source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8927

Last change on this file since 8927 was 8927, checked in by stuerze, 5 months ago

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

File size: 47.5 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61      _checkState == outdated) {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    else if ( iLine == 7 ) {
298      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
299        _checkState = bad;
300        return;
301      }
302      // fitInterval is not valid for IRNSS
303      if (type() != t_eph::IRNSS) {
304        // Rinex 3.04:
305        double fitIntervalRnx;
306        readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
307        if        (type() == t_eph::GPS) {  // specified as time period for GPS
308          _fitInterval = fitIntervalRnx;
309        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
310          _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
311        }
312      }
313    }
314  }
315}
316
317// Compute GPS Satellite Position (virtual)
318////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
319t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
320
321  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
322  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
323
324  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
325  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
326
327  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
328  if (a0 == 0) {
329    return failure;
330  }
331
332  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
333
334  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
335  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
336
337  double n  = n0 + _Delta_n;
338  double M  = _M0 + n*tk;
339  double E  = M;
340  double E_last;
341  int    nLoop = 0;
342  do {
343    E_last = E;
344    E = M + _e*sin(E);
345
346    if (++nLoop == 100) {
347      return failure;
348    }
349  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
350  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
351  double u0     = v + _omega;
352  double sin2u0 = sin(2*u0);
353  double cos2u0 = cos(2*u0);
354  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
355  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
356  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
357  double xp     = r*cos(u);
358  double yp     = r*sin(u);
359  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
360                   omegaEarth*_TOEsec;
361
362  double sinom = sin(OM);
363  double cosom = cos(OM);
364  double sini  = sin(i);
365  double cosi  = cos(i);
366  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
367  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
368  xc[2] = yp*sini;
369
370  double tc = tt - _TOC;
371  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
372
373  // Velocity
374  // --------
375  double tanv2 = tan(v/2);
376  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
377  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
378               * dEdM * n;
379  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
380  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
381  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
382  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
383                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
384  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
385  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
386
387  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
388           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
389                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
390
391  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
392           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
393                          - yp*sini*cosom*doti;
394
395  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
396
397  // Relativistic Correction
398  // -----------------------
399  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
400  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
401
402  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
403  xc[5] = _clock_driftrate;
404
405  return success;
406}
407
408// RINEX Format String
409//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
410QString t_ephGPS::toString(double version) const {
411
412  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
413
414  QTextStream out(&rnxStr);
415
416  out << QString("%1%2%3\n")
417    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
418    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
419    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
420
421  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
422
423  out << QString(fmt)
424    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
425    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
426    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
427    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
428
429  out << QString(fmt)
430    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
431    .arg(_e,      19, 'e', 12)
432    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
433    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
434
435  out << QString(fmt)
436    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
437    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
438    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
439    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
440
441  out << QString(fmt)
442    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
443    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
444    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
445    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
446
447  if (type() == t_eph::IRNSS) {
448    out << QString(fmt)
449      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
450      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
451      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
452      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
453  }
454  else {
455    out << QString(fmt)
456      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
457      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
458      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
459      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
460  }
461
462  if (type() == t_eph::IRNSS) {
463    out << QString(fmt)
464      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
465      .arg(_health, 19, 'e', 12)
466      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
467      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
468  }
469  else {
470    out << QString(fmt)
471      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
472      .arg(_health, 19, 'e', 12)
473      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
474      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
475  }
476
477  double tot = _TOT;
478  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
479    tot = 0.0;
480  }
481  // fitInterval
482  if (type() == t_eph::IRNSS) {           // not valid for IRNSS
483    out << QString(fmt)
484      .arg(tot,          19, 'e', 12)
485      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
486      .arg("",           19, QChar(' '))
487      .arg("",           19, QChar(' '));
488  }
489  else {
490    // Rinex 3.04:
491    double fitIntervalRnx = _fitInterval; // specified as time period in hours for GPS
492    if (type() == t_eph::QZSS) {          // specified as flag for QZSS
493      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
494    }
495    out << QString(fmt)
496      .arg(tot,            19, 'e', 12)
497      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
498      .arg("",             19, QChar(' '))
499      .arg("",             19, QChar(' '));
500  }
501
502  return rnxStr;
503}
504
505// Constructor
506//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
507t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
508
509  const int nLines = 4;
510
511  if (lines.size() != nLines) {
512    _checkState = bad;
513    return;
514  }
515
516  // RINEX Format
517  // ------------
518  int fieldLen = 19;
519
520  int pos[4];
521  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
522  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
523  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
524  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
525
526  // Read four lines
527  // ---------------
528  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
529    QString line = lines[iLine];
530
531    if      ( iLine == 0 ) {
532      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
533
534      int    year, month, day, hour, min;
535      double sec;
536
537      QString prnStr, n;
538      in >> prnStr;
539      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
540        in >> n;
541        prnStr.append(n);
542      }
543      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
544      if (prnStr.at(0) == 'R') {
545        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
546      }
547      else {
548        _prn.set('R', prnStr.toInt());
549      }
550
551      if      (year <  80) {
552        year += 2000;
553      }
554      else if (year < 100) {
555        year += 1900;
556      }
557
558      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
559
560      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
561      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
562      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
563      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
564           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
565           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
566        _checkState = bad;
567        return;
568      }
569      _tki -= nd * 86400.0;
570      _tau  = -_tau;
571    }
572
573    else if      ( iLine == 1 ) {
574      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
575           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
576           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
577           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
578        _checkState = bad;
579        return;
580      }
581    }
582
583    else if ( iLine == 2 ) {
584      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
585           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
586           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
587           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
588        _checkState = bad;
589        return;
590      }
591    }
592
593    else if ( iLine == 3 ) {
594      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
595           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
596           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
597           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
598        _checkState = bad;
599        return;
600      }
601    }
602  }
603
604  // Initialize status vector
605  // ------------------------
606  _tt = _TOC;
607  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
608  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
609  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
610  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
611  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
612  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
613  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
614}
615
616// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
617////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
618t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
619
620  static const double nominalStep = 10.0;
621
622  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
623  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
624
625  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
626
627  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
628    return failure;
629  }
630
631  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
632  double step = dtPos / nSteps;
633
634  double acc[3];
635  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
636  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
637  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
638
639  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
640    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
641    _tt = _tt + step;
642  }
643
644  // Position and Velocity
645  // ---------------------
646  xc[0] = _xv(1);
647  xc[1] = _xv(2);
648  xc[2] = _xv(3);
649
650  vv[0] = _xv(4);
651  vv[1] = _xv(5);
652  vv[2] = _xv(6);
653
654  // Clock Correction
655  // ----------------
656  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
657  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
658
659  xc[4] = _gamma;
660  xc[5] = 0.0;
661
662  return success;
663}
664
665// RINEX Format String
666//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
667QString t_ephGlo::toString(double version) const {
668
669  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
670  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
671  QTextStream out(&rnxStr);
672
673  out << QString("%1%2%3\n")
674    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
675    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
676    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
677
678  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
679
680  out << QString(fmt)
681    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
682    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
683    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
684    .arg(_health,         19, 'e', 12);
685
686  out << QString(fmt)
687    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
688    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
689    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
690    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
691
692  out << QString(fmt)
693    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
694    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
695    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
696    .arg(_E,              19, 'e', 12);
697
698  return rnxStr;
699}
700
701// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
702////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
703ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
704                                 double* acc) {
705
706  // State vector components
707  // -----------------------
708  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
709  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
710
711  // Acceleration
712  // ------------
713  static const double gmWGS = 398.60044e12;
714  static const double AE    = 6378136.0;
715  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
716  static const double C20   = -1082.6257e-6;
717
718  double rho = rr.NormFrobenius();
719  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
720  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
721  double t3  = OMEGA * OMEGA;
722  double t4  = 2.0 * OMEGA;
723  double z2  = rr(3) * rr(3);
724
725  // Vector of derivatives
726  // ---------------------
727  ColumnVector va(6);
728  va(1) = vv(1);
729  va(2) = vv(2);
730  va(3) = vv(3);
731  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
732  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
733  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
734
735  return va;
736}
737
738// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
739////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
740unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
741  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
742  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
743}
744
745// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
746////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
747unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
748
749  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
750      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
751          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
752          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
753        return 1;
754      }
755  }
756  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
757    if (_health) {
758      return 1;
759    }
760  }
761  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
762}
763
764
765// Constructor
766//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
767t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
768  int       year, month, day, hour, min;
769  double    sec;
770  QString   prnStr;
771  const int nLines = 8;
772  if (lines.size() != nLines) {
773    _checkState = bad;
774    return;
775  }
776
777  // RINEX Format
778  // ------------
779  int fieldLen = 19;
780  double SVhealth = 0.0;
781  double datasource = 0.0;
782
783  int pos[4];
784  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
785  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
786  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
787  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
788
789  // Read eight lines
790  // ----------------
791  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
792    QString line = lines[iLine];
793
794    if      ( iLine == 0 ) {
795      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
796      QString n;
797      in >> prnStr;
798      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
799        in >> n;
800        prnStr.append(n);
801      }
802      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
803      if      (year <  80) {
804        year += 2000;
805      }
806      else if (year < 100) {
807        year += 1900;
808      }
809
810      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
811
812      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
813           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
814           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
815        _checkState = bad;
816        return;
817      }
818    }
819
820    else if      ( iLine == 1 ) {
821      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
822           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
823           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
824           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
825        _checkState = bad;
826        return;
827      }
828    }
829
830    else if ( iLine == 2 ) {
831      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
832           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
833           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
834           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
835        _checkState = bad;
836        return;
837      }
838    }
839
840    else if ( iLine == 3 ) {
841      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
842           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
843           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
844           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
845        _checkState = bad;
846        return;
847      }
848    }
849
850    else if ( iLine == 4 ) {
851      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
852           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
853           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
854           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
855        _checkState = bad;
856        return;
857      }
858    }
859
860    else if ( iLine == 5 ) {
861      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
862           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
863           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
864        _checkState = bad;
865        return;
866      } else {
867        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
868          _fnav = true;
869          _inav = false;
870        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
871          _fnav = false;
872          _inav = true;
873        }
874        _TOEweek -= 1024.0;
875      }
876    }
877
878    else if ( iLine == 6 ) {
879      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
880           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
881           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
882           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
883        _checkState = bad;
884        return;
885      } else {
886        // Bit 0
887        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
888        // Bit 1-2
889        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
890        // Bit 3
891        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
892        // Bit 4-5
893        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
894        // Bit 6
895        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
896        // Bit 7-8
897        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
898
899        if (prnStr.at(0) == 'E') {
900          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
901        }
902      }
903    }
904
905    else if ( iLine == 7 ) {
906      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
907        _checkState = bad;
908        return;
909      }
910    }
911  }
912}
913
914// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
915////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
916t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
917
918  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
919  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
920
921  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
922  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
923
924  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
925  if (a0 == 0) {
926    return failure;
927  }
928
929  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
930
931  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
932  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
933
934  double n  = n0 + _Delta_n;
935  double M  = _M0 + n*tk;
936  double E  = M;
937  double E_last;
938  int    nLoop = 0;
939  do {
940    E_last = E;
941    E = M + _e*sin(E);
942
943    if (++nLoop == 100) {
944      return failure;
945    }
946  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
947  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
948  double u0     = v + _omega;
949  double sin2u0 = sin(2*u0);
950  double cos2u0 = cos(2*u0);
951  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
952  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
953  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
954  double xp     = r*cos(u);
955  double yp     = r*sin(u);
956  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
957                  omegaEarth*_TOEsec;
958
959  double sinom = sin(OM);
960  double cosom = cos(OM);
961  double sini  = sin(i);
962  double cosi  = cos(i);
963  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
964  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
965  xc[2] = yp*sini;
966
967  double tc = tt - _TOC;
968  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
969
970  // Velocity
971  // --------
972  double tanv2 = tan(v/2);
973  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
974  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
975               * dEdM * n;
976  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
977  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
978  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
979  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
980                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
981  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
982  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
983
984  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
985           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
986                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
987
988  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
989           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
990                          - yp*sini*cosom*doti;
991
992  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
993
994  // Relativistic Correction
995  // -----------------------
996  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
997  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
998  // correspondent to IGS convention
999  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1000
1001  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1002  xc[5] = _clock_driftrate;
1003
1004  return success;
1005}
1006
1007// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1008////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1009unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1010  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1011    return 1;
1012  }
1013  return 0;
1014}
1015
1016// RINEX Format String
1017//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1018QString t_ephGal::toString(double version) const {
1019
1020  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1021
1022  QTextStream out(&rnxStr);
1023
1024  out << QString("%1%2%3\n")
1025    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1026    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1027    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1028
1029  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1030
1031  out << QString(fmt)
1032    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1033    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1034    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1035    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1036
1037  out << QString(fmt)
1038    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1039    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1040    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1041    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1042
1043  out << QString(fmt)
1044    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1045    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1046    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1047    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1048
1049  out << QString(fmt)
1050    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1051    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1052    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1053    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1054
1055  int    dataSource = 0;
1056  int    SVhealth   = 0;
1057  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1058  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1059  if (_fnav) {
1060    dataSource |= (1<<1);
1061    dataSource |= (1<<8);
1062    BGD_1_5B = 0.0;
1063    // SVhealth
1064    //   Bit 3  : E5a DVS
1065    if (_e5aDataInValid) {
1066      SVhealth |= (1<<3);
1067    }
1068    //   Bit 4-5: E5a HS
1069    if (_E5aHS == 1.0) {
1070      SVhealth |= (1<<4);
1071    }
1072    else if (_E5aHS == 2.0) {
1073      SVhealth |= (1<<5);
1074    }
1075    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1076      SVhealth |= (1<<4);
1077      SVhealth |= (1<<5);
1078    }
1079  }
1080  else if(_inav) {
1081    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1082    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1083    dataSource |= (1<<0);
1084    dataSource |= (1<<2);
1085    dataSource |= (1<<9);
1086    // SVhealth
1087    //   Bit 0  : E1-B DVS
1088    if (_e1DataInValid) {
1089      SVhealth |= (1<<0);
1090    }
1091    //   Bit 1-2: E1-B HS
1092    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1093      SVhealth |= (1<<1);
1094    }
1095    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1096      SVhealth |= (1<<2);
1097    }
1098    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1099      SVhealth |= (1<<1);
1100      SVhealth |= (1<<2);
1101    }
1102    //   Bit 3  : E5a DVS
1103    if (_e5aDataInValid) {
1104      SVhealth |= (1<<3);
1105    }
1106    //   Bit 4-5: E5a HS
1107    if      (_E5aHS == 1.0) {
1108      SVhealth |= (1<<4);
1109    }
1110    else if (_E5aHS == 2.0) {
1111      SVhealth |= (1<<5);
1112    }
1113    else if (_E5aHS == 3.0) {
1114      SVhealth |= (1<<4);
1115      SVhealth |= (1<<5);
1116    }
1117    //   Bit 6  : E5b DVS
1118    if (_e5bDataInValid) {
1119      SVhealth |= (1<<6);
1120    }
1121    //   Bit 7-8: E5b HS
1122    if      (_E5bHS == 1.0) {
1123      SVhealth |= (1<<7);
1124    }
1125    else if (_E5bHS == 2.0) {
1126      SVhealth |= (1<<8);
1127    }
1128    else if (_E5bHS == 3.0) {
1129      SVhealth |= (1<<7);
1130      SVhealth |= (1<<8);
1131    }
1132  }
1133
1134  out << QString(fmt)
1135    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1136    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1137    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1138    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1139
1140  out << QString(fmt)
1141    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1142    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1143    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1144    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1145
1146
1147  double tot = _TOT;
1148  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1149    tot = 0.0;
1150  }
1151  out << QString(fmt)
1152    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1153    .arg("",      19, QChar(' '))
1154    .arg("",      19, QChar(' '))
1155    .arg("",      19, QChar(' '));
1156
1157  return rnxStr;
1158}
1159
1160// Constructor
1161//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1162t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1163
1164  const int nLines = 4;
1165
1166  if (lines.size() != nLines) {
1167    _checkState = bad;
1168    return;
1169  }
1170
1171  // RINEX Format
1172  // ------------
1173  int fieldLen = 19;
1174
1175  int pos[4];
1176  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1177  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1178  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1179  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1180
1181  // Read four lines
1182  // ---------------
1183  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1184    QString line = lines[iLine];
1185
1186    if      ( iLine == 0 ) {
1187      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1188
1189      int    year, month, day, hour, min;
1190      double sec;
1191
1192      QString prnStr, n;
1193      in >> prnStr;
1194      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1195        in >> n;
1196        prnStr.append(n);
1197      }
1198      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1199      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1200        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1201      }
1202      else {
1203        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1204      }
1205
1206      if      (year <  80) {
1207        year += 2000;
1208      }
1209      else if (year < 100) {
1210        year += 1900;
1211      }
1212
1213      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1214
1215      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1216           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1217           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1218        _checkState = bad;
1219        return;
1220      }
1221    }
1222
1223    else if      ( iLine == 1 ) {
1224      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1225           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1226           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1227           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1228        _checkState = bad;
1229        return;
1230      }
1231    }
1232
1233    else if ( iLine == 2 ) {
1234      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1235           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1236           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1237           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1238        _checkState = bad;
1239        return;
1240      }
1241    }
1242
1243    else if ( iLine == 3 ) {
1244      double iodn;
1245      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1246           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1247           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1248           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1249        _checkState = bad;
1250        return;
1251      } else {
1252        _IODN = int(iodn);
1253      }
1254    }
1255  }
1256
1257  _x_pos          *= 1.e3;
1258  _y_pos          *= 1.e3;
1259  _z_pos          *= 1.e3;
1260  _x_velocity     *= 1.e3;
1261  _y_velocity     *= 1.e3;
1262  _z_velocity     *= 1.e3;
1263  _x_acceleration *= 1.e3;
1264  _y_acceleration *= 1.e3;
1265  _z_acceleration *= 1.e3;
1266}
1267
1268// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1269////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1270
1271unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1272  unsigned char buffer[80];
1273  int size = 0;
1274  int numbits = 0;
1275  long long bitbuffer = 0;
1276  unsigned char *startbuffer = buffer;
1277
1278  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1279  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1280  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1281  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1282  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1283  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1284  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1285  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1286  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1287  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1288  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1289  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1290
1291  return CRC24(size, startbuffer);
1292}
1293
1294// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1295////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1296t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1297
1298  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1299  double  dt = tt - _TOC;
1300
1301  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1302  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1303  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1304
1305  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1306  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1307  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1308
1309  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1310
1311  xc[4] = _agf1;
1312  xc[5] = 0.0;
1313
1314  return success;
1315}
1316
1317// RINEX Format String
1318//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1319QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1320
1321  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1322
1323  QTextStream out(&rnxStr);
1324
1325  out << QString("%1%2%3\n")
1326    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1327    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1328    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1329
1330  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1331
1332  out << QString(fmt)
1333    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1334    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1335    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1336    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1337
1338  out << QString(fmt)
1339    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1340    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1341    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1342    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1343
1344  out << QString(fmt)
1345    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1346    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1347    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1348    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1349
1350  return rnxStr;
1351}
1352
1353// Constructor
1354//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1355t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1356
1357  const int nLines = 8;
1358
1359  if (lines.size() != nLines) {
1360    _checkState = bad;
1361    return;
1362  }
1363
1364  // RINEX Format
1365  // ------------
1366  int fieldLen = 19;
1367
1368  int pos[4];
1369  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1370  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1371  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1372  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1373
1374  // Read eight lines
1375  // ----------------
1376  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1377    QString line = lines[iLine];
1378
1379    if      ( iLine == 0 ) {
1380      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1381
1382      int    year, month, day, hour, min;
1383      double sec;
1384
1385      QString prnStr, n;
1386      in >> prnStr;
1387      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1388        in >> n;
1389        prnStr.append(n);
1390      }
1391      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1392      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1393        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1394      }
1395      else {
1396        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1397      }
1398
1399      if      (year <  80) {
1400        year += 2000;
1401      }
1402      else if (year < 100) {
1403        year += 1900;
1404      }
1405
1406      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1407
1408      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1409           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1410           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1411        _checkState = bad;
1412        return;
1413      }
1414    }
1415
1416    else if      ( iLine == 1 ) {
1417      double aode;
1418      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1419           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1420           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1421           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1422        _checkState = bad;
1423        return;
1424      }
1425      _AODE = int(aode);
1426    }
1427
1428    else if ( iLine == 2 ) {
1429      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1430           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1431           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1432           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1433        _checkState = bad;
1434        return;
1435      }
1436    }
1437
1438    else if ( iLine == 3 ) {
1439      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1440           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1441           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1442           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1443        _checkState = bad;
1444        return;
1445      }
1446    }
1447
1448    else if ( iLine == 4 ) {
1449      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1450           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1451           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1452           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1453        _checkState = bad;
1454        return;
1455      }
1456    }
1457
1458    else if ( iLine == 5 ) {
1459      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1460           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1461        _checkState = bad;
1462        return;
1463      }
1464    }
1465
1466    else if ( iLine == 6 ) {
1467      double SatH1;
1468      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1469           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1470           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1471           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1472        _checkState = bad;
1473        return;
1474      }
1475      _SatH1 = int(SatH1);
1476    }
1477
1478    else if ( iLine == 7 ) {
1479      double aodc;
1480      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1481           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1482        _checkState = bad;
1483        return;
1484      }
1485      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1486        _TOT = _TOEsec;
1487      }
1488      _AODC = int(aodc);
1489    }
1490  }
1491
1492  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1493
1494  // remark: actually should be computed from second_tot
1495  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1496  //_TOT = _TOC.bdssec();
1497}
1498
1499// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1500////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1501unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1502  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1503}
1504
1505// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1506//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1507t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1508
1509  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1510  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1511
1512  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1513  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1514
1515  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1516
1517  if (_sqrt_A == 0) {
1518    return failure;
1519  }
1520  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1521
1522  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1523  double tk = tt - _TOE;
1524  double n  = n0 + _Delta_n;
1525  double M  = _M0 + n*tk;
1526  double E  = M;
1527  double E_last;
1528  int    nLoop = 0;
1529  do {
1530    E_last = E;
1531    E = M + _e*sin(E);
1532
1533    if (++nLoop == 100) {
1534      return failure;
1535    }
1536  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1537
1538  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1539  double u0     = v + _omega;
1540  double sin2u0 = sin(2*u0);
1541  double cos2u0 = cos(2*u0);
1542  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1543  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1544  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1545  double xp     = r*cos(u);
1546  double yp     = r*sin(u);
1547  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1548  double sinom = 0;
1549  double cosom = 0;
1550  double sini  = 0;
1551  double cosi  = 0;
1552
1553  // Velocity
1554  // --------
1555  double tanv2 = tan(v/2);
1556  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1557  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1558                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1559  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1560  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1561  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1562                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1563
1564  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1565  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1566
1567  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1568
1569  // MEO/IGSO satellite
1570  // ------------------
1571  if (_i0 > iMaxGEO) {
1572    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1573
1574    sinom = sin(OM);
1575    cosom = cos(OM);
1576    sini  = sin(i);
1577    cosi  = cos(i);
1578
1579    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1580    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1581    xc[2] = yp*sini;
1582
1583    // Velocity
1584    // --------
1585
1586    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1587
1588    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1589           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1590                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1591
1592    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1593           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1594                            - yp*sini*cosom*doti;
1595
1596    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1597
1598  }
1599
1600  // GEO satellite
1601  // -------------
1602  else {
1603    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1604    double ll    = omegaBDS*tk;
1605
1606    sinom = sin(OM);
1607    cosom = cos(OM);
1608    sini  = sin(i);
1609    cosi  = cos(i);
1610
1611    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1612    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1613    double zz = yp*sini;
1614
1615    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1616    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1617
1618    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1619    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1620
1621    xc[0] = X2(1);
1622    xc[1] = X2(2);
1623    xc[2] = X2(3);
1624
1625    double dotom = _OMEGADOT;
1626
1627    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1628               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1629                                + yp*sini*sinom*doti;
1630
1631    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1632               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1633                                - yp*sini*cosom*doti;
1634
1635    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1636
1637    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1638
1639    Matrix RdotZ(3,3);
1640    double C = cos(ll);
1641    double S = sin(ll);
1642    Matrix UU(3,3);
1643    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1644    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1645    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1646    RdotZ = omegaBDS * UU;
1647
1648    ColumnVector VV(3);
1649    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1650
1651    vv[0] = VV(1);
1652    vv[1] = VV(2);
1653    vv[2] = VV(3);
1654  }
1655
1656  double tc = tt - _TOC;
1657  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1658
1659  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1660  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1661
1662  // Relativistic Correction
1663  // -----------------------
1664  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1665    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1666  // correspondent to IGS convention
1667  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1668
1669  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1670  xc[5] = _clock_driftrate;
1671  return success;
1672}
1673
1674// RINEX Format String
1675//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1676QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1677
1678  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1679
1680  QTextStream out(&rnxStr);
1681
1682  out << QString("%1%2%3\n")
1683    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1684    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1685    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1686
1687  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1688
1689  out << QString(fmt)
1690    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1691    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1692    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1693    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1694
1695  out << QString(fmt)
1696    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1697    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1698    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1699    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1700
1701  double toes = 0.0;
1702  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1703    toes = _TOEsec;
1704  }
1705  else {// RTCM stream input
1706    toes = _TOE.bdssec();
1707  }
1708  out << QString(fmt)
1709    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1710    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1711    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1712    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1713
1714  out << QString(fmt)
1715    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1716    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1717    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1718    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1719
1720  double toew = 0.0;
1721  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1722    toew = _TOEweek;
1723  }
1724  else {// RTCM stream input
1725    toew = double(_TOE.bdsw());
1726  }
1727  out << QString(fmt)
1728    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1729    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1730    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1731    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1732
1733  out << QString(fmt)
1734    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1735    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1736    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1737    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1738
1739  double tots = 0.0;
1740  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1741    tots = _TOT;
1742  }
1743  else {// RTCM stream input
1744    tots = _TOE.bdssec();
1745  }
1746  out << QString(fmt)
1747    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1748    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1749    .arg("",            19, QChar(' '))
1750    .arg("",            19, QChar(' '));
1751  return rnxStr;
1752}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.