source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8931

Last change on this file since 8931 was 8931, checked in by stuerze, 5 months ago

GPS fit intervall: different specifications in differet RINEX versions are now considerred

File size: 47.9 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61      _checkState == outdated) {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        double fitIntervalRnx;
305        readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
306        if        (type() == t_eph::GPS) {
307          if (rnxVersion < 3.03) {// specified as flag for GPS
308            _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::GPS);
309          } else {                // specified as time period for GPS since 3.03
310            _fitInterval = fitIntervalRnx;
311          }
312        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
313          _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
314        }
315      }
316    }
317  }
318}
319
320
321// Compute GPS Satellite Position (virtual)
322////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
323t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
324
325  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
326  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
327
328  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
329  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
330
331  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
332  if (a0 == 0) {
333    return failure;
334  }
335
336  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
337
338  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
339  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
340
341  double n  = n0 + _Delta_n;
342  double M  = _M0 + n*tk;
343  double E  = M;
344  double E_last;
345  int    nLoop = 0;
346  do {
347    E_last = E;
348    E = M + _e*sin(E);
349
350    if (++nLoop == 100) {
351      return failure;
352    }
353  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
354  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
355  double u0     = v + _omega;
356  double sin2u0 = sin(2*u0);
357  double cos2u0 = cos(2*u0);
358  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
359  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
360  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
361  double xp     = r*cos(u);
362  double yp     = r*sin(u);
363  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
364                   omegaEarth*_TOEsec;
365
366  double sinom = sin(OM);
367  double cosom = cos(OM);
368  double sini  = sin(i);
369  double cosi  = cos(i);
370  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
371  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
372  xc[2] = yp*sini;
373
374  double tc = tt - _TOC;
375  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
376
377  // Velocity
378  // --------
379  double tanv2 = tan(v/2);
380  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
381  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
382               * dEdM * n;
383  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
384  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
385  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
386  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
387                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
388  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
389  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
390
391  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
392           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
393                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
394
395  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
396           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
397                          - yp*sini*cosom*doti;
398
399  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
400
401  // Relativistic Correction
402  // -----------------------
403  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
404  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
405
406  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
407  xc[5] = _clock_driftrate;
408
409  return success;
410}
411
412// RINEX Format String
413//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
414QString t_ephGPS::toString(double version) const {
415
416  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
417
418  QTextStream out(&rnxStr);
419
420  out << QString("%1%2%3\n")
421    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
422    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
423    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
424
425  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
426
427  out << QString(fmt)
428    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
429    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
430    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
431    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
432
433  out << QString(fmt)
434    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
435    .arg(_e,      19, 'e', 12)
436    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
437    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
438
439  out << QString(fmt)
440    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
441    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
442    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
443    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
444
445  out << QString(fmt)
446    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
447    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
448    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
449    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
450
451  if (type() == t_eph::IRNSS) {
452    out << QString(fmt)
453      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
454      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
455      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
456      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
457  }
458  else {
459    out << QString(fmt)
460      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
461      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
462      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
463      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
464  }
465
466  if (type() == t_eph::IRNSS) {
467    out << QString(fmt)
468      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
469      .arg(_health, 19, 'e', 12)
470      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
471      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
472  }
473  else {
474    out << QString(fmt)
475      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
476      .arg(_health, 19, 'e', 12)
477      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
478      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
479  }
480
481  double tot = _TOT;
482  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
483    tot = 0.0;
484  }
485  // fitInterval
486  if (type() == t_eph::IRNSS) {           // not valid for IRNSS
487    out << QString(fmt)
488      .arg(tot,          19, 'e', 12)
489      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
490      .arg("",           19, QChar(' '))
491      .arg("",           19, QChar(' '));
492  }
493  else {
494    double fitIntervalRnx;
495    if      (type() == t_eph::GPS) {
496      if (version < 3.03) { // specified as flag)
497        (_fitInterval == 4.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
498      }
499      else {
500        fitIntervalRnx = _fitInterval; // specified as time period in hours
501      }
502    }
503    else if (type() == t_eph::QZSS) {    // specified as flag
504      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
505    }
506    out << QString(fmt)
507      .arg(tot,            19, 'e', 12)
508      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
509      .arg("",             19, QChar(' '))
510      .arg("",             19, QChar(' '));
511  }
512  return rnxStr;
513}
514
515// Constructor
516//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
517t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
518
519  const int nLines = 4;
520
521  if (lines.size() != nLines) {
522    _checkState = bad;
523    return;
524  }
525
526  // RINEX Format
527  // ------------
528  int fieldLen = 19;
529
530  int pos[4];
531  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
532  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
533  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
534  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
535
536  // Read four lines
537  // ---------------
538  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
539    QString line = lines[iLine];
540
541    if      ( iLine == 0 ) {
542      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
543
544      int    year, month, day, hour, min;
545      double sec;
546
547      QString prnStr, n;
548      in >> prnStr;
549      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
550        in >> n;
551        prnStr.append(n);
552      }
553      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
554      if (prnStr.at(0) == 'R') {
555        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
556      }
557      else {
558        _prn.set('R', prnStr.toInt());
559      }
560
561      if      (year <  80) {
562        year += 2000;
563      }
564      else if (year < 100) {
565        year += 1900;
566      }
567
568      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
569
570      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
571      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
572      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
573      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
574           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
575           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
576        _checkState = bad;
577        return;
578      }
579      _tki -= nd * 86400.0;
580      _tau  = -_tau;
581    }
582
583    else if      ( iLine == 1 ) {
584      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
585           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
586           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
587           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
588        _checkState = bad;
589        return;
590      }
591    }
592
593    else if ( iLine == 2 ) {
594      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
595           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
596           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
597           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
598        _checkState = bad;
599        return;
600      }
601    }
602
603    else if ( iLine == 3 ) {
604      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
605           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
606           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
607           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
608        _checkState = bad;
609        return;
610      }
611    }
612  }
613
614  // Initialize status vector
615  // ------------------------
616  _tt = _TOC;
617  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
618  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
619  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
620  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
621  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
622  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
623  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
624}
625
626// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
627////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
628t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
629
630  static const double nominalStep = 10.0;
631
632  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
633  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
634
635  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
636
637  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
638    return failure;
639  }
640
641  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
642  double step = dtPos / nSteps;
643
644  double acc[3];
645  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
646  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
647  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
648
649  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
650    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
651    _tt = _tt + step;
652  }
653
654  // Position and Velocity
655  // ---------------------
656  xc[0] = _xv(1);
657  xc[1] = _xv(2);
658  xc[2] = _xv(3);
659
660  vv[0] = _xv(4);
661  vv[1] = _xv(5);
662  vv[2] = _xv(6);
663
664  // Clock Correction
665  // ----------------
666  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
667  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
668
669  xc[4] = _gamma;
670  xc[5] = 0.0;
671
672  return success;
673}
674
675// RINEX Format String
676//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
677QString t_ephGlo::toString(double version) const {
678
679  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
680  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
681  QTextStream out(&rnxStr);
682
683  out << QString("%1%2%3\n")
684    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
685    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
686    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
687
688  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
689
690  out << QString(fmt)
691    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
692    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
693    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
694    .arg(_health,         19, 'e', 12);
695
696  out << QString(fmt)
697    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
698    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
699    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
700    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
701
702  out << QString(fmt)
703    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
704    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
705    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
706    .arg(_E,              19, 'e', 12);
707
708  return rnxStr;
709}
710
711// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
712////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
713ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
714                                 double* acc) {
715
716  // State vector components
717  // -----------------------
718  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
719  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
720
721  // Acceleration
722  // ------------
723  static const double gmWGS = 398.60044e12;
724  static const double AE    = 6378136.0;
725  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
726  static const double C20   = -1082.6257e-6;
727
728  double rho = rr.NormFrobenius();
729  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
730  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
731  double t3  = OMEGA * OMEGA;
732  double t4  = 2.0 * OMEGA;
733  double z2  = rr(3) * rr(3);
734
735  // Vector of derivatives
736  // ---------------------
737  ColumnVector va(6);
738  va(1) = vv(1);
739  va(2) = vv(2);
740  va(3) = vv(3);
741  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
742  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
743  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
744
745  return va;
746}
747
748// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
749////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
750unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
751  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
752  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
753}
754
755// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
756////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
757unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
758
759  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
760      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
761          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
762          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
763        return 1;
764      }
765  }
766  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
767    if (_health) {
768      return 1;
769    }
770  }
771  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
772}
773
774
775// Constructor
776//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
777t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
778  int       year, month, day, hour, min;
779  double    sec;
780  QString   prnStr;
781  const int nLines = 8;
782  if (lines.size() != nLines) {
783    _checkState = bad;
784    return;
785  }
786
787  // RINEX Format
788  // ------------
789  int fieldLen = 19;
790  double SVhealth = 0.0;
791  double datasource = 0.0;
792
793  int pos[4];
794  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
795  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
796  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
797  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
798
799  // Read eight lines
800  // ----------------
801  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
802    QString line = lines[iLine];
803
804    if      ( iLine == 0 ) {
805      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
806      QString n;
807      in >> prnStr;
808      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
809        in >> n;
810        prnStr.append(n);
811      }
812      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
813      if      (year <  80) {
814        year += 2000;
815      }
816      else if (year < 100) {
817        year += 1900;
818      }
819
820      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
821
822      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
823           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
824           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
825        _checkState = bad;
826        return;
827      }
828    }
829
830    else if      ( iLine == 1 ) {
831      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
832           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
833           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
834           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
835        _checkState = bad;
836        return;
837      }
838    }
839
840    else if ( iLine == 2 ) {
841      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
842           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
843           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
844           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
845        _checkState = bad;
846        return;
847      }
848    }
849
850    else if ( iLine == 3 ) {
851      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
852           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
853           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
854           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
855        _checkState = bad;
856        return;
857      }
858    }
859
860    else if ( iLine == 4 ) {
861      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
862           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
863           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
864           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
865        _checkState = bad;
866        return;
867      }
868    }
869
870    else if ( iLine == 5 ) {
871      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
872           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
873           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
874        _checkState = bad;
875        return;
876      } else {
877        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
878          _fnav = true;
879          _inav = false;
880        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
881          _fnav = false;
882          _inav = true;
883        }
884        _TOEweek -= 1024.0;
885      }
886    }
887
888    else if ( iLine == 6 ) {
889      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
890           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
891           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
892           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
893        _checkState = bad;
894        return;
895      } else {
896        // Bit 0
897        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
898        // Bit 1-2
899        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
900        // Bit 3
901        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
902        // Bit 4-5
903        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
904        // Bit 6
905        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
906        // Bit 7-8
907        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
908
909        if (prnStr.at(0) == 'E') {
910          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
911        }
912      }
913    }
914
915    else if ( iLine == 7 ) {
916      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
917        _checkState = bad;
918        return;
919      }
920    }
921  }
922}
923
924// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
925////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
926t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
927
928  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
929  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
930
931  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
932  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
933
934  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
935  if (a0 == 0) {
936    return failure;
937  }
938
939  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
940
941  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
942  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
943
944  double n  = n0 + _Delta_n;
945  double M  = _M0 + n*tk;
946  double E  = M;
947  double E_last;
948  int    nLoop = 0;
949  do {
950    E_last = E;
951    E = M + _e*sin(E);
952
953    if (++nLoop == 100) {
954      return failure;
955    }
956  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
957  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
958  double u0     = v + _omega;
959  double sin2u0 = sin(2*u0);
960  double cos2u0 = cos(2*u0);
961  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
962  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
963  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
964  double xp     = r*cos(u);
965  double yp     = r*sin(u);
966  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
967                  omegaEarth*_TOEsec;
968
969  double sinom = sin(OM);
970  double cosom = cos(OM);
971  double sini  = sin(i);
972  double cosi  = cos(i);
973  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
974  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
975  xc[2] = yp*sini;
976
977  double tc = tt - _TOC;
978  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
979
980  // Velocity
981  // --------
982  double tanv2 = tan(v/2);
983  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
984  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
985               * dEdM * n;
986  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
987  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
988  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
989  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
990                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
991  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
992  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
993
994  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
995           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
996                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
997
998  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
999           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1000                          - yp*sini*cosom*doti;
1001
1002  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1003
1004  // Relativistic Correction
1005  // -----------------------
1006  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1007  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1008  // correspondent to IGS convention
1009  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1010
1011  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1012  xc[5] = _clock_driftrate;
1013
1014  return success;
1015}
1016
1017// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1018////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1019unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1020  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1021    return 1;
1022  }
1023  return 0;
1024}
1025
1026// RINEX Format String
1027//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1028QString t_ephGal::toString(double version) const {
1029
1030  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1031
1032  QTextStream out(&rnxStr);
1033
1034  out << QString("%1%2%3\n")
1035    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1036    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1037    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1038
1039  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1040
1041  out << QString(fmt)
1042    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1043    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1044    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1045    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1046
1047  out << QString(fmt)
1048    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1049    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1050    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1051    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1052
1053  out << QString(fmt)
1054    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1055    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1056    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1057    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1058
1059  out << QString(fmt)
1060    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1061    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1062    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1063    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1064
1065  int    dataSource = 0;
1066  int    SVhealth   = 0;
1067  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1068  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1069  if (_fnav) {
1070    dataSource |= (1<<1);
1071    dataSource |= (1<<8);
1072    BGD_1_5B = 0.0;
1073    // SVhealth
1074    //   Bit 3  : E5a DVS
1075    if (_e5aDataInValid) {
1076      SVhealth |= (1<<3);
1077    }
1078    //   Bit 4-5: E5a HS
1079    if (_E5aHS == 1.0) {
1080      SVhealth |= (1<<4);
1081    }
1082    else if (_E5aHS == 2.0) {
1083      SVhealth |= (1<<5);
1084    }
1085    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1086      SVhealth |= (1<<4);
1087      SVhealth |= (1<<5);
1088    }
1089  }
1090  else if(_inav) {
1091    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1092    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1093    dataSource |= (1<<0);
1094    dataSource |= (1<<2);
1095    dataSource |= (1<<9);
1096    // SVhealth
1097    //   Bit 0  : E1-B DVS
1098    if (_e1DataInValid) {
1099      SVhealth |= (1<<0);
1100    }
1101    //   Bit 1-2: E1-B HS
1102    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1103      SVhealth |= (1<<1);
1104    }
1105    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1106      SVhealth |= (1<<2);
1107    }
1108    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1109      SVhealth |= (1<<1);
1110      SVhealth |= (1<<2);
1111    }
1112    //   Bit 3  : E5a DVS
1113    if (_e5aDataInValid) {
1114      SVhealth |= (1<<3);
1115    }
1116    //   Bit 4-5: E5a HS
1117    if      (_E5aHS == 1.0) {
1118      SVhealth |= (1<<4);
1119    }
1120    else if (_E5aHS == 2.0) {
1121      SVhealth |= (1<<5);
1122    }
1123    else if (_E5aHS == 3.0) {
1124      SVhealth |= (1<<4);
1125      SVhealth |= (1<<5);
1126    }
1127    //   Bit 6  : E5b DVS
1128    if (_e5bDataInValid) {
1129      SVhealth |= (1<<6);
1130    }
1131    //   Bit 7-8: E5b HS
1132    if      (_E5bHS == 1.0) {
1133      SVhealth |= (1<<7);
1134    }
1135    else if (_E5bHS == 2.0) {
1136      SVhealth |= (1<<8);
1137    }
1138    else if (_E5bHS == 3.0) {
1139      SVhealth |= (1<<7);
1140      SVhealth |= (1<<8);
1141    }
1142  }
1143
1144  out << QString(fmt)
1145    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1146    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1147    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1148    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1149
1150  out << QString(fmt)
1151    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1152    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1153    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1154    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1155
1156
1157  double tot = _TOT;
1158  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1159    tot = 0.0;
1160  }
1161  out << QString(fmt)
1162    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1163    .arg("",      19, QChar(' '))
1164    .arg("",      19, QChar(' '))
1165    .arg("",      19, QChar(' '));
1166
1167  return rnxStr;
1168}
1169
1170// Constructor
1171//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1172t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1173
1174  const int nLines = 4;
1175
1176  if (lines.size() != nLines) {
1177    _checkState = bad;
1178    return;
1179  }
1180
1181  // RINEX Format
1182  // ------------
1183  int fieldLen = 19;
1184
1185  int pos[4];
1186  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1187  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1188  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1189  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1190
1191  // Read four lines
1192  // ---------------
1193  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1194    QString line = lines[iLine];
1195
1196    if      ( iLine == 0 ) {
1197      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1198
1199      int    year, month, day, hour, min;
1200      double sec;
1201
1202      QString prnStr, n;
1203      in >> prnStr;
1204      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1205        in >> n;
1206        prnStr.append(n);
1207      }
1208      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1209      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1210        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1211      }
1212      else {
1213        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1214      }
1215
1216      if      (year <  80) {
1217        year += 2000;
1218      }
1219      else if (year < 100) {
1220        year += 1900;
1221      }
1222
1223      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1224
1225      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1226           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1227           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1228        _checkState = bad;
1229        return;
1230      }
1231    }
1232
1233    else if      ( iLine == 1 ) {
1234      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1235           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1236           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1237           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1238        _checkState = bad;
1239        return;
1240      }
1241    }
1242
1243    else if ( iLine == 2 ) {
1244      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1245           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1246           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1247           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1248        _checkState = bad;
1249        return;
1250      }
1251    }
1252
1253    else if ( iLine == 3 ) {
1254      double iodn;
1255      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1256           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1257           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1258           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1259        _checkState = bad;
1260        return;
1261      } else {
1262        _IODN = int(iodn);
1263      }
1264    }
1265  }
1266
1267  _x_pos          *= 1.e3;
1268  _y_pos          *= 1.e3;
1269  _z_pos          *= 1.e3;
1270  _x_velocity     *= 1.e3;
1271  _y_velocity     *= 1.e3;
1272  _z_velocity     *= 1.e3;
1273  _x_acceleration *= 1.e3;
1274  _y_acceleration *= 1.e3;
1275  _z_acceleration *= 1.e3;
1276}
1277
1278// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1279////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1280
1281unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1282  unsigned char buffer[80];
1283  int size = 0;
1284  int numbits = 0;
1285  long long bitbuffer = 0;
1286  unsigned char *startbuffer = buffer;
1287
1288  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1289  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1290  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1291  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1292  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1293  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1294  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1295  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1296  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1297  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1298  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1299  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1300
1301  return CRC24(size, startbuffer);
1302}
1303
1304// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1305////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1306t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1307
1308  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1309  double  dt = tt - _TOC;
1310
1311  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1312  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1313  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1314
1315  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1316  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1317  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1318
1319  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1320
1321  xc[4] = _agf1;
1322  xc[5] = 0.0;
1323
1324  return success;
1325}
1326
1327// RINEX Format String
1328//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1329QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1330
1331  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1332
1333  QTextStream out(&rnxStr);
1334
1335  out << QString("%1%2%3\n")
1336    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1337    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1338    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1339
1340  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1341
1342  out << QString(fmt)
1343    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1344    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1345    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1346    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1347
1348  out << QString(fmt)
1349    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1350    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1351    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1352    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1353
1354  out << QString(fmt)
1355    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1356    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1357    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1358    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1359
1360  return rnxStr;
1361}
1362
1363// Constructor
1364//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1365t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1366
1367  const int nLines = 8;
1368
1369  if (lines.size() != nLines) {
1370    _checkState = bad;
1371    return;
1372  }
1373
1374  // RINEX Format
1375  // ------------
1376  int fieldLen = 19;
1377
1378  int pos[4];
1379  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1380  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1381  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1382  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1383
1384  // Read eight lines
1385  // ----------------
1386  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1387    QString line = lines[iLine];
1388
1389    if      ( iLine == 0 ) {
1390      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1391
1392      int    year, month, day, hour, min;
1393      double sec;
1394
1395      QString prnStr, n;
1396      in >> prnStr;
1397      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1398        in >> n;
1399        prnStr.append(n);
1400      }
1401      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1402      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1403        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1404      }
1405      else {
1406        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1407      }
1408
1409      if      (year <  80) {
1410        year += 2000;
1411      }
1412      else if (year < 100) {
1413        year += 1900;
1414      }
1415
1416      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1417
1418      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1419           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1420           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1421        _checkState = bad;
1422        return;
1423      }
1424    }
1425
1426    else if      ( iLine == 1 ) {
1427      double aode;
1428      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1429           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1430           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1431           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1432        _checkState = bad;
1433        return;
1434      }
1435      _AODE = int(aode);
1436    }
1437
1438    else if ( iLine == 2 ) {
1439      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1440           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1441           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1442           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1443        _checkState = bad;
1444        return;
1445      }
1446    }
1447
1448    else if ( iLine == 3 ) {
1449      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1450           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1451           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1452           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1453        _checkState = bad;
1454        return;
1455      }
1456    }
1457
1458    else if ( iLine == 4 ) {
1459      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1460           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1461           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1462           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1463        _checkState = bad;
1464        return;
1465      }
1466    }
1467
1468    else if ( iLine == 5 ) {
1469      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1470           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1471        _checkState = bad;
1472        return;
1473      }
1474    }
1475
1476    else if ( iLine == 6 ) {
1477      double SatH1;
1478      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1479           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1480           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1481           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1482        _checkState = bad;
1483        return;
1484      }
1485      _SatH1 = int(SatH1);
1486    }
1487
1488    else if ( iLine == 7 ) {
1489      double aodc;
1490      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1491           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1492        _checkState = bad;
1493        return;
1494      }
1495      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1496        _TOT = _TOEsec;
1497      }
1498      _AODC = int(aodc);
1499    }
1500  }
1501
1502  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1503
1504  // remark: actually should be computed from second_tot
1505  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1506  //_TOT = _TOC.bdssec();
1507}
1508
1509// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1510////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1511unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1512  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1513}
1514
1515// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1516//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1517t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1518
1519  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1520  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1521
1522  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1523  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1524
1525  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1526
1527  if (_sqrt_A == 0) {
1528    return failure;
1529  }
1530  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1531
1532  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1533  double tk = tt - _TOE;
1534  double n  = n0 + _Delta_n;
1535  double M  = _M0 + n*tk;
1536  double E  = M;
1537  double E_last;
1538  int    nLoop = 0;
1539  do {
1540    E_last = E;
1541    E = M + _e*sin(E);
1542
1543    if (++nLoop == 100) {
1544      return failure;
1545    }
1546  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1547
1548  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1549  double u0     = v + _omega;
1550  double sin2u0 = sin(2*u0);
1551  double cos2u0 = cos(2*u0);
1552  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1553  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1554  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1555  double xp     = r*cos(u);
1556  double yp     = r*sin(u);
1557  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1558  double sinom = 0;
1559  double cosom = 0;
1560  double sini  = 0;
1561  double cosi  = 0;
1562
1563  // Velocity
1564  // --------
1565  double tanv2 = tan(v/2);
1566  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1567  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1568                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1569  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1570  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1571  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1572                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1573
1574  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1575  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1576
1577  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1578
1579  // MEO/IGSO satellite
1580  // ------------------
1581  if (_i0 > iMaxGEO) {
1582    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1583
1584    sinom = sin(OM);
1585    cosom = cos(OM);
1586    sini  = sin(i);
1587    cosi  = cos(i);
1588
1589    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1590    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1591    xc[2] = yp*sini;
1592
1593    // Velocity
1594    // --------
1595
1596    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1597
1598    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1599           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1600                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1601
1602    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1603           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1604                            - yp*sini*cosom*doti;
1605
1606    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1607
1608  }
1609
1610  // GEO satellite
1611  // -------------
1612  else {
1613    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1614    double ll    = omegaBDS*tk;
1615
1616    sinom = sin(OM);
1617    cosom = cos(OM);
1618    sini  = sin(i);
1619    cosi  = cos(i);
1620
1621    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1622    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1623    double zz = yp*sini;
1624
1625    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1626    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1627
1628    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1629    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1630
1631    xc[0] = X2(1);
1632    xc[1] = X2(2);
1633    xc[2] = X2(3);
1634
1635    double dotom = _OMEGADOT;
1636
1637    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1638               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1639                                + yp*sini*sinom*doti;
1640
1641    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1642               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1643                                - yp*sini*cosom*doti;
1644
1645    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1646
1647    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1648
1649    Matrix RdotZ(3,3);
1650    double C = cos(ll);
1651    double S = sin(ll);
1652    Matrix UU(3,3);
1653    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1654    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1655    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1656    RdotZ = omegaBDS * UU;
1657
1658    ColumnVector VV(3);
1659    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1660
1661    vv[0] = VV(1);
1662    vv[1] = VV(2);
1663    vv[2] = VV(3);
1664  }
1665
1666  double tc = tt - _TOC;
1667  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1668
1669  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1670  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1671
1672  // Relativistic Correction
1673  // -----------------------
1674  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1675    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1676  // correspondent to IGS convention
1677  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1678
1679  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1680  xc[5] = _clock_driftrate;
1681  return success;
1682}
1683
1684// RINEX Format String
1685//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1686QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1687
1688  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1689
1690  QTextStream out(&rnxStr);
1691
1692  out << QString("%1%2%3\n")
1693    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1694    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1695    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1696
1697  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1698
1699  out << QString(fmt)
1700    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1701    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1702    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1703    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1704
1705  out << QString(fmt)
1706    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1707    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1708    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1709    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1710
1711  double toes = 0.0;
1712  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1713    toes = _TOEsec;
1714  }
1715  else {// RTCM stream input
1716    toes = _TOE.bdssec();
1717  }
1718  out << QString(fmt)
1719    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1720    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1721    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1722    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1723
1724  out << QString(fmt)
1725    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1726    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1727    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1728    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1729
1730  double toew = 0.0;
1731  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1732    toew = _TOEweek;
1733  }
1734  else {// RTCM stream input
1735    toew = double(_TOE.bdsw());
1736  }
1737  out << QString(fmt)
1738    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1739    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1740    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1741    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1742
1743  out << QString(fmt)
1744    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1745    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1746    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1747    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1748
1749  double tots = 0.0;
1750  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1751    tots = _TOT;
1752  }
1753  else {// RTCM stream input
1754    tots = _TOE.bdssec();
1755  }
1756  out << QString(fmt)
1757    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1758    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1759    .arg("",            19, QChar(' '))
1760    .arg("",            19, QChar(' '));
1761  return rnxStr;
1762}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.