source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8903

Last change on this file since 8903 was 8903, checked in by stuerze, 7 months ago
File size: 46.8 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61      _checkState == outdated) {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
65  xc.ReSize(6);
66  vv.ReSize(3);
67  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
68    return failure;
69  }
70  if (useCorr) {
71    if (_orbCorr && _clkCorr) {
72      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
73      if (_orbCorr->_updateInt) {
74        dtO -= (0.5 * ssrUpdateInt[_orbCorr->_updateInt]);
75      }
76      ColumnVector dx(3);
77      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
78      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
79      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
80
81      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
82
83      xc[0] -= dx[0];
84      xc[1] -= dx[1];
85      xc[2] -= dx[2];
86
87      ColumnVector dv(3);
88      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
89
90      vv[0] -= dv[0];
91      vv[1] -= dv[1];
92      vv[2] -= dv[2];
93
94      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
95      if (_clkCorr->_updateInt) {
96        dtC -= (0.5 * ssrUpdateInt[_clkCorr->_updateInt]);
97      }
98      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
99    }
100    else {
101      return failure;
102    }
103  }
104  return success;
105}
106
107//
108//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
109QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
110  QString prnStr(prn.toString().c_str());
111  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
112}
113
114//
115//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
116QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
117
118  QString datStr;
119
120  unsigned year, month, day, hour, min;
121  double   sec;
122  tt.civil_date(year, month, day);
123  tt.civil_time(hour, min, sec);
124
125  QTextStream out(&datStr);
126
127  if (version < 3.0) {
128    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
129    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
130      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
131      .arg(month,      2)
132      .arg(day,        2)
133      .arg(hour,       2)
134      .arg(min,        2)
135      .arg(sec, 5, 'f',1);
136  }
137  else {
138    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
139      .arg(year,     4)
140      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
141      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
142      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
143      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
144      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
145  }
146
147  return datStr;
148}
149
150// Constructor
151//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
152t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
153
154  const int nLines = 8;
155
156  if (lines.size() != nLines) {
157    _checkState = bad;
158    return;
159  }
160
161  // RINEX Format
162  // ------------
163  int fieldLen = 19;
164
165  int pos[4];
166  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
167  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
168  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
169  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
170
171  // Read eight lines
172  // ----------------
173  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
174    QString line = lines[iLine];
175
176    if      ( iLine == 0 ) {
177      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
178      int    year, month, day, hour, min;
179      double sec;
180
181      QString prnStr, n;
182      in >> prnStr;
183
184      if (prnStr.size() == 1 &&
185          (prnStr[0] == 'G' ||
186           prnStr[0] == 'J' ||
187           prnStr[0] == 'I')) {
188        in >> n;
189        prnStr.append(n);
190      }
191
192      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
193      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
194        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
195      }
196      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
197        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
198      }
199      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
200        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
201      }
202      else {
203        _prn.set('G', prnStr.toInt());
204      }
205
206      if      (year <  80) {
207        year += 2000;
208      }
209      else if (year < 100) {
210        year += 1900;
211      }
212
213      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
214
215      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
216           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
217           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
218        _checkState = bad;
219        return;
220      }
221    }
222
223    else if      ( iLine == 1 ) {
224      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
225           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
226           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
227           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
228        _checkState = bad;
229        return;
230      }
231    }
232
233    else if ( iLine == 2 ) {
234      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
235           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
236           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
237           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
238        _checkState = bad;
239        return;
240      }
241    }
242
243    else if ( iLine == 3 ) {
244      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
245           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
246           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
247           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
248        _checkState = bad;
249        return;
250      }
251    }
252
253    else if ( iLine == 4 ) {
254      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
255           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
256           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
257           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
258        _checkState = bad;
259        return;
260      }
261    }
262
263    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
264      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
265           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
266           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
267           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
268        _checkState = bad;
269        return;
270      }
271    }
272    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
273      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
274           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
275        _checkState = bad;
276        return;
277      }
278    }
279
280    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
281      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
282           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
283           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
284           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
285        _checkState = bad;
286        return;
287      }
288    }
289    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
290      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
291           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
292           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
293        _checkState = bad;
294        return;
295      }
296    }
297
298    else if ( iLine == 7 ) {
299      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
300        _checkState = bad;
301        return;
302      }
303      readDbl(line, pos[1], fieldLen, _fitInterval); // _fitInterval optional
304    }
305  }
306}
307
308// Compute GPS Satellite Position (virtual)
309////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
310t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
311
312  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
313  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
314
315  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
316  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
317
318  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
319  if (a0 == 0) {
320    return failure;
321  }
322
323  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
324
325  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
326  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
327
328  double n  = n0 + _Delta_n;
329  double M  = _M0 + n*tk;
330  double E  = M;
331  double E_last;
332  int    nLoop = 0;
333  do {
334    E_last = E;
335    E = M + _e*sin(E);
336
337    if (++nLoop == 100) {
338      return failure;
339    }
340  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
341  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
342  double u0     = v + _omega;
343  double sin2u0 = sin(2*u0);
344  double cos2u0 = cos(2*u0);
345  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
346  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
347  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
348  double xp     = r*cos(u);
349  double yp     = r*sin(u);
350  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
351                   omegaEarth*_TOEsec;
352
353  double sinom = sin(OM);
354  double cosom = cos(OM);
355  double sini  = sin(i);
356  double cosi  = cos(i);
357  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
358  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
359  xc[2] = yp*sini;
360
361  double tc = tt - _TOC;
362  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
363
364  // Velocity
365  // --------
366  double tanv2 = tan(v/2);
367  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
368  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
369               * dEdM * n;
370  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
371  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
372  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
373  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
374                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
375  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
376  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
377
378  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
379           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
380                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
381
382  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
383           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
384                          - yp*sini*cosom*doti;
385
386  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
387
388  // Relativistic Correction
389  // -----------------------
390  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
391  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
392
393  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
394  xc[5] = _clock_driftrate;
395
396  return success;
397}
398
399// RINEX Format String
400//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
401QString t_ephGPS::toString(double version) const {
402
403  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
404
405  QTextStream out(&rnxStr);
406
407  out << QString("%1%2%3\n")
408    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
409    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
410    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
411
412  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
413
414  out << QString(fmt)
415    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
416    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
417    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
418    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
419
420  out << QString(fmt)
421    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
422    .arg(_e,      19, 'e', 12)
423    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
424    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
425
426  out << QString(fmt)
427    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
428    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
429    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
430    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
431
432  out << QString(fmt)
433    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
434    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
435    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
436    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
437
438  if (type() == t_eph::IRNSS) {
439    out << QString(fmt)
440      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
441      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
442      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
443      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
444  }
445  else {
446    out << QString(fmt)
447      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
448      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
449      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
450      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
451  }
452
453  if (type() == t_eph::IRNSS) {
454    out << QString(fmt)
455      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
456      .arg(_health, 19, 'e', 12)
457      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
458      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
459  }
460  else {
461    out << QString(fmt)
462      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
463      .arg(_health, 19, 'e', 12)
464      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
465      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
466  }
467
468  double tot = _TOT;
469  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
470    tot = 0.0;
471  }
472  if (type() == t_eph::IRNSS) {
473    out << QString(fmt)
474      .arg(tot,          19, 'e', 12)
475      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
476      .arg("",           19, QChar(' '))
477      .arg("",           19, QChar(' '));
478  }
479  else {
480    out << QString(fmt)
481      .arg(tot,          19, 'e', 12)
482      .arg(_fitInterval, 19, 'e', 12)
483      .arg("",           19, QChar(' '))
484      .arg("",           19, QChar(' '));
485  }
486
487  return rnxStr;
488}
489
490// Constructor
491//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
492t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
493
494  const int nLines = 4;
495
496  if (lines.size() != nLines) {
497    _checkState = bad;
498    return;
499  }
500
501  // RINEX Format
502  // ------------
503  int fieldLen = 19;
504
505  int pos[4];
506  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
507  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
508  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
509  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
510
511  // Read four lines
512  // ---------------
513  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
514    QString line = lines[iLine];
515
516    if      ( iLine == 0 ) {
517      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
518
519      int    year, month, day, hour, min;
520      double sec;
521
522      QString prnStr, n;
523      in >> prnStr;
524      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
525        in >> n;
526        prnStr.append(n);
527      }
528      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
529      if (prnStr.at(0) == 'R') {
530        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
531      }
532      else {
533        _prn.set('R', prnStr.toInt());
534      }
535
536      if      (year <  80) {
537        year += 2000;
538      }
539      else if (year < 100) {
540        year += 1900;
541      }
542
543      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
544
545      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
546      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
547      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
548      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
549           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
550           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
551        _checkState = bad;
552        return;
553      }
554      _tki -= nd * 86400.0;
555      _tau  = -_tau;
556    }
557
558    else if      ( iLine == 1 ) {
559      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
560           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
561           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
562           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
563        _checkState = bad;
564        return;
565      }
566    }
567
568    else if ( iLine == 2 ) {
569      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
570           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
571           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
572           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
573        _checkState = bad;
574        return;
575      }
576    }
577
578    else if ( iLine == 3 ) {
579      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
580           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
581           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
582           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
583        _checkState = bad;
584        return;
585      }
586    }
587  }
588
589  // Initialize status vector
590  // ------------------------
591  _tt = _TOC;
592  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
593  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
594  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
595  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
596  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
597  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
598  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
599}
600
601// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
602////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
603t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
604
605  static const double nominalStep = 10.0;
606
607  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
608  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
609
610  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
611
612  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
613    return failure;
614  }
615
616  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
617  double step = dtPos / nSteps;
618
619  double acc[3];
620  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
621  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
622  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
623
624  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
625    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
626    _tt = _tt + step;
627  }
628
629  // Position and Velocity
630  // ---------------------
631  xc[0] = _xv(1);
632  xc[1] = _xv(2);
633  xc[2] = _xv(3);
634
635  vv[0] = _xv(4);
636  vv[1] = _xv(5);
637  vv[2] = _xv(6);
638
639  // Clock Correction
640  // ----------------
641  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
642  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
643
644  xc[4] = _gamma;
645  xc[5] = 0.0;
646
647  return success;
648}
649
650// RINEX Format String
651//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
652QString t_ephGlo::toString(double version) const {
653
654  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
655  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
656  QTextStream out(&rnxStr);
657
658  out << QString("%1%2%3\n")
659    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
660    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
661    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
662
663  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
664
665  out << QString(fmt)
666    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
667    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
668    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
669    .arg(_health,         19, 'e', 12);
670
671  out << QString(fmt)
672    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
673    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
674    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
675    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
676
677  out << QString(fmt)
678    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
679    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
680    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
681    .arg(_E,              19, 'e', 12);
682
683  return rnxStr;
684}
685
686// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
687////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
688ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
689                                 double* acc) {
690
691  // State vector components
692  // -----------------------
693  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
694  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
695
696  // Acceleration
697  // ------------
698  static const double gmWGS = 398.60044e12;
699  static const double AE    = 6378136.0;
700  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
701  static const double C20   = -1082.6257e-6;
702
703  double rho = rr.NormFrobenius();
704  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
705  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
706  double t3  = OMEGA * OMEGA;
707  double t4  = 2.0 * OMEGA;
708  double z2  = rr(3) * rr(3);
709
710  // Vector of derivatives
711  // ---------------------
712  ColumnVector va(6);
713  va(1) = vv(1);
714  va(2) = vv(2);
715  va(3) = vv(3);
716  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
717  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
718  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
719
720  return va;
721}
722
723// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
724////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
725unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
726  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
727  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
728}
729
730// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
731////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
732unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
733
734  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
735      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
736          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
737          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
738        return 1;
739      }
740  }
741  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
742    if (_health) {
743      return 1;
744    }
745  }
746  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
747}
748
749
750// Constructor
751//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
752t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
753  int       year, month, day, hour, min;
754  double    sec;
755  QString   prnStr;
756  const int nLines = 8;
757  if (lines.size() != nLines) {
758    _checkState = bad;
759    return;
760  }
761
762  // RINEX Format
763  // ------------
764  int fieldLen = 19;
765  double SVhealth = 0.0;
766  double datasource = 0.0;
767
768  int pos[4];
769  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
770  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
771  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
772  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
773
774  // Read eight lines
775  // ----------------
776  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
777    QString line = lines[iLine];
778
779    if      ( iLine == 0 ) {
780      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
781      QString n;
782      in >> prnStr;
783      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
784        in >> n;
785        prnStr.append(n);
786      }
787      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
788      if      (year <  80) {
789        year += 2000;
790      }
791      else if (year < 100) {
792        year += 1900;
793      }
794
795      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
796
797      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
798           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
799           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
800        _checkState = bad;
801        return;
802      }
803    }
804
805    else if      ( iLine == 1 ) {
806      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
807           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
808           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
809           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
810        _checkState = bad;
811        return;
812      }
813    }
814
815    else if ( iLine == 2 ) {
816      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
817           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
818           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
819           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
820        _checkState = bad;
821        return;
822      }
823    }
824
825    else if ( iLine == 3 ) {
826      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
827           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
828           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
829           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
830        _checkState = bad;
831        return;
832      }
833    }
834
835    else if ( iLine == 4 ) {
836      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
837           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
838           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
839           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
840        _checkState = bad;
841        return;
842      }
843    }
844
845    else if ( iLine == 5 ) {
846      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
847           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
848           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
849        _checkState = bad;
850        return;
851      } else {
852        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
853          _fnav = true;
854          _inav = false;
855        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
856          _fnav = false;
857          _inav = true;
858        }
859        _TOEweek -= 1024.0;
860      }
861    }
862
863    else if ( iLine == 6 ) {
864      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
865           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
866           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
867           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
868        _checkState = bad;
869        return;
870      } else {
871        // Bit 0
872        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
873        // Bit 1-2
874        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
875        // Bit 3
876        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
877        // Bit 4-5
878        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
879        // Bit 6
880        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
881        // Bit 7-8
882        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
883
884        if (prnStr.at(0) == 'E') {
885          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
886        }
887      }
888    }
889
890    else if ( iLine == 7 ) {
891      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
892        _checkState = bad;
893        return;
894      }
895    }
896  }
897}
898
899// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
900////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
901t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
902
903  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
904  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
905
906  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
907  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
908
909  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
910  if (a0 == 0) {
911    return failure;
912  }
913
914  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
915
916  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
917  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
918
919  double n  = n0 + _Delta_n;
920  double M  = _M0 + n*tk;
921  double E  = M;
922  double E_last;
923  int    nLoop = 0;
924  do {
925    E_last = E;
926    E = M + _e*sin(E);
927
928    if (++nLoop == 100) {
929      return failure;
930    }
931  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
932  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
933  double u0     = v + _omega;
934  double sin2u0 = sin(2*u0);
935  double cos2u0 = cos(2*u0);
936  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
937  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
938  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
939  double xp     = r*cos(u);
940  double yp     = r*sin(u);
941  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
942                  omegaEarth*_TOEsec;
943
944  double sinom = sin(OM);
945  double cosom = cos(OM);
946  double sini  = sin(i);
947  double cosi  = cos(i);
948  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
949  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
950  xc[2] = yp*sini;
951
952  double tc = tt - _TOC;
953  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
954
955  // Velocity
956  // --------
957  double tanv2 = tan(v/2);
958  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
959  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
960               * dEdM * n;
961  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
962  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
963  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
964  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
965                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
966  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
967  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
968
969  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
970           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
971                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
972
973  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
974           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
975                          - yp*sini*cosom*doti;
976
977  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
978
979  // Relativistic Correction
980  // -----------------------
981  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
982  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
983  // correspondent to IGS convention
984  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
985
986  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
987  xc[5] = _clock_driftrate;
988
989  return success;
990}
991
992// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
993////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
994unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
995  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
996    return 1;
997  }
998  return 0;
999}
1000
1001// RINEX Format String
1002//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1003QString t_ephGal::toString(double version) const {
1004
1005  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1006
1007  QTextStream out(&rnxStr);
1008
1009  out << QString("%1%2%3\n")
1010    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1011    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1012    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1013
1014  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1015
1016  out << QString(fmt)
1017    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1018    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1019    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1020    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1021
1022  out << QString(fmt)
1023    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1024    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1025    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1026    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1027
1028  out << QString(fmt)
1029    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1030    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1031    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1032    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1033
1034  out << QString(fmt)
1035    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1036    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1037    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1038    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1039
1040  int    dataSource = 0;
1041  int    SVhealth   = 0;
1042  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1043  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1044  if (_fnav) {
1045    dataSource |= (1<<1);
1046    dataSource |= (1<<8);
1047    BGD_1_5B = 0.0;
1048    // SVhealth
1049    //   Bit 3  : E5a DVS
1050    if (_e5aDataInValid) {
1051      SVhealth |= (1<<3);
1052    }
1053    //   Bit 4-5: E5a HS
1054    if (_E5aHS == 1.0) {
1055      SVhealth |= (1<<4);
1056    }
1057    else if (_E5aHS == 2.0) {
1058      SVhealth |= (1<<5);
1059    }
1060    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1061      SVhealth |= (1<<4);
1062      SVhealth |= (1<<5);
1063    }
1064  }
1065  else if(_inav) {
1066    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1067    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1068    dataSource |= (1<<0);
1069    dataSource |= (1<<2);
1070    dataSource |= (1<<9);
1071    // SVhealth
1072    //   Bit 0  : E1-B DVS
1073    if (_e1DataInValid) {
1074      SVhealth |= (1<<0);
1075    }
1076    //   Bit 1-2: E1-B HS
1077    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1078      SVhealth |= (1<<1);
1079    }
1080    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1081      SVhealth |= (1<<2);
1082    }
1083    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1084      SVhealth |= (1<<1);
1085      SVhealth |= (1<<2);
1086    }
1087    //   Bit 3  : E5a DVS
1088    if (_e5aDataInValid) {
1089      SVhealth |= (1<<3);
1090    }
1091    //   Bit 4-5: E5a HS
1092    if      (_E5aHS == 1.0) {
1093      SVhealth |= (1<<4);
1094    }
1095    else if (_E5aHS == 2.0) {
1096      SVhealth |= (1<<5);
1097    }
1098    else if (_E5aHS == 3.0) {
1099      SVhealth |= (1<<4);
1100      SVhealth |= (1<<5);
1101    }
1102    //   Bit 6  : E5b DVS
1103    if (_e5bDataInValid) {
1104      SVhealth |= (1<<6);
1105    }
1106    //   Bit 7-8: E5b HS
1107    if      (_E5bHS == 1.0) {
1108      SVhealth |= (1<<7);
1109    }
1110    else if (_E5bHS == 2.0) {
1111      SVhealth |= (1<<8);
1112    }
1113    else if (_E5bHS == 3.0) {
1114      SVhealth |= (1<<7);
1115      SVhealth |= (1<<8);
1116    }
1117  }
1118
1119  out << QString(fmt)
1120    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1121    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1122    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1123    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1124
1125  out << QString(fmt)
1126    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1127    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1128    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1129    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1130
1131
1132  double tot = _TOT;
1133  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1134    tot = 0.0;
1135  }
1136  out << QString(fmt)
1137    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1138    .arg("",      19, QChar(' '))
1139    .arg("",      19, QChar(' '))
1140    .arg("",      19, QChar(' '));
1141
1142  return rnxStr;
1143}
1144
1145// Constructor
1146//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1147t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1148
1149  const int nLines = 4;
1150
1151  if (lines.size() != nLines) {
1152    _checkState = bad;
1153    return;
1154  }
1155
1156  // RINEX Format
1157  // ------------
1158  int fieldLen = 19;
1159
1160  int pos[4];
1161  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1162  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1163  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1164  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1165
1166  // Read four lines
1167  // ---------------
1168  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1169    QString line = lines[iLine];
1170
1171    if      ( iLine == 0 ) {
1172      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1173
1174      int    year, month, day, hour, min;
1175      double sec;
1176
1177      QString prnStr, n;
1178      in >> prnStr;
1179      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1180        in >> n;
1181        prnStr.append(n);
1182      }
1183      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1184      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1185        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1186      }
1187      else {
1188        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1189      }
1190
1191      if      (year <  80) {
1192        year += 2000;
1193      }
1194      else if (year < 100) {
1195        year += 1900;
1196      }
1197
1198      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1199
1200      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1201           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1202           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1203        _checkState = bad;
1204        return;
1205      }
1206    }
1207
1208    else if      ( iLine == 1 ) {
1209      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1210           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1211           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1212           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1213        _checkState = bad;
1214        return;
1215      }
1216    }
1217
1218    else if ( iLine == 2 ) {
1219      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1220           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1221           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1222           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1223        _checkState = bad;
1224        return;
1225      }
1226    }
1227
1228    else if ( iLine == 3 ) {
1229      double iodn;
1230      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1231           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1232           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1233           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1234        _checkState = bad;
1235        return;
1236      } else {
1237        _IODN = int(iodn);
1238      }
1239    }
1240  }
1241
1242  _x_pos          *= 1.e3;
1243  _y_pos          *= 1.e3;
1244  _z_pos          *= 1.e3;
1245  _x_velocity     *= 1.e3;
1246  _y_velocity     *= 1.e3;
1247  _z_velocity     *= 1.e3;
1248  _x_acceleration *= 1.e3;
1249  _y_acceleration *= 1.e3;
1250  _z_acceleration *= 1.e3;
1251}
1252
1253// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1254////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1255
1256unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1257  unsigned char buffer[80];
1258  int size = 0;
1259  int numbits = 0;
1260  long long bitbuffer = 0;
1261  unsigned char *startbuffer = buffer;
1262
1263  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1264  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1265  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1266  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1267  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1268  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1269  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1270  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1271  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1272  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1273  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1274  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1275
1276  return CRC24(size, startbuffer);
1277}
1278
1279// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1280////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1281t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1282
1283  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1284  double  dt = tt - _TOC;
1285
1286  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1287  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1288  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1289
1290  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1291  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1292  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1293
1294  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1295
1296  xc[4] = _agf1;
1297  xc[5] = 0.0;
1298
1299  return success;
1300}
1301
1302// RINEX Format String
1303//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1304QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1305
1306  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1307
1308  QTextStream out(&rnxStr);
1309
1310  out << QString("%1%2%3\n")
1311    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1312    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1313    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1314
1315  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1316
1317  out << QString(fmt)
1318    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1319    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1320    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1321    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1322
1323  out << QString(fmt)
1324    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1325    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1326    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1327    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1328
1329  out << QString(fmt)
1330    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1331    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1332    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1333    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1334
1335  return rnxStr;
1336}
1337
1338// Constructor
1339//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1340t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1341
1342  const int nLines = 8;
1343
1344  if (lines.size() != nLines) {
1345    _checkState = bad;
1346    return;
1347  }
1348
1349  // RINEX Format
1350  // ------------
1351  int fieldLen = 19;
1352
1353  int pos[4];
1354  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1355  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1356  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1357  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1358
1359  // Read eight lines
1360  // ----------------
1361  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1362    QString line = lines[iLine];
1363
1364    if      ( iLine == 0 ) {
1365      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1366
1367      int    year, month, day, hour, min;
1368      double sec;
1369
1370      QString prnStr, n;
1371      in >> prnStr;
1372      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1373        in >> n;
1374        prnStr.append(n);
1375      }
1376      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1377      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1378        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1379      }
1380      else {
1381        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1382      }
1383
1384      if      (year <  80) {
1385        year += 2000;
1386      }
1387      else if (year < 100) {
1388        year += 1900;
1389      }
1390
1391      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1392
1393      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1394           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1395           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1396        _checkState = bad;
1397        return;
1398      }
1399    }
1400
1401    else if      ( iLine == 1 ) {
1402      double aode;
1403      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1404           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1405           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1406           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1407        _checkState = bad;
1408        return;
1409      }
1410      _AODE = int(aode);
1411    }
1412
1413    else if ( iLine == 2 ) {
1414      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1415           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1416           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1417           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1418        _checkState = bad;
1419        return;
1420      }
1421    }
1422
1423    else if ( iLine == 3 ) {
1424      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1425           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1426           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1427           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1428        _checkState = bad;
1429        return;
1430      }
1431    }
1432
1433    else if ( iLine == 4 ) {
1434      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1435           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1436           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1437           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1438        _checkState = bad;
1439        return;
1440      }
1441    }
1442
1443    else if ( iLine == 5 ) {
1444      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1445           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1446        _checkState = bad;
1447        return;
1448      }
1449    }
1450
1451    else if ( iLine == 6 ) {
1452      double SatH1;
1453      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1454           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1455           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1456           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1457        _checkState = bad;
1458        return;
1459      }
1460      _SatH1 = int(SatH1);
1461    }
1462
1463    else if ( iLine == 7 ) {
1464      double aodc;
1465      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1466           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1467        _checkState = bad;
1468        return;
1469      }
1470      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1471        _TOT = _TOEsec;
1472      }
1473      _AODC = int(aodc);
1474    }
1475  }
1476
1477  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1478
1479  // remark: actually should be computed from second_tot
1480  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1481  //_TOT = _TOC.bdssec();
1482}
1483
1484// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1485////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1486unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1487  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1488}
1489
1490// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1491//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1492t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1493
1494  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1495  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1496
1497  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1498  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1499
1500  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1501
1502  if (_sqrt_A == 0) {
1503    return failure;
1504  }
1505  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1506
1507  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1508  double tk = tt - _TOE;
1509  double n  = n0 + _Delta_n;
1510  double M  = _M0 + n*tk;
1511  double E  = M;
1512  double E_last;
1513  int    nLoop = 0;
1514  do {
1515    E_last = E;
1516    E = M + _e*sin(E);
1517
1518    if (++nLoop == 100) {
1519      return failure;
1520    }
1521  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1522
1523  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1524  double u0     = v + _omega;
1525  double sin2u0 = sin(2*u0);
1526  double cos2u0 = cos(2*u0);
1527  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1528  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1529  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1530  double xp     = r*cos(u);
1531  double yp     = r*sin(u);
1532  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1533  double sinom = 0;
1534  double cosom = 0;
1535  double sini  = 0;
1536  double cosi  = 0;
1537
1538  // Velocity
1539  // --------
1540  double tanv2 = tan(v/2);
1541  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1542  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1543                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1544  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1545  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1546  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1547                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1548
1549  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1550  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1551
1552  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1553
1554  // MEO/IGSO satellite
1555  // ------------------
1556  if (_i0 > iMaxGEO) {
1557    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1558
1559    sinom = sin(OM);
1560    cosom = cos(OM);
1561    sini  = sin(i);
1562    cosi  = cos(i);
1563
1564    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1565    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1566    xc[2] = yp*sini;
1567
1568    // Velocity
1569    // --------
1570
1571    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1572
1573    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1574           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1575                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1576
1577    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1578           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1579                            - yp*sini*cosom*doti;
1580
1581    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1582
1583  }
1584
1585  // GEO satellite
1586  // -------------
1587  else {
1588    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1589    double ll    = omegaBDS*tk;
1590
1591    sinom = sin(OM);
1592    cosom = cos(OM);
1593    sini  = sin(i);
1594    cosi  = cos(i);
1595
1596    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1597    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1598    double zz = yp*sini;
1599
1600    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1601    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1602
1603    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1604    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1605
1606    xc[0] = X2(1);
1607    xc[1] = X2(2);
1608    xc[2] = X2(3);
1609
1610    double dotom = _OMEGADOT;
1611
1612    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1613               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1614                                + yp*sini*sinom*doti;
1615
1616    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1617               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1618                                - yp*sini*cosom*doti;
1619
1620    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1621
1622    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1623
1624    Matrix RdotZ(3,3);
1625    double C = cos(ll);
1626    double S = sin(ll);
1627    Matrix UU(3,3);
1628    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1629    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1630    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1631    RdotZ = omegaBDS * UU;
1632
1633    ColumnVector VV(3);
1634    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1635
1636    vv[0] = VV(1);
1637    vv[1] = VV(2);
1638    vv[2] = VV(3);
1639  }
1640
1641  double tc = tt - _TOC;
1642  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1643
1644  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1645  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1646
1647  // Relativistic Correction
1648  // -----------------------
1649  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1650    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1651  // correspondent to IGS convention
1652  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1653
1654  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1655  xc[5] = _clock_driftrate;
1656  return success;
1657}
1658
1659// RINEX Format String
1660//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1661QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1662
1663  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1664
1665  QTextStream out(&rnxStr);
1666
1667  out << QString("%1%2%3\n")
1668    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1669    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1670    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1671
1672  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1673
1674  out << QString(fmt)
1675    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1676    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1677    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1678    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1679
1680  out << QString(fmt)
1681    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1682    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1683    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1684    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1685
1686  double toes = 0.0;
1687  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1688    toes = _TOEsec;
1689  }
1690  else {// RTCM stream input
1691    toes = _TOE.bdssec();
1692  }
1693  out << QString(fmt)
1694    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1695    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1696    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1697    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1698
1699  out << QString(fmt)
1700    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1701    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1702    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1703    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1704
1705  double toew = 0.0;
1706  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1707    toew = _TOEweek;
1708  }
1709  else {// RTCM stream input
1710    toew = double(_TOE.bdsw());
1711  }
1712  out << QString(fmt)
1713    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1714    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1715    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1716    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1717
1718  out << QString(fmt)
1719    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1720    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1721    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1722    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1723
1724  double tots = 0.0;
1725  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1726    tots = _TOT;
1727  }
1728  else {// RTCM stream input
1729    tots = _TOE.bdssec();
1730  }
1731  out << QString(fmt)
1732    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1733    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1734    .arg("",            19, QChar(' '))
1735    .arg("",            19, QChar(' '));
1736  return rnxStr;
1737}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.