt)
1726    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1727    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1728    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1729    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1730
1731  out << QString(fmt)
1732    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1733    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1734    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1735    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1736
1737  double tots = 0.0;
1738  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1739    tots = _TOT;
1740  }
1741  else {// RTCM stream input
1742    tots = _TOE.bdssec();
1743  }
1744  out << QString(fmt)
1745    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1746    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1747    .arg("",            19, QChar(' '))
1748    .arg("",            19, QChar(' '));
1749  return rnxStr;
1750}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.