source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8584

Last change on this file since 8584 was 8584, checked in by stuerze, 6 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(6);
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, 6*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  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
401  xc[5] = _clock_driftrate;
402
403  return success;
404}
405
406// RINEX Format String
407//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
408QString t_ephGPS::toString(double version) const {
409
410  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
411
412  QTextStream out(&rnxStr);
413
414  out << QString("%1%2%3\n")
415    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
416    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
417    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
418
419  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
420
421  out << QString(fmt)
422    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
423    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
424    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
425    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
426
427  out << QString(fmt)
428    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
429    .arg(_e,      19, 'e', 12)
430    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
431    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
432
433  out << QString(fmt)
434    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
435    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
436    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
437    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
438
439  out << QString(fmt)
440    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
441    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
442    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
443    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
444
445  if (type() == t_eph::IRNSS) {
446    out << QString(fmt)
447      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
448      .arg("",       19, QChar(' '))
449      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
450      .arg("",       19, QChar(' '));
451  }
452  else {
453    out << QString(fmt)
454      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
455      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
456      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
457      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
458  }
459
460  if (type() == t_eph::IRNSS) {
461    out << QString(fmt)
462      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
463      .arg(_health, 19, 'e', 12)
464      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
465      .arg("",       19, QChar(' '));
466  }
467  else {
468    out << QString(fmt)
469      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
470      .arg(_health, 19, 'e', 12)
471      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
472      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
473  }
474
475  double tot = _TOT;
476  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
477    tot = 0.0;
478  }
479  if (type() == t_eph::IRNSS) {
480    out << QString(fmt)
481      .arg(tot,          19, 'e', 12)
482      .arg("",           19, QChar(' '))
483      .arg("",           19, QChar(' '))
484      .arg("",           19, QChar(' '));
485  }
486  else {
487    out << QString(fmt)
488      .arg(tot,          19, 'e', 12)
489      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
490      .arg("",           19, QChar(' '))
491      .arg("",           19, QChar(' '));
492  }
493
494  return rnxStr;
495}
496
497// Constructor
498//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
499t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
500
501  const int nLines = 4;
502
503  if (lines.size() != nLines) {
504    _checkState = bad;
505    return;
506  }
507
508  // RINEX Format
509  // ------------
510  int fieldLen = 19;
511
512  int pos[4];
513  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
514  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
515  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
516  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
517
518  // Read four lines
519  // ---------------
520  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
521    QString line = lines[iLine];
522
523    if      ( iLine == 0 ) {
524      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
525
526      int    year, month, day, hour, min;
527      double sec;
528
529      QString prnStr, n;
530      in >> prnStr;
531      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
532        in >> n;
533        prnStr.append(n);
534      }
535      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
536      if (prnStr.at(0) == 'R') {
537        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
538      }
539      else {
540        _prn.set('R', prnStr.toInt());
541      }
542
543      if      (year <  80) {
544        year += 2000;
545      }
546      else if (year < 100) {
547        year += 1900;
548      }
549
550      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
551
552      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
553      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
554
555      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
556           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
557           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
558        _checkState = bad;
559        return;
560      }
561
562      _tau = -_tau;
563    }
564
565    else if      ( iLine == 1 ) {
566      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
567           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
568           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
569           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
570        _checkState = bad;
571        return;
572      }
573    }
574
575    else if ( iLine == 2 ) {
576      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
577           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
578           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
579           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
580        _checkState = bad;
581        return;
582      }
583    }
584
585    else if ( iLine == 3 ) {
586      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
587           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
588           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
589           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
590        _checkState = bad;
591        return;
592      }
593    }
594  }
595
596  // Initialize status vector
597  // ------------------------
598  _tt = _TOC;
599  _xv.ReSize(6);
600  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
601  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
602  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
603  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
604  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
605  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
606}
607
608// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
609////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
610t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
611
612  if (_checkState == bad ||
613      _checkState == unhealthy) {
614    return failure;
615  }
616
617  static const double nominalStep = 10.0;
618
619  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
620  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
621
622  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
623
624  if (fabs(dtPos) > 24*3600.0) {
625    return failure;
626  }
627
628  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
629  double step = dtPos / nSteps;
630
631  double acc[3];
632  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
633  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
634  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
635
636  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
637    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
638    _tt = _tt + step;
639  }
640
641  // Position and Velocity
642  // ---------------------
643  xc[0] = _xv(1);
644  xc[1] = _xv(2);
645  xc[2] = _xv(3);
646
647  vv[0] = _xv(4);
648  vv[1] = _xv(5);
649  vv[2] = _xv(6);
650
651  // Clock Correction
652  // ----------------
653  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
654  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
655
656  xc[4] = _gamma;
657  xc[5] = 0.0;
658
659  return success;
660}
661
662// RINEX Format String
663//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
664QString t_ephGlo::toString(double version) const {
665
666  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
667
668  QTextStream out(&rnxStr);
669
670  out << QString("%1%2%3\n")
671    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
672    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
673    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
674
675  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
676
677  out << QString(fmt)
678    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
679    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
680    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
681    .arg(_health,         19, 'e', 12);
682
683  out << QString(fmt)
684    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
685    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
686    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
687    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
688
689  out << QString(fmt)
690    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
691    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
692    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
693    .arg(_E,              19, 'e', 12);
694
695  return rnxStr;
696}
697
698// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
699////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
700ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
701                                 double* acc) {
702
703  // State vector components
704  // -----------------------
705  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
706  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
707
708  // Acceleration
709  // ------------
710  static const double gmWGS = 398.60044e12;
711  static const double AE    = 6378136.0;
712  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
713  static const double C20   = -1082.6257e-6;
714
715  double rho = rr.norm_Frobenius();
716  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
717  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
718  double t3  = OMEGA * OMEGA;
719  double t4  = 2.0 * OMEGA;
720  double z2  = rr(3) * rr(3);
721
722  // Vector of derivatives
723  // ---------------------
724  ColumnVector va(6);
725  va(1) = vv(1);
726  va(2) = vv(2);
727  va(3) = vv(3);
728  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
729  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
730  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
731
732  return va;
733}
734
735// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
736////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
737unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
738  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
739  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
740}
741
742// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
743////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
744unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
745
746  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
747      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
748          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
749          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
750        return 1;
751      }
752  }
753  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
754    if (_health) {
755      return 1;
756    }
757  }
758  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
759}
760
761
762// Constructor
763//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
764t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
765  int       year, month, day, hour, min;
766  double    sec;
767  QString   prnStr;
768  const int nLines = 8;
769  if (lines.size() != nLines) {
770    _checkState = bad;
771    return;
772  }
773
774  // RINEX Format
775  // ------------
776  int fieldLen = 19;
777  double SVhealth = 0.0;
778  double datasource = 0.0;
779
780  int pos[4];
781  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
782  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
783  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
784  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
785
786  // Read eight lines
787  // ----------------
788  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
789    QString line = lines[iLine];
790
791    if      ( iLine == 0 ) {
792      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
793      QString n;
794      in >> prnStr;
795      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
796        in >> n;
797        prnStr.append(n);
798      }
799      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
800      if      (year <  80) {
801        year += 2000;
802      }
803      else if (year < 100) {
804        year += 1900;
805      }
806
807      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
808
809      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
810           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
811           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
812        _checkState = bad;
813        return;
814      }
815    }
816
817    else if      ( iLine == 1 ) {
818      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
819           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
820           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
821           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
822        _checkState = bad;
823        return;
824      }
825    }
826
827    else if ( iLine == 2 ) {
828      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
829           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
830           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
831           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
832        _checkState = bad;
833        return;
834      }
835    }
836
837    else if ( iLine == 3 ) {
838      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
839           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
840           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
841           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
842        _checkState = bad;
843        return;
844      }
845    }
846
847    else if ( iLine == 4 ) {
848      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
849           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
850           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
851           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
852        _checkState = bad;
853        return;
854      }
855    }
856
857    else if ( iLine == 5 ) {
858      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
859           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
860           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
861        _checkState = bad;
862        return;
863      } else {
864        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
865          _fnav = true;
866          _inav = false;
867        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
868          _fnav = false;
869          _inav = true;
870        }
871        _TOEweek -= 1024.0;
872      }
873    }
874
875    else if ( iLine == 6 ) {
876      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
877           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
878           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
879           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
880        _checkState = bad;
881        return;
882      } else {
883        // Bit 0
884        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
885        // Bit 1-2
886        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
887        // Bit 3
888        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
889        // Bit 4-5
890        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
891        // Bit 6
892        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
893        // Bit 7-8
894        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
895
896        if (prnStr.at(0) == 'E') {
897          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
898        }
899      }
900    }
901
902    else if ( iLine == 7 ) {
903      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
904        _checkState = bad;
905        return;
906      }
907    }
908  }
909}
910
911// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
912////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
913t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
914
915  if (_checkState == bad ||
916      _checkState == unhealthy) {
917    return failure;
918  }
919
920  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
921  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
922
923  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
924  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
925
926  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
927  if (a0 == 0) {
928    return failure;
929  }
930
931  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
932
933  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
934  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
935
936  double n  = n0 + _Delta_n;
937  double M  = _M0 + n*tk;
938  double E  = M;
939  double E_last;
940  int    nLoop = 0;
941  do {
942    E_last = E;
943    E = M + _e*sin(E);
944
945    if (++nLoop == 100) {
946      return failure;
947    }
948  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
949  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
950  double u0     = v + _omega;
951  double sin2u0 = sin(2*u0);
952  double cos2u0 = cos(2*u0);
953  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
954  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
955  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
956  double xp     = r*cos(u);
957  double yp     = r*sin(u);
958  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
959                  omegaEarth*_TOEsec;
960
961  double sinom = sin(OM);
962  double cosom = cos(OM);
963  double sini  = sin(i);
964  double cosi  = cos(i);
965  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
966  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
967  xc[2] = yp*sini;
968
969  double tc = tt - _TOC;
970  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
971
972  // Velocity
973  // --------
974  double tanv2 = tan(v/2);
975  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
976  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
977               * dEdM * n;
978  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
979  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
980  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
981  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
982                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
983  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
984  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
985
986  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
987           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
988                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
989
990  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
991           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
992                          - yp*sini*cosom*doti;
993
994  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
995
996  // Relativistic Correction
997  // -----------------------
998  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
999  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1000  // correspondent to IGS convention
1001  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1002
1003  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1004  xc[5] = _clock_driftrate;
1005
1006  return success;
1007}
1008
1009// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1010////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1011unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1012  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1013    return 1;
1014  }
1015  return 0;
1016}
1017
1018// RINEX Format String
1019//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1020QString t_ephGal::toString(double version) const {
1021
1022  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1023
1024  QTextStream out(&rnxStr);
1025
1026  out << QString("%1%2%3\n")
1027    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1028    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1029    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1030
1031  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1032
1033  out << QString(fmt)
1034    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1035    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1036    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1037    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1038
1039  out << QString(fmt)
1040    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1041    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1042    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1043    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1044
1045  out << QString(fmt)
1046    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1047    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1048    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1049    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1050
1051  out << QString(fmt)
1052    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1053    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1054    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1055    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1056
1057  int    dataSource = 0;
1058  int    SVhealth   = 0;
1059  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1060  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1061  if (_fnav) {
1062    dataSource |= (1<<1);
1063    dataSource |= (1<<8);
1064    BGD_1_5B = 0.0;
1065    // SVhealth
1066    //   Bit 3  : E5a DVS
1067    if (_e5aDataInValid) {
1068      SVhealth |= (1<<3);
1069    }
1070    //   Bit 4-5: E5a HS
1071    if (_E5aHS == 1.0) {
1072      SVhealth |= (1<<4);
1073    }
1074    else if (_E5aHS == 2.0) {
1075      SVhealth |= (1<<5);
1076    }
1077    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1078      SVhealth |= (1<<4);
1079      SVhealth |= (1<<5);
1080    }
1081  }
1082  else if(_inav) {
1083    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1084    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1085    dataSource |= (1<<0);
1086    dataSource |= (1<<2);
1087    dataSource |= (1<<9);
1088    // SVhealth
1089    //   Bit 0  : E1-B DVS
1090    if (_e1DataInValid) {
1091      SVhealth |= (1<<0);
1092    }
1093    //   Bit 1-2: E1-B HS
1094    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1095      SVhealth |= (1<<1);
1096    }
1097    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1098      SVhealth |= (1<<2);
1099    }
1100    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1101      SVhealth |= (1<<1);
1102      SVhealth |= (1<<2);
1103    }
1104    //   Bit 3  : E5a DVS
1105    if (_e5aDataInValid) {
1106      SVhealth |= (1<<3);
1107    }
1108    //   Bit 4-5: E5a HS
1109    if      (_E5aHS == 1.0) {
1110      SVhealth |= (1<<4);
1111    }
1112    else if (_E5aHS == 2.0) {
1113      SVhealth |= (1<<5);
1114    }
1115    else if (_E5aHS == 3.0) {
1116      SVhealth |= (1<<4);
1117      SVhealth |= (1<<5);
1118    }
1119    //   Bit 6  : E5b DVS
1120    if (_e5bDataInValid) {
1121      SVhealth |= (1<<6);
1122    }
1123    //   Bit 7-8: E5b HS
1124    if      (_E5bHS == 1.0) {
1125      SVhealth |= (1<<7);
1126    }
1127    else if (_E5bHS == 2.0) {
1128      SVhealth |= (1<<8);
1129    }
1130    else if (_E5bHS == 3.0) {
1131      SVhealth |= (1<<7);
1132      SVhealth |= (1<<8);
1133    }
1134  }
1135
1136  out << QString(fmt)
1137    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1138    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1139    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1140    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1141
1142  out << QString(fmt)
1143    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1144    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1145    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1146    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1147
1148
1149  double tot = _TOT;
1150  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1151    tot = 0.0;
1152  }
1153  out << QString(fmt)
1154    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1155    .arg("",      19, QChar(' '))
1156    .arg("",      19, QChar(' '))
1157    .arg("",      19, QChar(' '));
1158
1159  return rnxStr;
1160}
1161
1162// Constructor
1163//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1164t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1165
1166  const int nLines = 4;
1167
1168  if (lines.size() != nLines) {
1169    _checkState = bad;
1170    return;
1171  }
1172
1173  // RINEX Format
1174  // ------------
1175  int fieldLen = 19;
1176
1177  int pos[4];
1178  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1179  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1180  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1181  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1182
1183  // Read four lines
1184  // ---------------
1185  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1186    QString line = lines[iLine];
1187
1188    if      ( iLine == 0 ) {
1189      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1190
1191      int    year, month, day, hour, min;
1192      double sec;
1193
1194      QString prnStr, n;
1195      in >> prnStr;
1196      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1197        in >> n;
1198        prnStr.append(n);
1199      }
1200      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1201      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1202        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1203      }
1204      else {
1205        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1206      }
1207
1208      if      (year <  80) {
1209        year += 2000;
1210      }
1211      else if (year < 100) {
1212        year += 1900;
1213      }
1214
1215      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1216
1217      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1218           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1219           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1220        _checkState = bad;
1221        return;
1222      }
1223    }
1224
1225    else if      ( iLine == 1 ) {
1226      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1227           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1228           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1229           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1230        _checkState = bad;
1231        return;
1232      }
1233    }
1234
1235    else if ( iLine == 2 ) {
1236      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1237           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1238           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1239           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1240        _checkState = bad;
1241        return;
1242      }
1243    }
1244
1245    else if ( iLine == 3 ) {
1246      double iodn;
1247      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1248           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1249           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1250           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1251        _checkState = bad;
1252        return;
1253      } else {
1254        _IODN = int(iodn);
1255      }
1256    }
1257  }
1258
1259  _x_pos          *= 1.e3;
1260  _y_pos          *= 1.e3;
1261  _z_pos          *= 1.e3;
1262  _x_velocity     *= 1.e3;
1263  _y_velocity     *= 1.e3;
1264  _z_velocity     *= 1.e3;
1265  _x_acceleration *= 1.e3;
1266  _y_acceleration *= 1.e3;
1267  _z_acceleration *= 1.e3;
1268}
1269
1270// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1271////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1272
1273unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1274  unsigned char buffer[80];
1275  int size = 0;
1276  int numbits = 0;
1277  long long bitbuffer = 0;
1278  unsigned char *startbuffer = buffer;
1279
1280  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1281  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1282  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1283  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1284  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1285  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1286  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1287  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1288  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1289  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1290  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1291  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1292
1293  return CRC24(size, startbuffer);
1294}
1295
1296// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1297////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1298t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1299
1300  if (_checkState == bad ||
1301      _checkState == unhealthy) {
1302    return failure;
1303  }
1304
1305  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1306  double  dt = tt - _TOC;
1307
1308  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1309  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1310  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1311
1312  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1313  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1314  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1315
1316  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1317
1318  xc[4] = _agf1;
1319  xc[5] = 0.0;
1320
1321  return success;
1322}
1323
1324// RINEX Format String
1325//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1326QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1327
1328  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1329
1330  QTextStream out(&rnxStr);
1331
1332  out << QString("%1%2%3\n")
1333    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1334    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1335    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1336
1337  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1338
1339  out << QString(fmt)
1340    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1341    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1342    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1343    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1344
1345  out << QString(fmt)
1346    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1347    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1348    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1349    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1350
1351  out << QString(fmt)
1352    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1353    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1354    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1355    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1356
1357  return rnxStr;
1358}
1359
1360// Constructor
1361//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1362t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1363
1364  const int nLines = 8;
1365
1366  if (lines.size() != nLines) {
1367    _checkState = bad;
1368    return;
1369  }
1370
1371  // RINEX Format
1372  // ------------
1373  int fieldLen = 19;
1374
1375  int pos[4];
1376  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1377  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1378  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1379  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1380
1381  // Read eight lines
1382  // ----------------
1383  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1384    QString line = lines[iLine];
1385
1386    if      ( iLine == 0 ) {
1387      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1388
1389      int    year, month, day, hour, min;
1390      double sec;
1391
1392      QString prnStr, n;
1393      in >> prnStr;
1394      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1395        in >> n;
1396        prnStr.append(n);
1397      }
1398      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1399      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1400        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1401      }
1402      else {
1403        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1404      }
1405
1406      if      (year <  80) {
1407        year += 2000;
1408      }
1409      else if (year < 100) {
1410        year += 1900;
1411      }
1412
1413      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1414
1415      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1416           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1417           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1418        _checkState = bad;
1419        return;
1420      }
1421    }
1422
1423    else if      ( iLine == 1 ) {
1424      double aode;
1425      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1426           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1427           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1428           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1429        _checkState = bad;
1430        return;
1431      }
1432      _AODE = int(aode);
1433    }
1434
1435    else if ( iLine == 2 ) {
1436      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1437           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1438           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1439           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1440        _checkState = bad;
1441        return;
1442      }
1443    }
1444
1445    else if ( iLine == 3 ) {
1446      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1447           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1448           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1449           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1450        _checkState = bad;
1451        return;
1452      }
1453    }
1454
1455    else if ( iLine == 4 ) {
1456      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1457           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1458           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1459           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1460        _checkState = bad;
1461        return;
1462      }
1463    }
1464
1465    else if ( iLine == 5 ) {
1466      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1467           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1468        _checkState = bad;
1469        return;
1470      }
1471    }
1472
1473    else if ( iLine == 6 ) {
1474      double SatH1;
1475      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1476           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1477           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1478           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1479        _checkState = bad;
1480        return;
1481      }
1482      _SatH1 = int(SatH1);
1483    }
1484
1485    else if ( iLine == 7 ) {
1486      double aodc;
1487      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1488           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1489        _checkState = bad;
1490        return;
1491      }
1492      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1493        _TOT = _TOEsec;
1494      }
1495      _AODC = int(aodc);
1496    }
1497  }
1498
1499  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1500
1501  // remark: actually should be computed from second_tot
1502  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1503  //_TOT = _TOC.bdssec();
1504}
1505
1506// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1507////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1508unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1509  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1510}
1511
1512// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1513//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1514t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1515
1516  if (_checkState == bad ||
1517      _checkState == unhealthy) {
1518    return failure;
1519  }
1520
1521
1522  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1523  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1524
1525  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1526  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1527
1528  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1529
1530  if (_sqrt_A == 0) {
1531    return failure;
1532  }
1533  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1534
1535  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1536  double tk = tt - _TOE;
1537  double n  = n0 + _Delta_n;
1538  double M  = _M0 + n*tk;
1539  double E  = M;
1540  double E_last;
1541  int    nLoop = 0;
1542  do {
1543    E_last = E;
1544    E = M + _e*sin(E);
1545
1546    if (++nLoop == 100) {
1547      return failure;
1548    }
1549  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1550
1551  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1552  double u0     = v + _omega;
1553  double sin2u0 = sin(2*u0);
1554  double cos2u0 = cos(2*u0);
1555  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1556  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1557  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1558  double xp     = r*cos(u);
1559  double yp     = r*sin(u);
1560  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1561  double sinom = 0;
1562  double cosom = 0;
1563  double sini  = 0;
1564  double cosi  = 0;
1565
1566  // Velocity
1567  // --------
1568  double tanv2 = tan(v/2);
1569  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1570  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1571                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1572  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1573  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1574  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1575                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1576
1577  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1578  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1579
1580  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1581
1582  // MEO/IGSO satellite
1583  // ------------------
1584  if (_i0 > iMaxGEO) {
1585    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1586
1587    sinom = sin(OM);
1588    cosom = cos(OM);
1589    sini  = sin(i);
1590    cosi  = cos(i);
1591
1592    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1593    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1594    xc[2] = yp*sini;
1595
1596    // Velocity
1597    // --------
1598
1599    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1600
1601    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1602           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1603                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1604
1605    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1606           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1607                            - yp*sini*cosom*doti;
1608
1609    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1610
1611  }
1612
1613  // GEO satellite
1614  // -------------
1615  else {
1616    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1617    double ll    = omegaBDS*tk;
1618
1619    sinom = sin(OM);
1620    cosom = cos(OM);
1621    sini  = sin(i);
1622    cosi  = cos(i);
1623
1624    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1625    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1626    double zz = yp*sini;
1627
1628    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1629    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1630
1631    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1632    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1633
1634    xc[0] = X2(1);
1635    xc[1] = X2(2);
1636    xc[2] = X2(3);
1637
1638    double dotom = _OMEGADOT;
1639
1640    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1641               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1642                                + yp*sini*sinom*doti;
1643
1644    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1645               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1646                                - yp*sini*cosom*doti;
1647
1648    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1649
1650    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1651
1652    Matrix RdotZ(3,3);
1653    double C = cos(ll);
1654    double S = sin(ll);
1655    Matrix UU(3,3);
1656    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1657    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1658    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1659    RdotZ = omegaBDS * UU;
1660
1661    ColumnVector VV(3);
1662    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1663
1664    vv[0] = VV(1);
1665    vv[1] = VV(2);
1666    vv[2] = VV(3);
1667  }
1668
1669  double tc = tt - _TOC;
1670  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1671
1672  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1673  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1674
1675  // Relativistic Correction
1676  // -----------------------
1677  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1678    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1679  // correspondent to IGS convention
1680  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1681
1682  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1683  xc[5] = _clock_driftrate;
1684  return success;
1685}
1686
1687// RINEX Format String
1688//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1689QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1690
1691  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1692
1693  QTextStream out(&rnxStr);
1694
1695  out << QString("%1%2%3\n")
1696    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1697    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1698    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1699
1700  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1701
1702  out << QString(fmt)
1703    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1704    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1705    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1706    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1707
1708  out << QString(fmt)
1709    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1710    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1711    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1712    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1713
1714  double toes = 0.0;
1715  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1716    toes = _TOEsec;
1717  }
1718  else {// RTCM stream input
1719    toes = _TOE.bdssec();
1720  }
1721  out << QString(fmt)
1722    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1723    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1724    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1725    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1726
1727  out << QString(fmt)
1728    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1729    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1730    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1731    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1732
1733  double toew = 0.0;
1734  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1735    toew = _TOEweek;
1736  }
1737  else {// RTCM stream input
1738    toew = double(_TOE.bdsw());
1739  }
1740  out << QString(fmt)
1741    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1742    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1743    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1744    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1745
1746  out << QString(fmt)
1747    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1748    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1749    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1750    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1751
1752  double tots = 0.0;
1753  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1754    tots = _TOT;
1755  }
1756  else {// RTCM stream input
1757    tots = _TOE.bdssec();
1758  }
1759  out << QString(fmt)
1760    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1761    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1762    .arg("",            19, QChar(' '))
1763    .arg("",            19, QChar(' '));
1764  return rnxStr;
1765}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.