source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8925

Last change on this file since 8925 was 8925, checked in by stuerze, 5 months ago

bug fixed: RINEX 3.04 QZSS fit interval is specified as flag

File size: 47.4 KB
Line 
1#include <sstream>
2#include <iostream>
3#include <iomanip>
4#include <cstring>
5
6#include <newmatio.h>
7
8#include "ephemeris.h"
9#include "bncutils.h"
10#include "bnctime.h"
11#include "bnccore.h"
12#include "bncutils.h"
13#include "satObs.h"
14#include "pppInclude.h"
15#include "pppModel.h"
16
17using namespace std;
18
19// Constructor
20////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21t_eph::t_eph() {
22  _checkState = unchecked;
23  _orbCorr    = 0;
24  _clkCorr    = 0;
25}
26// Destructor
27////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
28t_eph::~t_eph() {
29  if (_orbCorr)
30    delete _orbCorr;
31  if (_clkCorr)
32    delete _clkCorr;
33}
34
35//
36////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
37void t_eph::setOrbCorr(const t_orbCorr* orbCorr) {
38  if (_orbCorr) {
39    delete _orbCorr;
40    _orbCorr = 0;
41  }
42  _orbCorr = new t_orbCorr(*orbCorr);
43}
44
45//
46////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
47void t_eph::setClkCorr(const t_clkCorr* clkCorr) {
48  if (_clkCorr) {
49    delete _clkCorr;
50    _clkCorr = 0;
51  }
52  _clkCorr = new t_clkCorr(*clkCorr);
53}
54
55//
56////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
57t_irc t_eph::getCrd(const bncTime& tt, ColumnVector& xc, ColumnVector& vv, bool useCorr) const {
58
59  if (_checkState == bad ||
60      _checkState == unhealthy ||
61      _checkState == outdated) {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      // Rinex 3.04: fitInterval is specified as time period for GPS,
304      //             as flag for QZSS and not valid for IRNSS
305      double fitIntervalRnx;
306      readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
307      if (type() == t_eph::QZSS) {
308        _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
309      }
310    }
311  }
312}
313
314// Compute GPS Satellite Position (virtual)
315////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
316t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
317
318  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
319  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
320
321  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
322  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
323
324  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
325  if (a0 == 0) {
326    return failure;
327  }
328
329  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
330
331  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
332  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
333
334  double n  = n0 + _Delta_n;
335  double M  = _M0 + n*tk;
336  double E  = M;
337  double E_last;
338  int    nLoop = 0;
339  do {
340    E_last = E;
341    E = M + _e*sin(E);
342
343    if (++nLoop == 100) {
344      return failure;
345    }
346  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
347  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
348  double u0     = v + _omega;
349  double sin2u0 = sin(2*u0);
350  double cos2u0 = cos(2*u0);
351  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
352  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
353  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
354  double xp     = r*cos(u);
355  double yp     = r*sin(u);
356  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
357                   omegaEarth*_TOEsec;
358
359  double sinom = sin(OM);
360  double cosom = cos(OM);
361  double sini  = sin(i);
362  double cosi  = cos(i);
363  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
364  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
365  xc[2] = yp*sini;
366
367  double tc = tt - _TOC;
368  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
369
370  // Velocity
371  // --------
372  double tanv2 = tan(v/2);
373  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
374  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
375               * dEdM * n;
376  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
377  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
378  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
379  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
380                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
381  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
382  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
383
384  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
385           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
386                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
387
388  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
389           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
390                          - yp*sini*cosom*doti;
391
392  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
393
394  // Relativistic Correction
395  // -----------------------
396  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
397  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
398
399  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
400  xc[5] = _clock_driftrate;
401
402  return success;
403}
404
405// RINEX Format String
406//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
407QString t_ephGPS::toString(double version) const {
408
409  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
410
411  QTextStream out(&rnxStr);
412
413  out << QString("%1%2%3\n")
414    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
415    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
416    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
417
418  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
419
420  out << QString(fmt)
421    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
422    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
423    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
424    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
425
426  out << QString(fmt)
427    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
428    .arg(_e,      19, 'e', 12)
429    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
430    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
431
432  out << QString(fmt)
433    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
434    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
435    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
436    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
437
438  out << QString(fmt)
439    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
440    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
441    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
442    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
443
444  if (type() == t_eph::IRNSS) {
445    out << QString(fmt)
446      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
447      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
448      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
449      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
450  }
451  else {
452    out << QString(fmt)
453      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
454      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
455      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
456      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
457  }
458
459  if (type() == t_eph::IRNSS) {
460    out << QString(fmt)
461      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
462      .arg(_health, 19, 'e', 12)
463      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
464      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
465  }
466  else {
467    out << QString(fmt)
468      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
469      .arg(_health, 19, 'e', 12)
470      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
471      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
472  }
473
474  double tot = _TOT;
475  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
476    tot = 0.0;
477  }
478  if (type() == t_eph::IRNSS) {
479    out << QString(fmt)
480      .arg(tot,          19, 'e', 12)
481      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
482      .arg("",           19, QChar(' '))
483      .arg("",           19, QChar(' '));
484  }
485  else {
486    // Rinex 3.04: fitInterval is specified as flag for QZSS
487    //             but as time period for GPS
488    double fitIntervalRnx = _fitInterval; // GPS
489    if (type() == t_eph::QZSS) {
490      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
491    }
492    out << QString(fmt)
493      .arg(tot,            19, 'e', 12)
494      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
495      .arg("",             19, QChar(' '))
496      .arg("",             19, QChar(' '));
497  }
498
499  return rnxStr;
500}
501
502// Constructor
503//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
504t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
505
506  const int nLines = 4;
507
508  if (lines.size() != nLines) {
509    _checkState = bad;
510    return;
511  }
512
513  // RINEX Format
514  // ------------
515  int fieldLen = 19;
516
517  int pos[4];
518  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
519  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
520  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
521  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
522
523  // Read four lines
524  // ---------------
525  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
526    QString line = lines[iLine];
527
528    if      ( iLine == 0 ) {
529      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
530
531      int    year, month, day, hour, min;
532      double sec;
533
534      QString prnStr, n;
535      in >> prnStr;
536      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
537        in >> n;
538        prnStr.append(n);
539      }
540      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
541      if (prnStr.at(0) == 'R') {
542        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
543      }
544      else {
545        _prn.set('R', prnStr.toInt());
546      }
547
548      if      (year <  80) {
549        year += 2000;
550      }
551      else if (year < 100) {
552        year += 1900;
553      }
554
555      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
556
557      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
558      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
559      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
560      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
561           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
562           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
563        _checkState = bad;
564        return;
565      }
566      _tki -= nd * 86400.0;
567      _tau  = -_tau;
568    }
569
570    else if      ( iLine == 1 ) {
571      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
572           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
573           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
574           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
575        _checkState = bad;
576        return;
577      }
578    }
579
580    else if ( iLine == 2 ) {
581      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
582           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
583           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
584           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
585        _checkState = bad;
586        return;
587      }
588    }
589
590    else if ( iLine == 3 ) {
591      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
592           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
593           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
594           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
595        _checkState = bad;
596        return;
597      }
598    }
599  }
600
601  // Initialize status vector
602  // ------------------------
603  _tt = _TOC;
604  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
605  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
606  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
607  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
608  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
609  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
610  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
611}
612
613// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
614////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
615t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
616
617  static const double nominalStep = 10.0;
618
619  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
620  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
621
622  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
623
624  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
625    return failure;
626  }
627
628  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
629  double step = dtPos / nSteps;
630
631  double acc[3];
632  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
633  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
634  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
635
636  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
637    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
638    _tt = _tt + step;
639  }
640
641  // Position and Velocity
642  // ---------------------
643  xc[0] = _xv(1);
644  xc[1] = _xv(2);
645  xc[2] = _xv(3);
646
647  vv[0] = _xv(4);
648  vv[1] = _xv(5);
649  vv[2] = _xv(6);
650
651  // Clock Correction
652  // ----------------
653  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
654  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
655
656  xc[4] = _gamma;
657  xc[5] = 0.0;
658
659  return success;
660}
661
662// RINEX Format String
663//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
664QString t_ephGlo::toString(double version) const {
665
666  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
667  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
668  QTextStream out(&rnxStr);
669
670  out << QString("%1%2%3\n")
671    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
672    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
673    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
674
675  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
676
677  out << QString(fmt)
678    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
679    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
680    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
681    .arg(_health,         19, 'e', 12);
682
683  out << QString(fmt)
684    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
685    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
686    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
687    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
688
689  out << QString(fmt)
690    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
691    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
692    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
693    .arg(_E,              19, 'e', 12);
694
695  return rnxStr;
696}
697
698// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
699////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
700ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
701                                 double* acc) {
702
703  // State vector components
704  // -----------------------
705  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
706  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
707
708  // Acceleration
709  // ------------
710  static const double gmWGS = 398.60044e12;
711  static const double AE    = 6378136.0;
712  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
713  static const double C20   = -1082.6257e-6;
714
715  double rho = rr.NormFrobenius();
716  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
717  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
718  double t3  = OMEGA * OMEGA;
719  double t4  = 2.0 * OMEGA;
720  double z2  = rr(3) * rr(3);
721
722  // Vector of derivatives
723  // ---------------------
724  ColumnVector va(6);
725  va(1) = vv(1);
726  va(2) = vv(2);
727  va(3) = vv(3);
728  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
729  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
730  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
731
732  return va;
733}
734
735// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
736////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
737unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
738  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
739  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
740}
741
742// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
743////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
744unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
745
746  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
747      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
748          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
749          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
750        return 1;
751      }
752  }
753  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
754    if (_health) {
755      return 1;
756    }
757  }
758  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
759}
760
761
762// Constructor
763//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
764t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
765  int       year, month, day, hour, min;
766  double    sec;
767  QString   prnStr;
768  const int nLines = 8;
769  if (lines.size() != nLines) {
770    _checkState = bad;
771    return;
772  }
773
774  // RINEX Format
775  // ------------
776  int fieldLen = 19;
777  double SVhealth = 0.0;
778  double datasource = 0.0;
779
780  int pos[4];
781  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
782  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
783  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
784  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
785
786  // Read eight lines
787  // ----------------
788  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
789    QString line = lines[iLine];
790
791    if      ( iLine == 0 ) {
792      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
793      QString n;
794      in >> prnStr;
795      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
796        in >> n;
797        prnStr.append(n);
798      }
799      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
800      if      (year <  80) {
801        year += 2000;
802      }
803      else if (year < 100) {
804        year += 1900;
805      }
806
807      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
808
809      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
810           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
811           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
812        _checkState = bad;
813        return;
814      }
815    }
816
817    else if      ( iLine == 1 ) {
818      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
819           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
820           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
821           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
822        _checkState = bad;
823        return;
824      }
825    }
826
827    else if ( iLine == 2 ) {
828      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
829           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
830           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
831           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
832        _checkState = bad;
833        return;
834      }
835    }
836
837    else if ( iLine == 3 ) {
838      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
839           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
840           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
841           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
842        _checkState = bad;
843        return;
844      }
845    }
846
847    else if ( iLine == 4 ) {
848      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
849           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
850           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
851           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
852        _checkState = bad;
853        return;
854      }
855    }
856
857    else if ( iLine == 5 ) {
858      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
859           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
860           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
861        _checkState = bad;
862        return;
863      } else {
864        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
865          _fnav = true;
866          _inav = false;
867        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
868          _fnav = false;
869          _inav = true;
870        }
871        _TOEweek -= 1024.0;
872      }
873    }
874
875    else if ( iLine == 6 ) {
876      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
877           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
878           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
879           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
880        _checkState = bad;
881        return;
882      } else {
883        // Bit 0
884        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
885        // Bit 1-2
886        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
887        // Bit 3
888        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
889        // Bit 4-5
890        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
891        // Bit 6
892        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
893        // Bit 7-8
894        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
895
896        if (prnStr.at(0) == 'E') {
897          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
898        }
899      }
900    }
901
902    else if ( iLine == 7 ) {
903      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
904        _checkState = bad;
905        return;
906      }
907    }
908  }
909}
910
911// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
912////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
913t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
914
915  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
916  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
917
918  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
919  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
920
921  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
922  if (a0 == 0) {
923    return failure;
924  }
925
926  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
927
928  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
929  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
930
931  double n  = n0 + _Delta_n;
932  double M  = _M0 + n*tk;
933  double E  = M;
934  double E_last;
935  int    nLoop = 0;
936  do {
937    E_last = E;
938    E = M + _e*sin(E);
939
940    if (++nLoop == 100) {
941      return failure;
942    }
943  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
944  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
945  double u0     = v + _omega;
946  double sin2u0 = sin(2*u0);
947  double cos2u0 = cos(2*u0);
948  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
949  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
950  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
951  double xp     = r*cos(u);
952  double yp     = r*sin(u);
953  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
954                  omegaEarth*_TOEsec;
955
956  double sinom = sin(OM);
957  double cosom = cos(OM);
958  double sini  = sin(i);
959  double cosi  = cos(i);
960  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
961  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
962  xc[2] = yp*sini;
963
964  double tc = tt - _TOC;
965  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
966
967  // Velocity
968  // --------
969  double tanv2 = tan(v/2);
970  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
971  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
972               * dEdM * n;
973  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
974  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
975  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
976  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
977                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
978  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
979  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
980
981  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
982           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
983                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
984
985  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
986           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
987                          - yp*sini*cosom*doti;
988
989  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
990
991  // Relativistic Correction
992  // -----------------------
993  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
994  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
995  // correspondent to IGS convention
996  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
997
998  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
999  xc[5] = _clock_driftrate;
1000
1001  return success;
1002}
1003
1004// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1005////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1006unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1007  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1008    return 1;
1009  }
1010  return 0;
1011}
1012
1013// RINEX Format String
1014//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1015QString t_ephGal::toString(double version) const {
1016
1017  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1018
1019  QTextStream out(&rnxStr);
1020
1021  out << QString("%1%2%3\n")
1022    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1023    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1024    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1025
1026  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1027
1028  out << QString(fmt)
1029    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1030    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1031    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1032    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1033
1034  out << QString(fmt)
1035    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1036    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1037    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1038    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1039
1040  out << QString(fmt)
1041    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1042    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1043    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1044    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1045
1046  out << QString(fmt)
1047    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1048    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1049    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1050    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1051
1052  int    dataSource = 0;
1053  int    SVhealth   = 0;
1054  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1055  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1056  if (_fnav) {
1057    dataSource |= (1<<1);
1058    dataSource |= (1<<8);
1059    BGD_1_5B = 0.0;
1060    // SVhealth
1061    //   Bit 3  : E5a DVS
1062    if (_e5aDataInValid) {
1063      SVhealth |= (1<<3);
1064    }
1065    //   Bit 4-5: E5a HS
1066    if (_E5aHS == 1.0) {
1067      SVhealth |= (1<<4);
1068    }
1069    else if (_E5aHS == 2.0) {
1070      SVhealth |= (1<<5);
1071    }
1072    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1073      SVhealth |= (1<<4);
1074      SVhealth |= (1<<5);
1075    }
1076  }
1077  else if(_inav) {
1078    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1079    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1080    dataSource |= (1<<0);
1081    dataSource |= (1<<2);
1082    dataSource |= (1<<9);
1083    // SVhealth
1084    //   Bit 0  : E1-B DVS
1085    if (_e1DataInValid) {
1086      SVhealth |= (1<<0);
1087    }
1088    //   Bit 1-2: E1-B HS
1089    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1090      SVhealth |= (1<<1);
1091    }
1092    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1093      SVhealth |= (1<<2);
1094    }
1095    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1096      SVhealth |= (1<<1);
1097      SVhealth |= (1<<2);
1098    }
1099    //   Bit 3  : E5a DVS
1100    if (_e5aDataInValid) {
1101      SVhealth |= (1<<3);
1102    }
1103    //   Bit 4-5: E5a HS
1104    if      (_E5aHS == 1.0) {
1105      SVhealth |= (1<<4);
1106    }
1107    else if (_E5aHS == 2.0) {
1108      SVhealth |= (1<<5);
1109    }
1110    else if (_E5aHS == 3.0) {
1111      SVhealth |= (1<<4);
1112      SVhealth |= (1<<5);
1113    }
1114    //   Bit 6  : E5b DVS
1115    if (_e5bDataInValid) {
1116      SVhealth |= (1<<6);
1117    }
1118    //   Bit 7-8: E5b HS
1119    if      (_E5bHS == 1.0) {
1120      SVhealth |= (1<<7);
1121    }
1122    else if (_E5bHS == 2.0) {
1123      SVhealth |= (1<<8);
1124    }
1125    else if (_E5bHS == 3.0) {
1126      SVhealth |= (1<<7);
1127      SVhealth |= (1<<8);
1128    }
1129  }
1130
1131  out << QString(fmt)
1132    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1133    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1134    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1135    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1136
1137  out << QString(fmt)
1138    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1139    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1140    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1141    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1142
1143
1144  double tot = _TOT;
1145  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1146    tot = 0.0;
1147  }
1148  out << QString(fmt)
1149    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1150    .arg("",      19, QChar(' '))
1151    .arg("",      19, QChar(' '))
1152    .arg("",      19, QChar(' '));
1153
1154  return rnxStr;
1155}
1156
1157// Constructor
1158//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1159t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1160
1161  const int nLines = 4;
1162
1163  if (lines.size() != nLines) {
1164    _checkState = bad;
1165    return;
1166  }
1167
1168  // RINEX Format
1169  // ------------
1170  int fieldLen = 19;
1171
1172  int pos[4];
1173  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1174  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1175  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1176  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1177
1178  // Read four lines
1179  // ---------------
1180  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1181    QString line = lines[iLine];
1182
1183    if      ( iLine == 0 ) {
1184      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1185
1186      int    year, month, day, hour, min;
1187      double sec;
1188
1189      QString prnStr, n;
1190      in >> prnStr;
1191      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1192        in >> n;
1193        prnStr.append(n);
1194      }
1195      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1196      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1197        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1198      }
1199      else {
1200        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1201      }
1202
1203      if      (year <  80) {
1204        year += 2000;
1205      }
1206      else if (year < 100) {
1207        year += 1900;
1208      }
1209
1210      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1211
1212      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1213           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1214           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1215        _checkState = bad;
1216        return;
1217      }
1218    }
1219
1220    else if      ( iLine == 1 ) {
1221      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1222           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1223           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1224           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1225        _checkState = bad;
1226        return;
1227      }
1228    }
1229
1230    else if ( iLine == 2 ) {
1231      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1232           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1233           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1234           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1235        _checkState = bad;
1236        return;
1237      }
1238    }
1239
1240    else if ( iLine == 3 ) {
1241      double iodn;
1242      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1243           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1244           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1245           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1246        _checkState = bad;
1247        return;
1248      } else {
1249        _IODN = int(iodn);
1250      }
1251    }
1252  }
1253
1254  _x_pos          *= 1.e3;
1255  _y_pos          *= 1.e3;
1256  _z_pos          *= 1.e3;
1257  _x_velocity     *= 1.e3;
1258  _y_velocity     *= 1.e3;
1259  _z_velocity     *= 1.e3;
1260  _x_acceleration *= 1.e3;
1261  _y_acceleration *= 1.e3;
1262  _z_acceleration *= 1.e3;
1263}
1264
1265// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1266////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1267
1268unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1269  unsigned char buffer[80];
1270  int size = 0;
1271  int numbits = 0;
1272  long long bitbuffer = 0;
1273  unsigned char *startbuffer = buffer;
1274
1275  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1276  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1277  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1278  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1279  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1280  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1281  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1282  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1283  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1284  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1285  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1286  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1287
1288  return CRC24(size, startbuffer);
1289}
1290
1291// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1292////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1293t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1294
1295  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1296  double  dt = tt - _TOC;
1297
1298  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1299  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1300  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1301
1302  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1303  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1304  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1305
1306  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1307
1308  xc[4] = _agf1;
1309  xc[5] = 0.0;
1310
1311  return success;
1312}
1313
1314// RINEX Format String
1315//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1316QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1317
1318  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1319
1320  QTextStream out(&rnxStr);
1321
1322  out << QString("%1%2%3\n")
1323    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1324    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1325    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1326
1327  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1328
1329  out << QString(fmt)
1330    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1331    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1332    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1333    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1334
1335  out << QString(fmt)
1336    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1337    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1338    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1339    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1340
1341  out << QString(fmt)
1342    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1343    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1344    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1345    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1346
1347  return rnxStr;
1348}
1349
1350// Constructor
1351//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1352t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1353
1354  const int nLines = 8;
1355
1356  if (lines.size() != nLines) {
1357    _checkState = bad;
1358    return;
1359  }
1360
1361  // RINEX Format
1362  // ------------
1363  int fieldLen = 19;
1364
1365  int pos[4];
1366  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1367  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1368  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1369  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1370
1371  // Read eight lines
1372  // ----------------
1373  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1374    QString line = lines[iLine];
1375
1376    if      ( iLine == 0 ) {
1377      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1378
1379      int    year, month, day, hour, min;
1380      double sec;
1381
1382      QString prnStr, n;
1383      in >> prnStr;
1384      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1385        in >> n;
1386        prnStr.append(n);
1387      }
1388      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1389      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1390        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1391      }
1392      else {
1393        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1394      }
1395
1396      if      (year <  80) {
1397        year += 2000;
1398      }
1399      else if (year < 100) {
1400        year += 1900;
1401      }
1402
1403      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1404
1405      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1406           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1407           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1408        _checkState = bad;
1409        return;
1410      }
1411    }
1412
1413    else if      ( iLine == 1 ) {
1414      double aode;
1415      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1416           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1417           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1418           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1419        _checkState = bad;
1420        return;
1421      }
1422      _AODE = int(aode);
1423    }
1424
1425    else if ( iLine == 2 ) {
1426      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1427           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1428           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1429           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1430        _checkState = bad;
1431        return;
1432      }
1433    }
1434
1435    else if ( iLine == 3 ) {
1436      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1437           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1438           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1439           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1440        _checkState = bad;
1441        return;
1442      }
1443    }
1444
1445    else if ( iLine == 4 ) {
1446      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1447           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1448           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1449           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1450        _checkState = bad;
1451        return;
1452      }
1453    }
1454
1455    else if ( iLine == 5 ) {
1456      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1457           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1458        _checkState = bad;
1459        return;
1460      }
1461    }
1462
1463    else if ( iLine == 6 ) {
1464      double SatH1;
1465      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1466           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1467           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1468           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1469        _checkState = bad;
1470        return;
1471      }
1472      _SatH1 = int(SatH1);
1473    }
1474
1475    else if ( iLine == 7 ) {
1476      double aodc;
1477      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1478           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1479        _checkState = bad;
1480        return;
1481      }
1482      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1483        _TOT = _TOEsec;
1484      }
1485      _AODC = int(aodc);
1486    }
1487  }
1488
1489  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1490
1491  // remark: actually should be computed from second_tot
1492  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1493  //_TOT = _TOC.bdssec();
1494}
1495
1496// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1497////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1498unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1499  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1500}
1501
1502// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1503//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1504t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1505
1506  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1507  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1508
1509  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1510  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1511
1512  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1513
1514  if (_sqrt_A == 0) {
1515    return failure;
1516  }
1517  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1518
1519  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1520  double tk = tt - _TOE;
1521  double n  = n0 + _Delta_n;
1522  double M  = _M0 + n*tk;
1523  double E  = M;
1524  double E_last;
1525  int    nLoop = 0;
1526  do {
1527    E_last = E;
1528    E = M + _e*sin(E);
1529
1530    if (++nLoop == 100) {
1531      return failure;
1532    }
1533  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1534
1535  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1536  double u0     = v + _omega;
1537  double sin2u0 = sin(2*u0);
1538  double cos2u0 = cos(2*u0);
1539  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1540  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1541  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1542  double xp     = r*cos(u);
1543  double yp     = r*sin(u);
1544  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1545  double sinom = 0;
1546  double cosom = 0;
1547  double sini  = 0;
1548  double cosi  = 0;
1549
1550  // Velocity
1551  // --------
1552  double tanv2 = tan(v/2);
1553  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1554  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1555                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1556  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1557  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1558  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1559                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1560
1561  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1562  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1563
1564  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1565
1566  // MEO/IGSO satellite
1567  // ------------------
1568  if (_i0 > iMaxGEO) {
1569    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1570
1571    sinom = sin(OM);
1572    cosom = cos(OM);
1573    sini  = sin(i);
1574    cosi  = cos(i);
1575
1576    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1577    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1578    xc[2] = yp*sini;
1579
1580    // Velocity
1581    // --------
1582
1583    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1584
1585    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1586           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1587                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1588
1589    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1590           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1591                            - yp*sini*cosom*doti;
1592
1593    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1594
1595  }
1596
1597  // GEO satellite
1598  // -------------
1599  else {
1600    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1601    double ll    = omegaBDS*tk;
1602
1603    sinom = sin(OM);
1604    cosom = cos(OM);
1605    sini  = sin(i);
1606    cosi  = cos(i);
1607
1608    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1609    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1610    double zz = yp*sini;
1611
1612    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1613    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1614
1615    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1616    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1617
1618    xc[0] = X2(1);
1619    xc[1] = X2(2);
1620    xc[2] = X2(3);
1621
1622    double dotom = _OMEGADOT;
1623
1624    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1625               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1626                                + yp*sini*sinom*doti;
1627
1628    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1629               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1630                                - yp*sini*cosom*doti;
1631
1632    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1633
1634    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1635
1636    Matrix RdotZ(3,3);
1637    double C = cos(ll);
1638    double S = sin(ll);
1639    Matrix UU(3,3);
1640    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1641    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1642    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1643    RdotZ = omegaBDS * UU;
1644
1645    ColumnVector VV(3);
1646    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1647
1648    vv[0] = VV(1);
1649    vv[1] = VV(2);
1650    vv[2] = VV(3);
1651  }
1652
1653  double tc = tt - _TOC;
1654  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1655
1656  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1657  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1658
1659  // Relativistic Correction
1660  // -----------------------
1661  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1662    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1663  // correspondent to IGS convention
1664  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1665
1666  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1667  xc[5] = _clock_driftrate;
1668  return success;
1669}
1670
1671// RINEX Format String
1672//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1673QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1674
1675  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1676
1677  QTextStream out(&rnxStr);
1678
1679  out << QString("%1%2%3\n")
1680    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1681    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1682    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1683
1684  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1685
1686  out << QString(fmt)
1687    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1688    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1689    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1690    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1691
1692  out << QString(fmt)
1693    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1694    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1695    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1696    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1697
1698  double toes = 0.0;
1699  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1700    toes = _TOEsec;
1701  }
1702  else {// RTCM stream input
1703    toes = _TOE.bdssec();
1704  }
1705  out << QString(fmt)
1706    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1707    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1708    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1709    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1710
1711  out << QString(fmt)
1712    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1713    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1714    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1715    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1716
1717  double toew = 0.0;
1718  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1719    toew = _TOEweek;
1720  }
1721  else {// RTCM stream input
1722    toew = double(_TOE.bdsw());
1723  }
1724  out << QString(fmt)
1725    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1726    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1727    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1728    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1729
1730  out << QString(fmt)
1731    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1732    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1733    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1734    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1735
1736  double tots = 0.0;
1737  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1738    tots = _TOT;
1739  }
1740  else {// RTCM stream input
1741    tots = _TOE.bdssec();
1742  }
1743  out << QString(fmt)
1744    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1745    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1746    .arg("",            19, QChar(' '))
1747    .arg("",            19, QChar(' '));
1748  return rnxStr;
1749}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.