source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8489

Last change on this file since 8489 was 8489, checked in by stuerze, 22 months ago

minor changes

File size: 47.4 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(7);
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, 7*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  xc[4] = _clock_bias;
372  xc[5] = _clock_drift;
373  xc[6] = _clock_driftrate;
374
375  // Velocity
376  // --------
377  double tanv2 = tan(v/2);
378  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
379  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
380               * dEdM * n;
381  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
382  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
383  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
384  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
385                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
386  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
387  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
388
389  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
390           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
391                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
392
393  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
394           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
395                          - yp*sini*cosom*doti;
396
397  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
398
399  // Relativistic Correction
400  // -----------------------
401  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
402  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
403
404  return success;
405}
406
407// RINEX Format String
408//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
409QString t_ephGPS::toString(double version) const {
410
411  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
412
413  QTextStream out(&rnxStr);
414
415  out << QString("%1%2%3\n")
416    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
417    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
418    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
419
420  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
421
422  out << QString(fmt)
423    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
424    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
425    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
426    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
427
428  out << QString(fmt)
429    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
430    .arg(_e,      19, 'e', 12)
431    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
432    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
433
434  out << QString(fmt)
435    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
436    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
437    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
438    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
439
440  out << QString(fmt)
441    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
442    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
443    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
444    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
445
446  if (type() == t_eph::IRNSS) {
447    out << QString(fmt)
448      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
449      .arg("",       19, QChar(' '))
450      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
451      .arg("",       19, QChar(' '));
452  }
453  else {
454    out << QString(fmt)
455      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
456      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
457      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
458      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
459  }
460
461  if (type() == t_eph::IRNSS) {
462    out << QString(fmt)
463      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
464      .arg(_health, 19, 'e', 12)
465      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
466      .arg("",       19, QChar(' '));
467  }
468  else {
469    out << QString(fmt)
470      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
471      .arg(_health, 19, 'e', 12)
472      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
473      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
474  }
475
476  double tot = _TOT;
477  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
478    tot = 0.0;
479  }
480  if (type() == t_eph::IRNSS) {
481    out << QString(fmt)
482      .arg(tot,          19, 'e', 12)
483      .arg("",           19, QChar(' '))
484      .arg("",           19, QChar(' '))
485      .arg("",           19, QChar(' '));
486  }
487  else {
488    out << QString(fmt)
489      .arg(tot,          19, 'e', 12)
490      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
491      .arg("",           19, QChar(' '))
492      .arg("",           19, QChar(' '));
493  }
494
495  return rnxStr;
496}
497
498// Constructor
499//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
500t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
501
502  const int nLines = 4;
503
504  if (lines.size() != nLines) {
505    _checkState = bad;
506    return;
507  }
508
509  // RINEX Format
510  // ------------
511  int fieldLen = 19;
512
513  int pos[4];
514  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
515  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
516  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
517  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
518
519  // Read four lines
520  // ---------------
521  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
522    QString line = lines[iLine];
523
524    if      ( iLine == 0 ) {
525      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
526
527      int    year, month, day, hour, min;
528      double sec;
529
530      QString prnStr, n;
531      in >> prnStr;
532      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
533        in >> n;
534        prnStr.append(n);
535      }
536      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
537      if (prnStr.at(0) == 'R') {
538        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
539      }
540      else {
541        _prn.set('R', prnStr.toInt());
542      }
543
544      if      (year <  80) {
545        year += 2000;
546      }
547      else if (year < 100) {
548        year += 1900;
549      }
550
551      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
552
553      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
554      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
555
556      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
557           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
558           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
559        _checkState = bad;
560        return;
561      }
562
563      _tau = -_tau;
564    }
565
566    else if      ( iLine == 1 ) {
567      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
568           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
569           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
570           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
571        _checkState = bad;
572        return;
573      }
574    }
575
576    else if ( iLine == 2 ) {
577      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
578           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
579           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
580           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
581        _checkState = bad;
582        return;
583      }
584    }
585
586    else if ( iLine == 3 ) {
587      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
588           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
589           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
590           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
591        _checkState = bad;
592        return;
593      }
594    }
595  }
596
597  // Initialize status vector
598  // ------------------------
599  _tt = _TOC;
600  _xv.ReSize(6);
601  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
602  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
603  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
604  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
605  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
606  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
607}
608
609// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
610////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
611t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
612
613  if (_checkState == bad ||
614      _checkState == unhealthy) {
615    return failure;
616  }
617
618  static const double nominalStep = 10.0;
619
620  memset(xc, 0, 7*sizeof(double));
621  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
622
623  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
624
625  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
626    return failure;
627  }
628
629  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
630  double step = dtPos / nSteps;
631
632  double acc[3];
633  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
634  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
635  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
636
637  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
638    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
639    _tt = _tt + step;
640  }
641
642  // Position and Velocity
643  // ---------------------
644  xc[0] = _xv(1);
645  xc[1] = _xv(2);
646  xc[2] = _xv(3);
647
648  vv[0] = _xv(4);
649  vv[1] = _xv(5);
650  vv[2] = _xv(6);
651
652  // Clock Correction
653  // ----------------
654  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
655  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
656
657  xc[4] = -_tau;
658  xc[5] = _gamma;
659  xc[6] = 0.0;
660
661  return success;
662}
663
664// RINEX Format String
665//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
666QString t_ephGlo::toString(double version) const {
667
668  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
669
670  QTextStream out(&rnxStr);
671
672  out << QString("%1%2%3\n")
673    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
674    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
675    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
676
677  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
678
679  out << QString(fmt)
680    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
681    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
682    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
683    .arg(_health,         19, 'e', 12);
684
685  out << QString(fmt)
686    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
687    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
688    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
689    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
690
691  out << QString(fmt)
692    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
693    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
694    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
695    .arg(_E,              19, 'e', 12);
696
697  return rnxStr;
698}
699
700// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
701////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
702ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
703                                 double* acc) {
704
705  // State vector components
706  // -----------------------
707  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
708  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
709
710  // Acceleration
711  // ------------
712  static const double gmWGS = 398.60044e12;
713  static const double AE    = 6378136.0;
714  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
715  static const double C20   = -1082.6257e-6;
716
717  double rho = rr.norm_Frobenius();
718  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
719  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
720  double t3  = OMEGA * OMEGA;
721  double t4  = 2.0 * OMEGA;
722  double z2  = rr(3) * rr(3);
723
724  // Vector of derivatives
725  // ---------------------
726  ColumnVector va(6);
727  va(1) = vv(1);
728  va(2) = vv(2);
729  va(3) = vv(3);
730  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
731  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
732  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
733
734  return va;
735}
736
737// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
738////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
739unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
740  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
741  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
742}
743
744// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
745////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
746unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
747
748  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
749      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
750          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
751          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
752        return 1;
753      }
754  }
755  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
756    if (_health) {
757      return 1;
758    }
759  }
760  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
761}
762
763
764// Constructor
765//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
766t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
767  int       year, month, day, hour, min;
768  double    sec;
769  QString   prnStr;
770  const int nLines = 8;
771  if (lines.size() != nLines) {
772    _checkState = bad;
773    return;
774  }
775
776  // RINEX Format
777  // ------------
778  int fieldLen = 19;
779  double SVhealth = 0.0;
780  double datasource = 0.0;
781
782  int pos[4];
783  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
784  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
785  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
786  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
787
788  // Read eight lines
789  // ----------------
790  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
791    QString line = lines[iLine];
792
793    if      ( iLine == 0 ) {
794      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
795      QString n;
796      in >> prnStr;
797      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
798        in >> n;
799        prnStr.append(n);
800      }
801      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
802      if      (year <  80) {
803        year += 2000;
804      }
805      else if (year < 100) {
806        year += 1900;
807      }
808
809      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
810
811      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
812           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
813           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
814        _checkState = bad;
815        return;
816      }
817    }
818
819    else if      ( iLine == 1 ) {
820      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
821           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
822           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
823           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
824        _checkState = bad;
825        return;
826      }
827    }
828
829    else if ( iLine == 2 ) {
830      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
831           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
832           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
833           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
834        _checkState = bad;
835        return;
836      }
837    }
838
839    else if ( iLine == 3 ) {
840      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
841           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
842           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
843           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
844        _checkState = bad;
845        return;
846      }
847    }
848
849    else if ( iLine == 4 ) {
850      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
851           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
852           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
853           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
854        _checkState = bad;
855        return;
856      }
857    }
858
859    else if ( iLine == 5 ) {
860      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
861           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
862           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
863        _checkState = bad;
864        return;
865      } else {
866        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
867          _fnav = true;
868          _inav = false;
869        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
870          _fnav = false;
871          _inav = true;
872        }
873        _TOEweek -= 1024.0;
874      }
875    }
876
877    else if ( iLine == 6 ) {
878      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
879           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
880           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
881           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
882        _checkState = bad;
883        return;
884      } else {
885        // Bit 0
886        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
887        // Bit 1-2
888        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
889        // Bit 3
890        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
891        // Bit 4-5
892        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
893        // Bit 6
894        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
895        // Bit 7-8
896        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
897
898        if (prnStr.at(0) == 'E') {
899          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
900        }
901      }
902    }
903
904    else if ( iLine == 7 ) {
905      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
906        _checkState = bad;
907        return;
908      }
909    }
910  }
911}
912
913// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
914////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
915t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
916
917  if (_checkState == bad ||
918      _checkState == unhealthy) {
919    return failure;
920  }
921
922  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
923  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
924
925  memset(xc, 0, 7*sizeof(double));
926  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
927
928  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
929  if (a0 == 0) {
930    return failure;
931  }
932
933  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
934
935  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
936  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
937
938  double n  = n0 + _Delta_n;
939  double M  = _M0 + n*tk;
940  double E  = M;
941  double E_last;
942  int    nLoop = 0;
943  do {
944    E_last = E;
945    E = M + _e*sin(E);
946
947    if (++nLoop == 100) {
948      return failure;
949    }
950  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
951  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
952  double u0     = v + _omega;
953  double sin2u0 = sin(2*u0);
954  double cos2u0 = cos(2*u0);
955  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
956  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
957  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
958  double xp     = r*cos(u);
959  double yp     = r*sin(u);
960  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
961                  omegaEarth*_TOEsec;
962
963  double sinom = sin(OM);
964  double cosom = cos(OM);
965  double sini  = sin(i);
966  double cosi  = cos(i);
967  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
968  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
969  xc[2] = yp*sini;
970
971  double tc = tt - _TOC;
972  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
973
974  xc[4] = _clock_bias;
975  xc[5] = _clock_drift;
976  xc[6] = _clock_driftrate;
977
978  // Velocity
979  // --------
980  double tanv2 = tan(v/2);
981  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
982  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
983               * dEdM * n;
984  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
985  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
986  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
987  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
988                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
989  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
990  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
991
992  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
993           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
994                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
995
996  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
997           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
998                          - yp*sini*cosom*doti;
999
1000  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1001
1002  // Relativistic Correction
1003  // -----------------------
1004  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1005  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1006  // correspondent to IGS convention
1007  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1008
1009  return success;
1010}
1011
1012// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1013////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1014unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1015  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1016    return 1;
1017  }
1018  return 0;
1019}
1020
1021// RINEX Format String
1022//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1023QString t_ephGal::toString(double version) const {
1024
1025  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1026
1027  QTextStream out(&rnxStr);
1028
1029  out << QString("%1%2%3\n")
1030    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1031    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1032    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1033
1034  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1035
1036  out << QString(fmt)
1037    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1038    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1039    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1040    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1041
1042  out << QString(fmt)
1043    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1044    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1045    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1046    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1047
1048  out << QString(fmt)
1049    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1050    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1051    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1052    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1053
1054  out << QString(fmt)
1055    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1056    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1057    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1058    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1059
1060  int    dataSource = 0;
1061  int    SVhealth   = 0;
1062  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1063  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1064  if (_fnav) {
1065    dataSource |= (1<<1);
1066    dataSource |= (1<<8);
1067    BGD_1_5B = 0.0;
1068    // SVhealth
1069    //   Bit 3  : E5a DVS
1070    if (_e5aDataInValid) {
1071      SVhealth |= (1<<3);
1072    }
1073    //   Bit 4-5: E5a HS
1074    if (_E5aHS == 1.0) {
1075      SVhealth |= (1<<4);
1076    }
1077    else if (_E5aHS == 2.0) {
1078      SVhealth |= (1<<5);
1079    }
1080    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1081      SVhealth |= (1<<4);
1082      SVhealth |= (1<<5);
1083    }
1084  }
1085  else if(_inav) {
1086    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1087    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1088    dataSource |= (1<<0);
1089    dataSource |= (1<<2);
1090    dataSource |= (1<<9);
1091    // SVhealth
1092    //   Bit 0  : E1-B DVS
1093    if (_e1DataInValid) {
1094      SVhealth |= (1<<0);
1095    }
1096    //   Bit 1-2: E1-B HS
1097    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1098      SVhealth |= (1<<1);
1099    }
1100    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1101      SVhealth |= (1<<2);
1102    }
1103    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1104      SVhealth |= (1<<1);
1105      SVhealth |= (1<<2);
1106    }
1107    //   Bit 3  : E5a DVS
1108    if (_e5aDataInValid) {
1109      SVhealth |= (1<<3);
1110    }
1111    //   Bit 4-5: E5a HS
1112    if      (_E5aHS == 1.0) {
1113      SVhealth |= (1<<4);
1114    }
1115    else if (_E5aHS == 2.0) {
1116      SVhealth |= (1<<5);
1117    }
1118    else if (_E5aHS == 3.0) {
1119      SVhealth |= (1<<4);
1120      SVhealth |= (1<<5);
1121    }
1122    //   Bit 6  : E5b DVS
1123    if (_e5bDataInValid) {
1124      SVhealth |= (1<<6);
1125    }
1126    //   Bit 7-8: E5b HS
1127    if      (_E5bHS == 1.0) {
1128      SVhealth |= (1<<7);
1129    }
1130    else if (_E5bHS == 2.0) {
1131      SVhealth |= (1<<8);
1132    }
1133    else if (_E5bHS == 3.0) {
1134      SVhealth |= (1<<7);
1135      SVhealth |= (1<<8);
1136    }
1137  }
1138
1139  out << QString(fmt)
1140    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1141    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1142    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1143    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1144
1145  out << QString(fmt)
1146    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1147    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1148    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1149    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1150
1151
1152  double tot = _TOT;
1153  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1154    tot = 0.0;
1155  }
1156  out << QString(fmt)
1157    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1158    .arg("",      19, QChar(' '))
1159    .arg("",      19, QChar(' '))
1160    .arg("",      19, QChar(' '));
1161
1162  return rnxStr;
1163}
1164
1165// Constructor
1166//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1167t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1168
1169  const int nLines = 4;
1170
1171  if (lines.size() != nLines) {
1172    _checkState = bad;
1173    return;
1174  }
1175
1176  // RINEX Format
1177  // ------------
1178  int fieldLen = 19;
1179
1180  int pos[4];
1181  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1182  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1183  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1184  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1185
1186  // Read four lines
1187  // ---------------
1188  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1189    QString line = lines[iLine];
1190
1191    if      ( iLine == 0 ) {
1192      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1193
1194      int    year, month, day, hour, min;
1195      double sec;
1196
1197      QString prnStr, n;
1198      in >> prnStr;
1199      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1200        in >> n;
1201        prnStr.append(n);
1202      }
1203      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1204      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1205        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1206      }
1207      else {
1208        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1209      }
1210
1211      if      (year <  80) {
1212        year += 2000;
1213      }
1214      else if (year < 100) {
1215        year += 1900;
1216      }
1217
1218      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1219
1220      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1221           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1222           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1223        _checkState = bad;
1224        return;
1225      }
1226    }
1227
1228    else if      ( iLine == 1 ) {
1229      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1230           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1231           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1232           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1233        _checkState = bad;
1234        return;
1235      }
1236    }
1237
1238    else if ( iLine == 2 ) {
1239      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1240           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1241           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1242           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1243        _checkState = bad;
1244        return;
1245      }
1246    }
1247
1248    else if ( iLine == 3 ) {
1249      double iodn;
1250      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1251           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1252           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1253           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1254        _checkState = bad;
1255        return;
1256      } else {
1257        _IODN = int(iodn);
1258      }
1259    }
1260  }
1261
1262  _x_pos          *= 1.e3;
1263  _y_pos          *= 1.e3;
1264  _z_pos          *= 1.e3;
1265  _x_velocity     *= 1.e3;
1266  _y_velocity     *= 1.e3;
1267  _z_velocity     *= 1.e3;
1268  _x_acceleration *= 1.e3;
1269  _y_acceleration *= 1.e3;
1270  _z_acceleration *= 1.e3;
1271}
1272
1273// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1274////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1275
1276unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1277  unsigned char buffer[80];
1278  int size = 0;
1279  int numbits = 0;
1280  long long bitbuffer = 0;
1281  unsigned char *startbuffer = buffer;
1282
1283  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1284  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1285  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1286  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1287  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1288  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1289  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1290  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1291  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1292  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1293  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1294  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1295
1296  return CRC24(size, startbuffer);
1297}
1298
1299// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1300////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1301t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1302
1303  if (_checkState == bad ||
1304      _checkState == unhealthy) {
1305    return failure;
1306  }
1307
1308  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1309  double  dt = tt - _TOC;
1310
1311  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1312  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1313  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1314
1315  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1316  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1317  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1318
1319  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1320
1321  xc[4] = _agf0;
1322  xc[5] = _agf1;
1323  xc[6] = 0.0;
1324
1325  return success;
1326}
1327
1328// RINEX Format String
1329//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1330QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1331
1332  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1333
1334  QTextStream out(&rnxStr);
1335
1336  out << QString("%1%2%3\n")
1337    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1338    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1339    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1340
1341  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1342
1343  out << QString(fmt)
1344    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1345    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1346    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1347    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1348
1349  out << QString(fmt)
1350    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1351    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1352    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1353    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1354
1355  out << QString(fmt)
1356    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1357    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1358    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1359    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1360
1361  return rnxStr;
1362}
1363
1364// Constructor
1365//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1366t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1367
1368  const int nLines = 8;
1369
1370  if (lines.size() != nLines) {
1371    _checkState = bad;
1372    return;
1373  }
1374
1375  // RINEX Format
1376  // ------------
1377  int fieldLen = 19;
1378
1379  int pos[4];
1380  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1381  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1382  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1383  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1384
1385  // Read eight lines
1386  // ----------------
1387  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1388    QString line = lines[iLine];
1389
1390    if      ( iLine == 0 ) {
1391      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1392
1393      int    year, month, day, hour, min;
1394      double sec;
1395
1396      QString prnStr, n;
1397      in >> prnStr;
1398      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1399        in >> n;
1400        prnStr.append(n);
1401      }
1402      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1403      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1404        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1405      }
1406      else {
1407        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1408      }
1409
1410      if      (year <  80) {
1411        year += 2000;
1412      }
1413      else if (year < 100) {
1414        year += 1900;
1415      }
1416
1417      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1418
1419      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1420           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1421           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1422        _checkState = bad;
1423        return;
1424      }
1425    }
1426
1427    else if      ( iLine == 1 ) {
1428      double aode;
1429      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1430           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1431           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1432           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1433        _checkState = bad;
1434        return;
1435      }
1436      _AODE = int(aode);
1437    }
1438
1439    else if ( iLine == 2 ) {
1440      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1441           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1442           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1443           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1444        _checkState = bad;
1445        return;
1446      }
1447    }
1448
1449    else if ( iLine == 3 ) {
1450      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1451           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1452           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1453           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1454        _checkState = bad;
1455        return;
1456      }
1457    }
1458
1459    else if ( iLine == 4 ) {
1460      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1461           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1462           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1463           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1464        _checkState = bad;
1465        return;
1466      }
1467    }
1468
1469    else if ( iLine == 5 ) {
1470      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1471           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1472        _checkState = bad;
1473        return;
1474      }
1475    }
1476
1477    else if ( iLine == 6 ) {
1478      double SatH1;
1479      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1480           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1481           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1482           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1483        _checkState = bad;
1484        return;
1485      }
1486      _SatH1 = int(SatH1);
1487    }
1488
1489    else if ( iLine == 7 ) {
1490      double aodc;
1491      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1492           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1493        _checkState = bad;
1494        return;
1495      }
1496      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1497        _TOT = _TOEsec;
1498      }
1499      _AODC = int(aodc);
1500    }
1501  }
1502
1503  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1504
1505  // remark: actually should be computed from second_tot
1506  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1507  //_TOT = _TOC.bdssec();
1508}
1509
1510// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1511////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1512unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1513  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1514}
1515
1516// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1517//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1518t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1519
1520  if (_checkState == bad ||
1521      _checkState == unhealthy) {
1522    return failure;
1523  }
1524
1525  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1526  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1527
1528  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1529  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1530
1531  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1532
1533  if (_sqrt_A == 0) {
1534    return failure;
1535  }
1536  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1537
1538  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1539  double tk = tt - _TOE;
1540  double n  = n0 + _Delta_n;
1541  double M  = _M0 + n*tk;
1542  double E  = M;
1543  double E_last;
1544  int    nLoop = 0;
1545  do {
1546    E_last = E;
1547    E = M + _e*sin(E);
1548
1549    if (++nLoop == 100) {
1550      return failure;
1551    }
1552  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1553
1554  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1555  double u0     = v + _omega;
1556  double sin2u0 = sin(2*u0);
1557  double cos2u0 = cos(2*u0);
1558  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1559  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1560  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1561  double xp     = r*cos(u);
1562  double yp     = r*sin(u);
1563  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1564  double sinom = 0;
1565  double cosom = 0;
1566  double sini  = 0;
1567  double cosi  = 0;
1568
1569  // Velocity
1570  // --------
1571  double tanv2 = tan(v/2);
1572  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1573  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1574                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1575  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1576  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1577  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1578                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1579
1580  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1581  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1582
1583  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1584
1585  // MEO/IGSO satellite
1586  // ------------------
1587  if (_i0 > iMaxGEO) {
1588    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1589
1590    sinom = sin(OM);
1591    cosom = cos(OM);
1592    sini  = sin(i);
1593    cosi  = cos(i);
1594
1595    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1596    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1597    xc[2] = yp*sini;
1598
1599    // Velocity
1600    // --------
1601
1602    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1603
1604    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1605           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1606                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1607
1608    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1609           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1610                            - yp*sini*cosom*doti;
1611
1612    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1613
1614  }
1615
1616  // GEO satellite
1617  // -------------
1618  else {
1619    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1620    double ll    = omegaBDS*tk;
1621
1622    sinom = sin(OM);
1623    cosom = cos(OM);
1624    sini  = sin(i);
1625    cosi  = cos(i);
1626
1627    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1628    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1629    double zz = yp*sini;
1630
1631    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1632    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1633
1634    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1635    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1636
1637    xc[0] = X2(1);
1638    xc[1] = X2(2);
1639    xc[2] = X2(3);
1640
1641    double dotom = _OMEGADOT;
1642
1643    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1644               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1645                                + yp*sini*sinom*doti;
1646
1647    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1648               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1649                                - yp*sini*cosom*doti;
1650
1651    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1652
1653    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1654
1655    Matrix RdotZ(3,3);
1656    double C = cos(ll);
1657    double S = sin(ll);
1658    Matrix UU(3,3);
1659    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1660    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1661    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1662    RdotZ = omegaBDS * UU;
1663
1664    ColumnVector VV(3);
1665    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1666
1667    vv[0] = VV(1);
1668    vv[1] = VV(2);
1669    vv[2] = VV(3);
1670  }
1671
1672  double tc = tt - _TOC;
1673  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1674
1675  xc[4] = _clock_bias;
1676  xc[5] = _clock_drift;
1677  xc[6] = _clock_driftrate;
1678
1679  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1680  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1681
1682  // Relativistic Correction
1683  // -----------------------
1684  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1685    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1686  // correspondent to IGS convention
1687  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1688
1689  return success;
1690}
1691
1692// RINEX Format String
1693//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1694QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1695
1696  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1697
1698  QTextStream out(&rnxStr);
1699
1700  out << QString("%1%2%3\n")
1701    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1702    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1703    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1704
1705  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1706
1707  out << QString(fmt)
1708    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1709    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1710    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1711    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1712
1713  out << QString(fmt)
1714    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1715    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1716    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1717    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1718
1719  double toes = 0.0;
1720  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1721    toes = _TOEsec;
1722  }
1723  else {// RTCM stream input
1724    toes = _TOE.bdssec();
1725  }
1726  out << QString(fmt)
1727    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1728    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1729    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1730    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1731
1732  out << QString(fmt)
1733    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1734    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1735    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1736    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1737
1738  double toew = 0.0;
1739  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1740    toew = _TOEweek;
1741  }
1742  else {// RTCM stream input
1743    toew = double(_TOE.bdsw());
1744  }
1745  out << QString(fmt)
1746    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1747    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1748    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1749    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1750
1751  out << QString(fmt)
1752    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1753    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1754    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1755    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1756
1757  double tots = 0.0;
1758  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1759    tots = _TOT;
1760  }
1761  else {// RTCM stream input
1762    tots = _TOE.bdssec();
1763  }
1764  out << QString(fmt)
1765    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1766    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1767    .arg("",            19, QChar(' '))
1768    .arg("",            19, QChar(' '));
1769  return rnxStr;
1770}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.