source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.cpp @ 8934

Last change on this file since 8934 was 8934, checked in by stuerze, 6 months ago

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

File size: 47.7 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61      _checkState == outdated) {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) {  // in RINEX specified allways as time period for GPS
307            _fitInterval = fitIntervalRnx;
308        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
309          if (rnxVersion == 3.02) {
310            _fitInterval = fitIntervalRnx; // specified as time period
311          }
312          else {
313            _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
314          }
315        }
316      }
317    }
318  }
319}
320
321
322// Compute GPS Satellite Position (virtual)
323////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
324t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
325
326  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
327  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
328
329  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
330  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
331
332  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
333  if (a0 == 0) {
334    return failure;
335  }
336
337  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
338
339  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
340  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
341
342  double n  = n0 + _Delta_n;
343  double M  = _M0 + n*tk;
344  double E  = M;
345  double E_last;
346  int    nLoop = 0;
347  do {
348    E_last = E;
349    E = M + _e*sin(E);
350
351    if (++nLoop == 100) {
352      return failure;
353    }
354  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
355  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
356  double u0     = v + _omega;
357  double sin2u0 = sin(2*u0);
358  double cos2u0 = cos(2*u0);
359  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
360  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
361  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
362  double xp     = r*cos(u);
363  double yp     = r*sin(u);
364  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
365                   omegaEarth*_TOEsec;
366
367  double sinom = sin(OM);
368  double cosom = cos(OM);
369  double sini  = sin(i);
370  double cosi  = cos(i);
371  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
372  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
373  xc[2] = yp*sini;
374
375  double tc = tt - _TOC;
376  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
377
378  // Velocity
379  // --------
380  double tanv2 = tan(v/2);
381  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
382  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
383               * dEdM * n;
384  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
385  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
386  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
387  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
388                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
389  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
390  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
391
392  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
393           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
394                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
395
396  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
397           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
398                          - yp*sini*cosom*doti;
399
400  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
401
402  // Relativistic Correction
403  // -----------------------
404  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
405  xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
406
407  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
408  xc[5] = _clock_driftrate;
409
410  return success;
411}
412
413// RINEX Format String
414//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
415QString t_ephGPS::toString(double version) const {
416
417  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
418
419  QTextStream out(&rnxStr);
420
421  out << QString("%1%2%3\n")
422    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
423    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
424    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
425
426  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
427
428  out << QString(fmt)
429    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
430    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
431    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
432    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
433
434  out << QString(fmt)
435    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
436    .arg(_e,      19, 'e', 12)
437    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
438    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
439
440  out << QString(fmt)
441    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
442    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
443    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
444    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
445
446  out << QString(fmt)
447    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
448    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
449    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
450    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
451
452  if (type() == t_eph::IRNSS) {
453    out << QString(fmt)
454      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
455      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
456      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
457      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
458  }
459  else {
460    out << QString(fmt)
461      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
462      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
463      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
464      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
465  }
466
467  if (type() == t_eph::IRNSS) {
468    out << QString(fmt)
469      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
470      .arg(_health, 19, 'e', 12)
471      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
472      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
473  }
474  else {
475    out << QString(fmt)
476      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
477      .arg(_health, 19, 'e', 12)
478      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
479      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
480  }
481
482  double tot = _TOT;
483  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
484    tot = 0.0;
485  }
486  // fitInterval
487  if (type() == t_eph::IRNSS) {           // not valid for IRNSS
488    out << QString(fmt)
489      .arg(tot,          19, 'e', 12)
490      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
491      .arg("",           19, QChar(' '))
492      .arg("",           19, QChar(' '));
493  }
494  else {
495    // for GPS and QZSS in version 3.02 specified in hours
496    double fitIntervalRnx = _fitInterval;
497    // otherwise specified as flag
498    if (type() == t_eph::QZSS && version != 3.02) {
499      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
500    }
501    out << QString(fmt)
502      .arg(tot,            19, 'e', 12)
503      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
504      .arg("",             19, QChar(' '))
505      .arg("",             19, QChar(' '));
506  }
507  return rnxStr;
508}
509
510// Constructor
511//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
512t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
513
514  const int nLines = 4;
515
516  if (lines.size() != nLines) {
517    _checkState = bad;
518    return;
519  }
520
521  // RINEX Format
522  // ------------
523  int fieldLen = 19;
524
525  int pos[4];
526  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
527  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
528  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
529  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
530
531  // Read four lines
532  // ---------------
533  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
534    QString line = lines[iLine];
535
536    if      ( iLine == 0 ) {
537      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
538
539      int    year, month, day, hour, min;
540      double sec;
541
542      QString prnStr, n;
543      in >> prnStr;
544      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
545        in >> n;
546        prnStr.append(n);
547      }
548      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
549      if (prnStr.at(0) == 'R') {
550        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
551      }
552      else {
553        _prn.set('R', prnStr.toInt());
554      }
555
556      if      (year <  80) {
557        year += 2000;
558      }
559      else if (year < 100) {
560        year += 1900;
561      }
562
563      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
564
565      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
566      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
567      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
568      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
569           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
570           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
571        _checkState = bad;
572        return;
573      }
574      _tki -= nd * 86400.0;
575      _tau  = -_tau;
576    }
577
578    else if      ( iLine == 1 ) {
579      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
580           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
581           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
582           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
583        _checkState = bad;
584        return;
585      }
586    }
587
588    else if ( iLine == 2 ) {
589      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
590           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
591           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
592           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
593        _checkState = bad;
594        return;
595      }
596    }
597
598    else if ( iLine == 3 ) {
599      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
600           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
601           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
602           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
603        _checkState = bad;
604        return;
605      }
606    }
607  }
608
609  // Initialize status vector
610  // ------------------------
611  _tt = _TOC;
612  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
613  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
614  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
615  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
616  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
617  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
618  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
619}
620
621// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
622////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
623t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
624
625  static const double nominalStep = 10.0;
626
627  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
628  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
629
630  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
631
632  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
633    return failure;
634  }
635
636  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
637  double step = dtPos / nSteps;
638
639  double acc[3];
640  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
641  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
642  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
643
644  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
645    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
646    _tt = _tt + step;
647  }
648
649  // Position and Velocity
650  // ---------------------
651  xc[0] = _xv(1);
652  xc[1] = _xv(2);
653  xc[2] = _xv(3);
654
655  vv[0] = _xv(4);
656  vv[1] = _xv(5);
657  vv[2] = _xv(6);
658
659  // Clock Correction
660  // ----------------
661  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
662  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
663
664  xc[4] = _gamma;
665  xc[5] = 0.0;
666
667  return success;
668}
669
670// RINEX Format String
671//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
672QString t_ephGlo::toString(double version) const {
673
674  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
675  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
676  QTextStream out(&rnxStr);
677
678  out << QString("%1%2%3\n")
679    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
680    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
681    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
682
683  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
684
685  out << QString(fmt)
686    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
687    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
688    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
689    .arg(_health,         19, 'e', 12);
690
691  out << QString(fmt)
692    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
693    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
694    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
695    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
696
697  out << QString(fmt)
698    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
699    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
700    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
701    .arg(_E,              19, 'e', 12);
702
703  return rnxStr;
704}
705
706// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
707////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
708ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
709                                 double* acc) {
710
711  // State vector components
712  // -----------------------
713  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
714  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
715
716  // Acceleration
717  // ------------
718  static const double gmWGS = 398.60044e12;
719  static const double AE    = 6378136.0;
720  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
721  static const double C20   = -1082.6257e-6;
722
723  double rho = rr.NormFrobenius();
724  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
725  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
726  double t3  = OMEGA * OMEGA;
727  double t4  = 2.0 * OMEGA;
728  double z2  = rr(3) * rr(3);
729
730  // Vector of derivatives
731  // ---------------------
732  ColumnVector va(6);
733  va(1) = vv(1);
734  va(2) = vv(2);
735  va(3) = vv(3);
736  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
737  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
738  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
739
740  return va;
741}
742
743// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
744////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
745unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
746  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
747  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
748}
749
750// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
751////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
752unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
753
754  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
755      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
756          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
757          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
758        return 1;
759      }
760  }
761  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
762    if (_health) {
763      return 1;
764    }
765  }
766  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
767}
768
769
770// Constructor
771//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
772t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
773  int       year, month, day, hour, min;
774  double    sec;
775  QString   prnStr;
776  const int nLines = 8;
777  if (lines.size() != nLines) {
778    _checkState = bad;
779    return;
780  }
781
782  // RINEX Format
783  // ------------
784  int fieldLen = 19;
785  double SVhealth = 0.0;
786  double datasource = 0.0;
787
788  int pos[4];
789  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
790  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
791  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
792  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
793
794  // Read eight lines
795  // ----------------
796  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
797    QString line = lines[iLine];
798
799    if      ( iLine == 0 ) {
800      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
801      QString n;
802      in >> prnStr;
803      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
804        in >> n;
805        prnStr.append(n);
806      }
807      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
808      if      (year <  80) {
809        year += 2000;
810      }
811      else if (year < 100) {
812        year += 1900;
813      }
814
815      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
816
817      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
818           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
819           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
820        _checkState = bad;
821        return;
822      }
823    }
824
825    else if      ( iLine == 1 ) {
826      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
827           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
828           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
829           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
830        _checkState = bad;
831        return;
832      }
833    }
834
835    else if ( iLine == 2 ) {
836      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
837           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
838           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
839           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
840        _checkState = bad;
841        return;
842      }
843    }
844
845    else if ( iLine == 3 ) {
846      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
847           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
848           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
849           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
850        _checkState = bad;
851        return;
852      }
853    }
854
855    else if ( iLine == 4 ) {
856      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
857           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
858           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
859           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
860        _checkState = bad;
861        return;
862      }
863    }
864
865    else if ( iLine == 5 ) {
866      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
867           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
868           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
869        _checkState = bad;
870        return;
871      } else {
872        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
873          _fnav = true;
874          _inav = false;
875        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
876          _fnav = false;
877          _inav = true;
878        }
879        _TOEweek -= 1024.0;
880      }
881    }
882
883    else if ( iLine == 6 ) {
884      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
885           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
886           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
887           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
888        _checkState = bad;
889        return;
890      } else {
891        // Bit 0
892        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
893        // Bit 1-2
894        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
895        // Bit 3
896        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
897        // Bit 4-5
898        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
899        // Bit 6
900        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
901        // Bit 7-8
902        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
903
904        if (prnStr.at(0) == 'E') {
905          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
906        }
907      }
908    }
909
910    else if ( iLine == 7 ) {
911      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
912        _checkState = bad;
913        return;
914      }
915    }
916  }
917}
918
919// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
920////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
921t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
922
923  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
924  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
925
926  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
927  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
928
929  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
930  if (a0 == 0) {
931    return failure;
932  }
933
934  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
935
936  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
937  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
938
939  double n  = n0 + _Delta_n;
940  double M  = _M0 + n*tk;
941  double E  = M;
942  double E_last;
943  int    nLoop = 0;
944  do {
945    E_last = E;
946    E = M + _e*sin(E);
947
948    if (++nLoop == 100) {
949      return failure;
950    }
951  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
952  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
953  double u0     = v + _omega;
954  double sin2u0 = sin(2*u0);
955  double cos2u0 = cos(2*u0);
956  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
957  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
958  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
959  double xp     = r*cos(u);
960  double yp     = r*sin(u);
961  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
962                  omegaEarth*_TOEsec;
963
964  double sinom = sin(OM);
965  double cosom = cos(OM);
966  double sini  = sin(i);
967  double cosi  = cos(i);
968  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
969  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
970  xc[2] = yp*sini;
971
972  double tc = tt - _TOC;
973  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
974
975  // Velocity
976  // --------
977  double tanv2 = tan(v/2);
978  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
979  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
980               * dEdM * n;
981  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
982  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
983  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
984  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
985                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
986  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
987  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
988
989  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
990           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
991                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
992
993  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
994           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
995                          - yp*sini*cosom*doti;
996
997  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
998
999  // Relativistic Correction
1000  // -----------------------
1001  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1002  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1003  // correspondent to IGS convention
1004  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1005
1006  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1007  xc[5] = _clock_driftrate;
1008
1009  return success;
1010}
1011
1012// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1013////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1014unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1015  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1016    return 1;
1017  }
1018  return 0;
1019}
1020
1021// RINEX Format String
1022//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1023QString t_ephGal::toString(double version) const {
1024
1025  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1026
1027  QTextStream out(&rnxStr);
1028
1029  out << QString("%1%2%3\n")
1030    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1031    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1032    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1033
1034  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1035
1036  out << QString(fmt)
1037    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1038    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1039    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1040    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1041
1042  out << QString(fmt)
1043    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1044    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1045    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1046    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1047
1048  out << QString(fmt)
1049    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1050    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1051    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1052    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1053
1054  out << QString(fmt)
1055    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1056    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1057    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1058    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1059
1060  int    dataSource = 0;
1061  int    SVhealth   = 0;
1062  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1063  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1064  if (_fnav) {
1065    dataSource |= (1<<1);
1066    dataSource |= (1<<8);
1067    BGD_1_5B = 0.0;
1068    // SVhealth
1069    //   Bit 3  : E5a DVS
1070    if (_e5aDataInValid) {
1071      SVhealth |= (1<<3);
1072    }
1073    //   Bit 4-5: E5a HS
1074    if (_E5aHS == 1.0) {
1075      SVhealth |= (1<<4);
1076    }
1077    else if (_E5aHS == 2.0) {
1078      SVhealth |= (1<<5);
1079    }
1080    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1081      SVhealth |= (1<<4);
1082      SVhealth |= (1<<5);
1083    }
1084  }
1085  else if(_inav) {
1086    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1087    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1088    dataSource |= (1<<0);
1089    dataSource |= (1<<2);
1090    dataSource |= (1<<9);
1091    // SVhealth
1092    //   Bit 0  : E1-B DVS
1093    if (_e1DataInValid) {
1094      SVhealth |= (1<<0);
1095    }
1096    //   Bit 1-2: E1-B HS
1097    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1098      SVhealth |= (1<<1);
1099    }
1100    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1101      SVhealth |= (1<<2);
1102    }
1103    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1104      SVhealth |= (1<<1);
1105      SVhealth |= (1<<2);
1106    }
1107    //   Bit 3  : E5a DVS
1108    if (_e5aDataInValid) {
1109      SVhealth |= (1<<3);
1110    }
1111    //   Bit 4-5: E5a HS
1112    if      (_E5aHS == 1.0) {
1113      SVhealth |= (1<<4);
1114    }
1115    else if (_E5aHS == 2.0) {
1116      SVhealth |= (1<<5);
1117    }
1118    else if (_E5aHS == 3.0) {
1119      SVhealth |= (1<<4);
1120      SVhealth |= (1<<5);
1121    }
1122    //   Bit 6  : E5b DVS
1123    if (_e5bDataInValid) {
1124      SVhealth |= (1<<6);
1125    }
1126    //   Bit 7-8: E5b HS
1127    if      (_E5bHS == 1.0) {
1128      SVhealth |= (1<<7);
1129    }
1130    else if (_E5bHS == 2.0) {
1131      SVhealth |= (1<<8);
1132    }
1133    else if (_E5bHS == 3.0) {
1134      SVhealth |= (1<<7);
1135      SVhealth |= (1<<8);
1136    }
1137  }
1138
1139  out << QString(fmt)
1140    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1141    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1142    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1143    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1144
1145  out << QString(fmt)
1146    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1147    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1148    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1149    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
1150
1151
1152  double tot = _TOT;
1153  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
1154    tot = 0.0;
1155  }
1156  out << QString(fmt)
1157    .arg(tot,     19, 'e', 12)
1158    .arg("",      19, QChar(' '))
1159    .arg("",      19, QChar(' '))
1160    .arg("",      19, QChar(' '));
1161
1162  return rnxStr;
1163}
1164
1165// Constructor
1166//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1167t_ephSBAS::t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1168
1169  const int nLines = 4;
1170
1171  if (lines.size() != nLines) {
1172    _checkState = bad;
1173    return;
1174  }
1175
1176  // RINEX Format
1177  // ------------
1178  int fieldLen = 19;
1179
1180  int pos[4];
1181  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1182  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1183  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1184  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1185
1186  // Read four lines
1187  // ---------------
1188  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1189    QString line = lines[iLine];
1190
1191    if      ( iLine == 0 ) {
1192      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1193
1194      int    year, month, day, hour, min;
1195      double sec;
1196
1197      QString prnStr, n;
1198      in >> prnStr;
1199      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'S') {
1200        in >> n;
1201        prnStr.append(n);
1202      }
1203      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1204      if (prnStr.at(0) == 'S') {
1205        _prn.set('S', prnStr.mid(1).toInt());
1206      }
1207      else {
1208        _prn.set('S', prnStr.toInt());
1209      }
1210
1211      if      (year <  80) {
1212        year += 2000;
1213      }
1214      else if (year < 100) {
1215        year += 1900;
1216      }
1217
1218      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
1219
1220      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _agf0 ) ||
1221           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _agf1 ) ||
1222           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TOT  ) ) {
1223        _checkState = bad;
1224        return;
1225      }
1226    }
1227
1228    else if      ( iLine == 1 ) {
1229      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
1230           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
1231           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
1232           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
1233        _checkState = bad;
1234        return;
1235      }
1236    }
1237
1238    else if ( iLine == 2 ) {
1239      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
1240           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
1241           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
1242           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _ura             ) ) {
1243        _checkState = bad;
1244        return;
1245      }
1246    }
1247
1248    else if ( iLine == 3 ) {
1249      double iodn;
1250      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
1251           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
1252           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
1253           readDbl(line, pos[3], fieldLen, iodn           ) ) {
1254        _checkState = bad;
1255        return;
1256      } else {
1257        _IODN = int(iodn);
1258      }
1259    }
1260  }
1261
1262  _x_pos          *= 1.e3;
1263  _y_pos          *= 1.e3;
1264  _z_pos          *= 1.e3;
1265  _x_velocity     *= 1.e3;
1266  _y_velocity     *= 1.e3;
1267  _z_velocity     *= 1.e3;
1268  _x_acceleration *= 1.e3;
1269  _y_acceleration *= 1.e3;
1270  _z_acceleration *= 1.e3;
1271}
1272
1273// IOD of SBAS Ephemeris (virtual)
1274////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1275
1276unsigned int t_ephSBAS::IOD() const {
1277  unsigned char buffer[80];
1278  int size = 0;
1279  int numbits = 0;
1280  long long bitbuffer = 0;
1281  unsigned char *startbuffer = buffer;
1282
1283  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_x_pos, 0.08)
1284  SBASADDBITSFLOAT(30, this->_y_pos, 0.08)
1285  SBASADDBITSFLOAT(25, this->_z_pos, 0.4)
1286  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_x_velocity, 0.000625)
1287  SBASADDBITSFLOAT(17, this->_y_velocity, 0.000625)
1288  SBASADDBITSFLOAT(18, this->_z_velocity, 0.004)
1289  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_x_acceleration, 0.0000125)
1290  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_y_acceleration, 0.0000125)
1291  SBASADDBITSFLOAT(10, this->_z_acceleration, 0.0000625)
1292  SBASADDBITSFLOAT(12, this->_agf0, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<1))
1293  SBASADDBITSFLOAT(8, this->_agf1, 1.0/static_cast<double>(1<<30)/static_cast<double>(1<<10))
1294  SBASADDBITS(5,0); // the last byte is filled by 0-bits to obtain a length of an integer multiple of 8
1295
1296  return CRC24(size, startbuffer);
1297}
1298
1299// Compute SBAS Satellite Position (virtual)
1300////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1301t_irc t_ephSBAS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1302
1303  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1304  double  dt = tt - _TOC;
1305
1306  xc[0] = _x_pos + _x_velocity * dt + _x_acceleration * dt * dt / 2.0;
1307  xc[1] = _y_pos + _y_velocity * dt + _y_acceleration * dt * dt / 2.0;
1308  xc[2] = _z_pos + _z_velocity * dt + _z_acceleration * dt * dt / 2.0;
1309
1310  vv[0] = _x_velocity + _x_acceleration * dt;
1311  vv[1] = _y_velocity + _y_acceleration * dt;
1312  vv[2] = _z_velocity + _z_acceleration * dt;
1313
1314  xc[3] = _agf0 + _agf1 * dt;
1315
1316  xc[4] = _agf1;
1317  xc[5] = 0.0;
1318
1319  return success;
1320}
1321
1322// RINEX Format String
1323//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1324QString t_ephSBAS::toString(double version) const {
1325
1326  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1327
1328  QTextStream out(&rnxStr);
1329
1330  out << QString("%1%2%3\n")
1331    .arg(_agf0, 19, 'e', 12)
1332    .arg(_agf1, 19, 'e', 12)
1333    .arg(_TOT,  19, 'e', 12);
1334
1335  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1336
1337  out << QString(fmt)
1338    .arg(1.e-3*_x_pos,          19, 'e', 12)
1339    .arg(1.e-3*_x_velocity,     19, 'e', 12)
1340    .arg(1.e-3*_x_acceleration, 19, 'e', 12)
1341    .arg(_health,               19, 'e', 12);
1342
1343  out << QString(fmt)
1344    .arg(1.e-3*_y_pos,          19, 'e', 12)
1345    .arg(1.e-3*_y_velocity,     19, 'e', 12)
1346    .arg(1.e-3*_y_acceleration, 19, 'e', 12)
1347    .arg(_ura,                  19, 'e', 12);
1348
1349  out << QString(fmt)
1350    .arg(1.e-3*_z_pos,          19, 'e', 12)
1351    .arg(1.e-3*_z_velocity,     19, 'e', 12)
1352    .arg(1.e-3*_z_acceleration, 19, 'e', 12)
1353    .arg(double(_IODN),         19, 'e', 12);
1354
1355  return rnxStr;
1356}
1357
1358// Constructor
1359//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1360t_ephBDS::t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
1361
1362  const int nLines = 8;
1363
1364  if (lines.size() != nLines) {
1365    _checkState = bad;
1366    return;
1367  }
1368
1369  // RINEX Format
1370  // ------------
1371  int fieldLen = 19;
1372
1373  int pos[4];
1374  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
1375  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
1376  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
1377  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
1378
1379  // Read eight lines
1380  // ----------------
1381  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
1382    QString line = lines[iLine];
1383
1384    if      ( iLine == 0 ) {
1385      QTextStream in(line.left(pos[1]).toLatin1());
1386
1387      int    year, month, day, hour, min;
1388      double sec;
1389
1390      QString prnStr, n;
1391      in >> prnStr;
1392      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'C') {
1393        in >> n;
1394        prnStr.append(n);
1395      }
1396      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
1397      if (prnStr.at(0) == 'C') {
1398        _prn.set('C', prnStr.mid(1).toInt());
1399      }
1400      else {
1401        _prn.set('C', prnStr.toInt());
1402      }
1403
1404      if      (year <  80) {
1405        year += 2000;
1406      }
1407      else if (year < 100) {
1408        year += 1900;
1409      }
1410
1411      _TOC.setBDS(year, month, day, hour, min, sec);
1412
1413      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
1414           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
1415           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
1416        _checkState = bad;
1417        return;
1418      }
1419    }
1420
1421    else if      ( iLine == 1 ) {
1422      double aode;
1423      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, aode    ) ||
1424           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
1425           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
1426           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
1427        _checkState = bad;
1428        return;
1429      }
1430      _AODE = int(aode);
1431    }
1432
1433    else if ( iLine == 2 ) {
1434      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
1435           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
1436           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
1437           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
1438        _checkState = bad;
1439        return;
1440      }
1441    }
1442
1443    else if ( iLine == 3 ) {
1444      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec )  ||
1445           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
1446           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
1447           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
1448        _checkState = bad;
1449        return;
1450      }
1451    }
1452
1453    else if ( iLine == 4 ) {
1454      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
1455           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
1456           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
1457           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
1458        _checkState = bad;
1459        return;
1460      }
1461    }
1462
1463    else if ( iLine == 5 ) {
1464      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT    ) ||
1465           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek)) {
1466        _checkState = bad;
1467        return;
1468      }
1469    }
1470
1471    else if ( iLine == 6 ) {
1472      double SatH1;
1473      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _URA ) ||
1474           readDbl(line, pos[1], fieldLen, SatH1) ||
1475           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD1) ||
1476           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _TGD2) ) {
1477        _checkState = bad;
1478        return;
1479      }
1480      _SatH1 = int(SatH1);
1481    }
1482
1483    else if ( iLine == 7 ) {
1484      double aodc;
1485      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ||
1486           readDbl(line, pos[1], fieldLen, aodc) ) {
1487        _checkState = bad;
1488        return;
1489      }
1490      if (_TOT == 0.9999e9) {  // 0.9999e9 means not known (RINEX standard)
1491        _TOT = _TOEsec;
1492      }
1493      _AODC = int(aodc);
1494    }
1495  }
1496
1497  _TOE.setBDS(int(_TOEweek), _TOEsec);
1498
1499  // remark: actually should be computed from second_tot
1500  //         but it seems to be unreliable in RINEX files
1501  //_TOT = _TOC.bdssec();
1502}
1503
1504// IOD of BDS Ephemeris (virtual)
1505////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1506unsigned int t_ephBDS::IOD() const {
1507  return (int(_TOEsec)/720) % 240;
1508}
1509
1510// Compute BDS Satellite Position (virtual)
1511//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1512t_irc t_ephBDS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
1513
1514  static const double gmBDS    = 398.6004418e12;
1515  static const double omegaBDS = 7292115.0000e-11;
1516
1517  xc[0] = xc[1] = xc[2] = xc[3] = 0.0;
1518  vv[0] = vv[1] = vv[2] = 0.0;
1519
1520  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
1521
1522  if (_sqrt_A == 0) {
1523    return failure;
1524  }
1525  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
1526
1527  double n0 = sqrt(gmBDS/(a0*a0*a0));
1528  double tk = tt - _TOE;
1529  double n  = n0 + _Delta_n;
1530  double M  = _M0 + n*tk;
1531  double E  = M;
1532  double E_last;
1533  int    nLoop = 0;
1534  do {
1535    E_last = E;
1536    E = M + _e*sin(E);
1537
1538    if (++nLoop == 100) {
1539      return failure;
1540    }
1541  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
1542
1543  double v      = atan2(sqrt(1-_e*_e) * sin(E), cos(E) - _e);
1544  double u0     = v + _omega;
1545  double sin2u0 = sin(2*u0);
1546  double cos2u0 = cos(2*u0);
1547  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
1548  double i      = _i0 + _IDOT*tk     + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
1549  double u      = u0                 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
1550  double xp     = r*cos(u);
1551  double yp     = r*sin(u);
1552  double toesec = (_TOE.gpssec() - 14.0);
1553  double sinom = 0;
1554  double cosom = 0;
1555  double sini  = 0;
1556  double cosi  = 0;
1557
1558  // Velocity
1559  // --------
1560  double tanv2 = tan(v/2);
1561  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
1562  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2)
1563                 / (1 + tanv2*tanv2) * dEdM * n;
1564  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
1565  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
1566  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
1567                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
1568
1569  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
1570  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
1571
1572  const double iMaxGEO = 10.0 / 180.0 * M_PI;
1573
1574  // MEO/IGSO satellite
1575  // ------------------
1576  if (_i0 > iMaxGEO) {
1577    double OM = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaBDS)*tk - omegaBDS*toesec;
1578
1579    sinom = sin(OM);
1580    cosom = cos(OM);
1581    sini  = sin(i);
1582    cosi  = cos(i);
1583
1584    xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1585    xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1586    xc[2] = yp*sini;
1587
1588    // Velocity
1589    // --------
1590
1591    double dotom = _OMEGADOT - t_CST::omega;
1592
1593    vv[0]  = cosom  *dotx   - cosi*sinom   *doty    // dX / dr
1594           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
1595                            + yp*sini*sinom*doti;   // dX / di
1596
1597    vv[1]  = sinom  *dotx   + cosi*cosom   *doty
1598           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1599                            - yp*sini*cosom*doti;
1600
1601    vv[2]  = sini   *doty   + yp*cosi      *doti;
1602
1603  }
1604
1605  // GEO satellite
1606  // -------------
1607  else {
1608    double OM    = _OMEGA0 + _OMEGADOT*tk - omegaBDS*toesec;
1609    double ll    = omegaBDS*tk;
1610
1611    sinom = sin(OM);
1612    cosom = cos(OM);
1613    sini  = sin(i);
1614    cosi  = cos(i);
1615
1616    double xx = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
1617    double yy = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
1618    double zz = yp*sini;
1619
1620    Matrix RX = BNC_PPP::t_astro::rotX(-5.0 / 180.0 * M_PI);
1621    Matrix RZ = BNC_PPP::t_astro::rotZ(ll);
1622
1623    ColumnVector X1(3); X1 << xx << yy << zz;
1624    ColumnVector X2 = RZ*RX*X1;
1625
1626    xc[0] = X2(1);
1627    xc[1] = X2(2);
1628    xc[2] = X2(3);
1629
1630    double dotom = _OMEGADOT;
1631
1632    double vx  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty
1633               - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom
1634                                + yp*sini*sinom*doti;
1635
1636    double vy  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
1637               + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
1638                                - yp*sini*cosom*doti;
1639
1640    double vz  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
1641
1642    ColumnVector V(3); V << vx << vy << vz;
1643
1644    Matrix RdotZ(3,3);
1645    double C = cos(ll);
1646    double S = sin(ll);
1647    Matrix UU(3,3);
1648    UU[0][0] =  -S;  UU[0][1] =  +C;  UU[0][2] = 0.0;
1649    UU[1][0] =  -C;  UU[1][1] =  -S;  UU[1][2] = 0.0;
1650    UU[2][0] = 0.0;  UU[2][1] = 0.0;  UU[2][2] = 0.0;
1651    RdotZ = omegaBDS * UU;
1652
1653    ColumnVector VV(3);
1654    VV = RZ*RX*V + RdotZ*RX*X1;
1655
1656    vv[0] = VV(1);
1657    vv[1] = VV(2);
1658    vv[2] = VV(3);
1659  }
1660
1661  double tc = tt - _TOC;
1662  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
1663
1664  // dotC  = _clock_drift + _clock_driftrate*tc
1665  //       - 4.442807633e-10*_e*sqrt(a0)*cos(E) * dEdM * n;
1666
1667  // Relativistic Correction
1668  // -----------------------
1669  // correspondent to BDS ICD and to SSR standard
1670    xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1671  // correspondent to IGS convention
1672  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1673
1674  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1675  xc[5] = _clock_driftrate;
1676  return success;
1677}
1678
1679// RINEX Format String
1680//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1681QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1682
1683  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1684
1685  QTextStream out(&rnxStr);
1686
1687  out << QString("%1%2%3\n")
1688    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1689    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1690    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1691
1692  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1693
1694  out << QString(fmt)
1695    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1696    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1697    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1698    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1699
1700  out << QString(fmt)
1701    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1702    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1703    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1704    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1705
1706  double toes = 0.0;
1707  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1708    toes = _TOEsec;
1709  }
1710  else {// RTCM stream input
1711    toes = _TOE.bdssec();
1712  }
1713  out << QString(fmt)
1714    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1715    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1716    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1717    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1718
1719  out << QString(fmt)
1720    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1721    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1722    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1723    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1724
1725  double toew = 0.0;
1726  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1727    toew = _TOEweek;
1728  }
1729  else {// RTCM stream input
1730    toew = double(_TOE.bdsw());
1731  }
1732  out << QString(fmt)
1733    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1734    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1735    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1736    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1737
1738  out << QString(fmt)
1739    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1740    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1741    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1742    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1743
1744  double tots = 0.0;
1745  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1746    tots = _TOT;
1747  }
1748  else {// RTCM stream input
1749    tots = _TOE.bdssec();
1750  }
1751  out << QString(fmt)
1752    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1753    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1754    .arg("",            19, QChar(' '))
1755    .arg("",            19, QChar(' '));
1756  return rnxStr;
1757}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.