source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8698

Last change on this file since 8698 was 8698, checked in by stuerze, 23 months ago

NMEA string concluded with CRLF
File size: 47.0 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61      _checkState == outdated) {
62    return failure;
63  }
64  const QVector<int> updateInt = QVector<int>()  << 1 << 2 << 5 << 10 << 15 << 30
65                                                 << 60 << 120 << 240 << 300 << 600
66                                                 << 900 << 1800 << 3600 << 7200
67                                                 << 10800;
68  xc.ReSize(6);
69  vv.ReSize(3);
70  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
71    return failure;
72  }
73  if (useCorr) {
74    if (_orbCorr && _clkCorr) {
75      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
76      if (_orbCorr->_updateInt) {
77        dtO -= (0.5 * updateInt[_orbCorr->_updateInt]);
78      }
79      ColumnVector dx(3);
80      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
81      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
82      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
83
84      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
85
86      xc[0] -= dx[0];
87      xc[1] -= dx[1];
88      xc[2] -= dx[2];
89
90      ColumnVector dv(3);
91      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
92
93      vv[0] -= dv[0];
94      vv[1] -= dv[1];
95      vv[2] -= dv[2];
96
97      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
98      if (_clkCorr->_updateInt) {
99        dtC -= (0.5 * updateInt[_clkCorr->_updateInt]);
100      }
101      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
102    }
103    else {
104      return failure;
105    }
106  }
107  return success;
108}
109
110//
111//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
112QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
113  QString prnStr(prn.toString().c_str());
114  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
115}
116
117//
118//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
119QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
120
121  QString datStr;
122
123  unsigned year, month, day, hour, min;
124  double   sec;
125  tt.civil_date(year, month, day);
126  tt.civil_time(hour, min, sec);
127
128  QTextStream out(&datStr);
129
130  if (version < 3.0) {
131    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
132    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
133      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
134      .arg(month,      2)
135      .arg(day,        2)
136      .arg(hour,       2)
137      .arg(min,        2)
138      .arg(sec, 5, 'f',1);
139  }
140  else {
141    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
142      .arg(year,     4)
143      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
144      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
145      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
146      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
147      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
148  }
149
150  return datStr;
151}
152
153// Constructor
154//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
155t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
156
157  const int nLines = 8;
158
159  if (lines.size() != nLines) {
160    _checkState = bad;
161    return;
162  }
163
164  // RINEX Format
165  // ------------
166  int fieldLen = 19;
167
168  int pos[4];
169  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
170  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
171  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
172  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
173
174  // Read eight lines
175  // ----------------
176  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
177    QString line = lines[iLine];
178
179    if      ( iLine == 0 ) {
180      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
181      int    year, month, day, hour, min;
182      double sec;
183
184      QString prnStr, n;
185      in >> prnStr;
186
187      if (prnStr.size() == 1 &&
188          (prnStr[0] == 'G' ||
189           prnStr[0] == 'J' ||
190           prnStr[0] == 'I')) {
191        in >> n;
192        prnStr.append(n);
193      }
194
195      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
196      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
197        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
198      }
199      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
200        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
201      }
202      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
203        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
204      }
205      else {
206        _prn.set('G', prnStr.toInt());
207      }
208
209      if      (year <  80) {
210        year += 2000;
211      }
212      else if (year < 100) {
213        year += 1900;
214      }
215
216      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
217
218      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
219           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
220           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
221        _checkState = bad;
222        return;
223      }
224    }
225
226    else if      ( iLine == 1 ) {
227      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
228           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
229           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
230           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
231        _checkState = bad;
232        return;
233      }
234    }
235
236    else if ( iLine == 2 ) {
237      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
238           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
239           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
240           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
241        _checkState = bad;
242        return;
243      }
244    }
245
246    else if ( iLine == 3 ) {
247      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
248           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
249           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
250           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
251        _checkState = bad;
252        return;
253      }
254    }
255
256    else if ( iLine == 4 ) {
257      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
258           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
259           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
260           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
261        _checkState = bad;
262        return;
263      }
264    }
265
266    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
267      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
268           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
269           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
270           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
271        _checkState = bad;
272        return;
273      }
274    }
275    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
276      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
277           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
278        _checkState = bad;
279        return;
280      }
281    }
282
283    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
284      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
285           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
286           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
287           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
288        _checkState = bad;
289        return;
290      }
291    }
292    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
293      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
294           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
295           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
296        _checkState = bad;
297        return;
298      }
299    }
300
301    else if ( iLine == 7 ) {
302      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
303        _checkState = bad;
304        return;
305      }
306      readDbl(line, pos[1], fieldLen, _fitInterval); // _fitInterval optional
307    }
308  }
309}
310
311// Compute GPS Satellite Position (virtual)
312////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
313t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
314
315  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
316  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
317
318  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
319  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
320
321  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
322  if (a0 == 0) {
323    return failure;
324  }
325
326  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
327
328  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
329  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
330
331  double n  = n0 + _Delta_n;
332  double M  = _M0 + n*tk;
333  double E  = M;
334  double E_last;
335  int    nLoop = 0;
336  do {
337    E_last = E;
338    E = M + _e*sin(E);
339
340    if (++nLoop == 100) {
341      return failure;
342    }
343  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
344  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
345  double u0     = v + _omega;
346  double sin2u0 = sin(2*u0);
347  double cos2u0 = cos(2*u0);
348  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
349  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
350  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
351  double xp     = r*cos(u);
352  double yp     = r*sin(u);
353  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
354                   omegaEarth*_TOEsec;
355
356  double sinom = sin(OM);
357  double cosom = cos(OM);
358  double sini  = sin(i);
359  double cosi  = cos(i);
360  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
361  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
362  xc[2] = yp*sini;
363
364  double tc = tt - _TOC;
365  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
366
367  // Velocity
368  // --------
369  double tanv2 = tan(v/2);
370  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
371  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
372               * dEdM * n;
373  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
374  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
375  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
376  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
377                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
378  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
379  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
380
381  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
382           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
383                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
384
385  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
386           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
387                          - yp*sini*cosom*doti;
388
389  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
390
391  // Relativistic Correction
392  // -----------------------
393  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
394  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
395
396  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
397  xc[5] = _clock_driftrate;
398
399  return success;
400}
401
402// RINEX Format String
403//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
404QString t_ephGPS::toString(double version) const {
405
406  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
407
408  QTextStream out(&rnxStr);
409
410  out << QString("%1%2%3\n")
411    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
412    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
413    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
414
415  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
416
417  out << QString(fmt)
418    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
419    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
420    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
421    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
422
423  out << QString(fmt)
424    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
425    .arg(_e,      19, 'e', 12)
426    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
427    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
428
429  out << QString(fmt)
430    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
431    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
432    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
433    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
434
435  out << QString(fmt)
436    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
437    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
438    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
439    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
440
441  if (type() == t_eph::IRNSS) {
442    out << QString(fmt)
443      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
444      .arg("",       19, QChar(' '))
445      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
446      .arg("",       19, QChar(' '));
447  }
448  else {
449    out << QString(fmt)
450      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
451      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
452      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
453      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
454  }
455
456  if (type() == t_eph::IRNSS) {
457    out << QString(fmt)
458      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
459      .arg(_health, 19, 'e', 12)
460      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
461      .arg("",       19, QChar(' '));
462  }
463  else {
464    out << QString(fmt)
465      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
466      .arg(_health, 19, 'e', 12)
467      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
468      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
469  }
470
471  double tot = _TOT;
472  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
473    tot = 0.0;
474  }
475  if (type() == t_eph::IRNSS) {
476    out << QString(fmt)
477      .arg(tot,          19, 'e', 12)
478      .arg("",           19, QChar(' '))
479      .arg("",           19, QChar(' '))
480      .arg("",           19, QChar(' '));
481  }
482  else {
483    out << QString(fmt)
484      .arg(tot,          19, 'e', 12)
485      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
486      .arg("",           19, QChar(' '))
487      .arg("",           19, QChar(' '));
488  }
489
490  return rnxStr;
491}
492
493// Constructor
494//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
495t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
496
497  const int nLines = 4;
498
499  if (lines.size() != nLines) {
500    _checkState = bad;
501    return;
502  }
503
504  // RINEX Format
505  // ------------
506  int fieldLen = 19;
507
508  int pos[4];
509  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
510  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
511  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
512  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
513
514  // Read four lines
515  // ---------------
516  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
517    QString line = lines[iLine];
518
519    if      ( iLine == 0 ) {
520      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
521
522      int    year, month, day, hour, min;
523      double sec;
524
525      QString prnStr, n;
526      in >> prnStr;
527      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
528        in >> n;
529        prnStr.append(n);
530      }
531      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
532      if (prnStr.at(0) == 'R') {
533        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
534      }
535      else {
536        _prn.set('R', prnStr.toInt());
537      }
538
539      if      (year <  80) {
540        year += 2000;
541      }
542      else if (year < 100) {
543        year += 1900;
544      }
545
546      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
547
548      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
549      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
550
551      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
552           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
553           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
554        _checkState = bad;
555        return;
556      }
557
558      _tau = -_tau;
559    }
560
561    else if      ( iLine == 1 ) {
562      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
563           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
564           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
565           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
566        _checkState = bad;
567        return;
568      }
569    }
570
571    else if ( iLine == 2 ) {
572      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
573           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
574           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
575           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
576        _checkState = bad;
577        return;
578      }
579    }
580
581    else if ( iLine == 3 ) {
582      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
583           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
584           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
585           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
586        _checkState = bad;
587        return;
588      }
589    }
590  }
591
592  // Initialize status vector
593  // ------------------------
594  _tt = _TOC;
595  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
596  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
597  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
598  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
599  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
600  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
601  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
602}
603
604// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
605////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
606t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
607
608  static const double nominalStep = 10.0;
609
610  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
611  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
612
613  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
614
615  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
616    return failure;
617  }
618
619  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
620  double step = dtPos / nSteps;
621
622  double acc[3];
623  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
624  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
625  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
626
627  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
628    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
629    _tt = _tt + step;
630  }
631
632  // Position and Velocity
633  // ---------------------
634  xc[0] = _xv(1);
635  xc[1] = _xv(2);
636  xc[2] = _xv(3);
637
638  vv[0] = _xv(4);
639  vv[1] = _xv(5);
640  vv[2] = _xv(6);
641
642  // Clock Correction
643  // ----------------
644  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
645  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
646
647  xc[4] = _gamma;
648  xc[5] = 0.0;
649
650  return success;
651}
652
653// RINEX Format String
654//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
655QString t_ephGlo::toString(double version) const {
656
657  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-_gps_utc, _prn, version);
658
659  QTextStream out(&rnxStr);
660
661  out << QString("%1%2%3\n")
662    .arg(-_tau,  19, 'e', 12)
663    .arg(_gamma, 19, 'e', 12)
664    .arg(_tki,   19, 'e', 12);
665
666  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
667
668  out << QString(fmt)
669    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
670    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
671    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
672    .arg(_health,         19, 'e', 12);
673
674  out << QString(fmt)
675    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
676    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
677    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
678    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
679
680  out << QString(fmt)
681    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
682    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
683    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
684    .arg(_E,              19, 'e', 12);
685
686  return rnxStr;
687}
688
689// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
690////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
691ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
692                                 double* acc) {
693
694  // State vector components
695  // -----------------------
696  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
697  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
698
699  // Acceleration
700  // ------------
701  static const double gmWGS = 398.60044e12;
702  static const double AE    = 6378136.0;
703  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
704  static const double C20   = -1082.6257e-6;
705
706  double rho = rr.norm_Frobenius();
707  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
708  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
709  double t3  = OMEGA * OMEGA;
710  double t4  = 2.0 * OMEGA;
711  double z2  = rr(3) * rr(3);
712
713  // Vector of derivatives
714  // ---------------------
715  ColumnVector va(6);
716  va(1) = vv(1);
717  va(2) = vv(2);
718  va(3) = vv(3);
719  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
720  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
721  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
722
723  return va;
724}
725
726// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
727////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
728unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
729  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
730  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
731}
732
733// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
734////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
735unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
736
737  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
738      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
739          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
740          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
741        return 1;
742      }
743  }
744  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
745    if (_health) {
746      return 1;
747    }
748  }
749  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
750}
751
752
753// Constructor
754//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
755t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
756  int       year, month, day, hour, min;
757  double    sec;
758  QString   prnStr;
759  const int nLines = 8;
760  if (lines.size() != nLines) {
761    _checkState = bad;
762    return;
763  }
764
765  // RINEX Format
766  // ------------
767  int fieldLen = 19;
768  double SVhealth = 0.0;
769  double datasource = 0.0;
770
771  int pos[4];
772  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
773  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
774  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
775  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
776
777  // Read eight lines
778  // ----------------
779  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
780    QString line = lines[iLine];
781
782    if      ( iLine == 0 ) {
783      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
784      QString n;
785      in >> prnStr;
786      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
787        in >> n;
788        prnStr.append(n);
789      }
790      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
791      if      (year <  80) {
792        year += 2000;
793      }
794      else if (year < 100) {
795        year += 1900;
796      }
797
798      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
799
800      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
801           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
802           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
803        _checkState = bad;
804        return;
805      }
806    }
807
808    else if      ( iLine == 1 ) {
809      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
810           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
811           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
812           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
813        _checkState = bad;
814        return;
815      }
816    }
817
818    else if ( iLine == 2 ) {
819      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
820           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
821           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
822           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
823        _checkState = bad;
824        return;
825      }
826    }
827
828    else if ( iLine == 3 ) {
829      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
830           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
831           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
832           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
833        _checkState = bad;
834        return;
835      }
836    }
837
838    else if ( iLine == 4 ) {
839      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
840           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
841           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
842           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
843        _checkState = bad;
844        return;
845      }
846    }
847
848    else if ( iLine == 5 ) {
849      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
850           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
851           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
852        _checkState = bad;
853        return;
854      } else {
855        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
856          _fnav = true;
857          _inav = false;
858        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
859          _fnav = false;
860          _inav = true;
861        }
862        _TOEweek -= 1024.0;
863      }
864    }
865
866    else if ( iLine == 6 ) {
867      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
868           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
869           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
870           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
871        _checkState = bad;
872        return;
873      } else {
874        // Bit 0
875        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
876        // Bit 1-2
877        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
878        // Bit 3
879        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
880        // Bit 4-5
881        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
882        // Bit 6
883        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
884        // Bit 7-8
885        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
886
887        if (prnStr.at(0) == 'E') {
888          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
889        }
890      }
891    }
892
893    else if ( iLine == 7 ) {
894      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
895        _checkState = bad;
896        return;
897      }
898    }
899  }
900}
901
902// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
903////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
904t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
905
906  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
907  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
908
909  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
910  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
911
912  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
913  if (a0 == 0) {
914    return failure;
915  }
916
917  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
918
919  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
920  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
921
922  double n  = n0 + _Delta_n;
923  double M  = _M0 + n*tk;
924  double E  = M;
925  double E_last;
926  int    nLoop = 0;
927  do {
928    E_last = E;
929    E = M + _e*sin(E);
930
931    if (++nLoop == 100) {
932      return failure;
933    }
934  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
935  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
936  double u0     = v + _omega;
937  double sin2u0 = sin(2*u0);
938  double cos2u0 = cos(2*u0);
939  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
940  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
941  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
942  double xp     = r*cos(u);
943  double yp     = r*sin(u);
944  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
945                  omegaEarth*_TOEsec;
946
947  double sinom = sin(OM);
948  double cosom = cos(OM);
949  double sini  = sin(i);
950  double cosi  = cos(i);
951  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
952  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
953  xc[2] = yp*sini;
954
955  double tc = tt - _TOC;
956  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
957
958  // Velocity
959  // --------
960  double tanv2 = tan(v/2);
961  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
962  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
963               * dEdM * n;
964  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
965  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
966  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
967  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
968                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
969  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
970  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
971
972  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
973           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
974                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
975
976  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
977           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
978                          - yp*sini*cosom*doti;
979
980  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
981
982  // Relativistic Correction
983  // -----------------------
984  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
985  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
986  // correspondent to IGS convention
987  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
988
989  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
990  xc[5] = _clock_driftrate;
991
992  return success;
993}
994
995// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
996////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
997unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
998  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
999    return 1;
1000  }
1001  return 0;
1002}
1003
1004// RINEX Format String
1005//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1006QString t_ephGal::toString(double version) const {
1007
1008  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1009
1010  QTextStream out(&rnxStr);
1011
1012  out << QString("%1%2%3\n")
1013    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1014    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1015    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1016
1017  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1018
1019  out << QString(fmt)
1020    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1021    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1022    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1023    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1024
1025  out << QString(fmt)
1026    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1027    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1028    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1029    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1030
1031  out << QString(fmt)
1032    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1033    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1034    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1035    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1036
1037  out << QString(fmt)
1038    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1039    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1040    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1041    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1042
1043  int    dataSource = 0;
1044  int    SVhealth   = 0;
1045  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1046  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1047  if (_fnav) {
1048    dataSource |= (1<<1);
1049    dataSource |= (1<<8);
1050    BGD_1_5B = 0.0;
1051    // SVhealth
1052    //   Bit 3  : E5a DVS
1053    if (_e5aDataInValid) {
1054      SVhealth |= (1<<3);
1055    }
1056    //   Bit 4-5: E5a HS
1057    if (_E5aHS == 1.0) {
1058      SVhealth |= (1<<4);
1059    }
1060    else if (_E5aHS == 2.0) {
1061      SVhealth |= (1<<5);
1062    }
1063    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1064      SVhealth |= (1<<4);
1065      SVhealth |= (1<<5);
1066    }
1067  }
1068  else if(_inav) {
1069    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1070    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1071    dataSource |= (1<<0);
1072    dataSource |= (1<<2);
1073    dataSource |= (1<<9);
1074    // SVhealth
1075    //   Bit 0  : E1-B DVS
1076    if (_e1DataInValid) {
1077      SVhealth |= (1<<0);
1078    }
1079    //   Bit 1-2: E1-B HS
1080    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1081      SVhealth |= (1<<1);
1082    }
1083    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1084      SVhealth |= (1<<2);
1085    }
1086    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1087      SVhealth |= (1<<1);
1088      SVhealth |= (1<<2);
1089    }
1090    //   Bit 3  : E5a DVS
1091    if (_e5aDataInValid) {
1092      SVhealth |= (1<<3);
1093    }
1094    //   Bit 4-5: E5a HS
1095    if      (_E5aHS == 1.0) {
1096      SVhealth |= (1<<4);
1097    }
1098    else if (_E5aHS == 2.0) {
1099      SVhealth |= (1<<5);
1100    }
1101    else if (_E5aHS == 3.0) {
1102      SVhealth |= (1<<4);
1103      SVhealth |= (1<<5);
1104    }
1105    //   Bit 6  : E5b DVS
1106    if (_e5bDataInValid) {
1107      SVhealth |= (1<<6);
1108    }
1109    //   Bit 7-8: E5b HS
1110    if      (_E5bHS == 1.0) {
1111      SVhealth |= (1<<7);
1112    }
1113    else if (_E5bHS == 2.0) {
1114      SVhealth |= (1<<8);
1115    }
1116    else if (_E5bHS == 3.0) {
1117      SVhealth |= (1<<7);
1118      SVhealth |= (1<<8);
1119    }
1120  }
1121
1122  out << QString(fmt)
1123    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1124    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1125    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1126    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1127
1128  out << QString(fmt)
1129    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1130    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1131    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1132    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1133
1134
1135  double tot = _TOT;
1136  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1137    tot = 0.0;
1138  }
1139  out << QString(fmt)
1140    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1141    .arg("",      19, QChar(' '))
1142    .arg("",      19, QChar(' '))
1143    .arg("",      19, QChar(' '));
1144
1145  return rnxStr;
1146}
1147
1148// Constructor
1149//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1150t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1151
1152  const int nLines = 4;
1153
1154  if (lines.size() != nLines) {
1155    _checkState = bad;
1156    return;
1157  }
1158
1159  // RINEX Format
1160  // ------------
1161  int fieldLen = 19;
1162
1163  int pos[4];
1164  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1165  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1166  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1167  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1168
1169  // Read four lines
1170  // ---------------
1171  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1172    QString line = lines[iLine];
1173
1174    if      ( iLine == 0 ) {
1175      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1176
1177      int    year, month, day, hour, min;
1178      double sec;
1179
1180      QString prnStr, n;
1181      in >> prnStr;
1182      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1183        in >> n;
1184        prnStr.append(n);
1185      }
1186      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1187      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1188        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1189      }
1190      else {
1191        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1192      }
1193
1194      if      (year <  80) {
1195        year += 2000;
1196      }
1197      else if (year < 100) {
1198        year += 1900;
1199      }
1200
1201      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1202
1203      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1204           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1205           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1206        _checkState = bad;
1207        return;
1208      }
1209    }
1210
1211    else if      ( iLine == 1 ) {
1212      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1213           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1214           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1215           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1216        _checkState = bad;
1217        return;
1218      }
1219    }
1220
1221    else if ( iLine == 2 ) {
1222      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1223           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1224           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1225           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1226        _checkState = bad;
1227        return;
1228      }
1229    }
1230
1231    else if ( iLine == 3 ) {
1232      double iodn;
1233      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1234           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1235           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1236           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1237        _checkState = bad;
1238        return;
1239      } else {
1240        _IODN = int(iodn);
1241      }
1242    }
1243  }
1244
1245  _x_pos          *= 1.e3;
1246  _y_pos          *= 1.e3;
1247  _z_pos          *= 1.e3;
1248  _x_velocity     *= 1.e3;
1249  _y_velocity     *= 1.e3;
1250  _z_velocity     *= 1.e3;
1251  _x_acceleration *= 1.e3;
1252  _y_acceleration *= 1.e3;
1253  _z_acceleration *= 1.e3;
1254}
1255
1256// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1257////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1258
1259unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1260  unsigned char buffer[80];
1261  int size = 0;
1262  int numbits = 0;
1263  long long bitbuffer = 0;
1264  unsigned char *startbuffer = buffer;
1265
1266  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1267  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1268  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1269  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1270  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1271  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1272  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1273  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1274  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1275  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1276  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1277  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1278
1279  return CRC24(size, startbuffer);
1280}
1281
1282// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1283////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1284t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1285
1286  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1287  double  dt = tt - _TOC;
1288
1289  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1290  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1291  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1292
1293  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1294  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1295  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1296
1297  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1298
1299  xc[4] = _agf1;
1300  xc[5] = 0.0;
1301
1302  return success;
1303}
1304
1305// RINEX Format String
1306//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1307QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1308
1309  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1310
1311  QTextStream out(&rnxStr);
1312
1313  out << QString("%1%2%3\n")
1314    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1315    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1316    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1317
1318  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1319
1320  out << QString(fmt)
1321    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1322    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1323    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1324    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1325
1326  out << QString(fmt)
1327    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1328    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1329    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1330    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1331
1332  out << QString(fmt)
1333    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1334    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1335    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1336    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1337
1338  return rnxStr;
1339}
1340
1341// Constructor
1342//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1343t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1344
1345  const int nLines = 8;
1346
1347  if (lines.size() != nLines) {
1348    _checkState = bad;
1349    return;
1350  }
1351
1352  // RINEX Format
1353  // ------------
1354  int fieldLen = 19;
1355
1356  int pos[4];
1357  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1358  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1359  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1360  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1361
1362  // Read eight lines
1363  // ----------------
1364  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1365    QString line = lines[iLine];
1366
1367    if      ( iLine == 0 ) {
1368      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1369
1370      int    year, month, day, hour, min;
1371      double sec;
1372
1373      QString prnStr, n;
1374      in >> prnStr;
1375      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1376        in >> n;
1377        prnStr.append(n);
1378      }
1379      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1380      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1381        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1382      }
1383      else {
1384        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1385      }
1386
1387      if      (year <  80) {
1388        year += 2000;
1389      }
1390      else if (year < 100) {
1391        year += 1900;
1392      }
1393
1394      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1395
1396      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1397           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1398           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1399        _checkState = bad;
1400        return;
1401      }
1402    }
1403
1404    else if      ( iLine == 1 ) {
1405      double aode;
1406      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1407           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1408           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1409           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1410        _checkState = bad;
1411        return;
1412      }
1413      _AODE = int(aode);
1414    }
1415
1416    else if ( iLine == 2 ) {
1417      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1418           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1419           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1420           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1421        _checkState = bad;
1422        return;
1423      }
1424    }
1425
1426    else if ( iLine == 3 ) {
1427      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1428           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1429           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1430           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1431        _checkState = bad;
1432        return;
1433      }
1434    }
1435
1436    else if ( iLine == 4 ) {
1437      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1438           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1439           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1440           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1441        _checkState = bad;
1442        return;
1443      }
1444    }
1445
1446    else if ( iLine == 5 ) {
1447      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1448           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1449        _checkState = bad;
1450        return;
1451      }
1452    }
1453
1454    else if ( iLine == 6 ) {
1455      double SatH1;
1456      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1457           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1458           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1459           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1460        _checkState = bad;
1461        return;
1462      }
1463      _SatH1 = int(SatH1);
1464    }
1465
1466    else if ( iLine == 7 ) {
1467      double aodc;
1468      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1469           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1470        _checkState = bad;
1471        return;
1472      }
1473      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1474        _TOT = _TOEsec;
1475      }
1476      _AODC = int(aodc);
1477    }
1478  }
1479
1480  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1481
1482  // remark: actually should be computed from second_tot
1483  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1484  //_TOT = _TOC.bdssec();
1485}
1486
1487// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1488////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1489unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1490  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1491}
1492
1493// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1494//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1495t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1496
1497  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1498  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1499
1500  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1501  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1502
1503  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1504
1505  if (_sqrt_A == 0) {
1506    return failure;
1507  }
1508  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1509
1510  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1511  double tk = tt - _TOE;
1512  double n  = n0 + _Delta_n;
1513  double M  = _M0 + n*tk;
1514  double E  = M;
1515  double E_last;
1516  int    nLoop = 0;
1517  do {
1518    E_last = E;
1519    E = M + _e*sin(E);
1520
1521    if (++nLoop == 100) {
1522      return failure;
1523    }
1524  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1525
1526  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1527  double u0     = v + _omega;
1528  double sin2u0 = sin(2*u0);
1529  double cos2u0 = cos(2*u0);
1530  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1531  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1532  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1533  double xp     = r*cos(u);
1534  double yp     = r*sin(u);
1535  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1536  double sinom = 0;
1537  double cosom = 0;
1538  double sini  = 0;
1539  double cosi  = 0;
1540
1541  // Velocity
1542  // --------
1543  double tanv2 = tan(v/2);
1544  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1545  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1546                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1547  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1548  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1549  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1550                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1551
1552  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1553  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1554
1555  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1556
1557  // MEO/IGSO satellite
1558  // ------------------
1559  if (_i0 > iMaxGEO) {
1560    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1561
1562    sinom = sin(OM);
1563    cosom = cos(OM);
1564    sini  = sin(i);
1565    cosi  = cos(i);
1566
1567    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1568    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1569    xc[2] = yp*sini;
1570
1571    // Velocity
1572    // --------
1573
1574    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1575
1576    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1577           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1578                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1579
1580    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1581           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1582                            - yp*sini*cosom*doti;
1583
1584    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1585
1586  }
1587
1588  // GEO satellite
1589  // -------------
1590  else {
1591    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1592    double ll    = omegaBDS*tk;
1593
1594    sinom = sin(OM);
1595    cosom = cos(OM);
1596    sini  = sin(i);
1597    cosi  = cos(i);
1598
1599    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1600    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1601    double zz = yp*sini;
1602
1603    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1604    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1605
1606    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1607    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1608
1609    xc[0] = X2(1);
1610    xc[1] = X2(2);
1611    xc[2] = X2(3);
1612
1613    double dotom = _OMEGADOT;
1614
1615    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1616               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1617                                + yp*sini*sinom*doti;
1618
1619    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1620               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1621                                - yp*sini*cosom*doti;
1622
1623    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1624
1625    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1626
1627    Matrix RdotZ(3,3);
1628    double C = cos(ll);
1629    double S = sin(ll);
1630    Matrix UU(3,3);
1631    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1632    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1633    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1634    RdotZ = omegaBDS * UU;
1635
1636    ColumnVector VV(3);
1637    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1638
1639    vv[0] = VV(1);
1640    vv[1] = VV(2);
1641    vv[2] = VV(3);
1642  }
1643
1644  double tc = tt - _TOC;
1645  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1646
1647  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1648  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1649
1650  // Relativistic Correction
1651  // -----------------------
1652  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1653    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1654  // correspondent to IGS convention
1655  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1656
1657  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1658  xc[5] = _clock_driftrate;
1659  return success;
1660}
1661
1662// RINEX Format String
1663//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1664QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1665
1666  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1667
1668  QTextStream out(&rnxStr);
1669
1670  out << QString("%1%2%3\n")
1671    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1672    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1673    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1674
1675  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1676
1677  out << QString(fmt)
1678    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1679    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1680    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1681    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1682
1683  out << QString(fmt)
1684    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1685    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1686    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1687    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1688
1689  double toes = 0.0;
1690  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1691    toes = _TOEsec;
1692  }
1693  else {// RTCM stream input
1694    toes = _TOE.bdssec();
1695  }
1696  out << QString(fmt)
1697    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1698    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1699    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1700    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1701
1702  out << QString(fmt)
1703    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1704    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1705    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1706    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1707
1708  double toew = 0.0;
1709  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1710    toew = _TOEweek;
1711  }
1712  else {// RTCM stream input
1713    toew = double(_TOE.bdsw());
1714  }
1715  out << QString(fmt)
1716    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1717    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1718    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1719    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1720
1721  out << QString(fmt)
1722    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1723    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1724    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1725    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1726
1727  double tots = 0.0;
1728  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1729    tots = _TOT;
1730  }
1731  else {// RTCM stream input
1732    tots = _TOE.bdssec();
1733  }
1734  out << QString(fmt)
1735    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1736    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1737    .arg("",            19, QChar(' '))
1738    .arg("",            19, QChar(' '));
1739  return rnxStr;
1740}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.