source: ntrip/trunk/BNC/src/ephemeris.h @ 9212

Last change on this file since 9212 was 9212, checked in by stuerze, 2 months ago
File size: 15.2 KB
Line 
1#ifndef EPHEMERIS_H
2#define EPHEMERIS_H
3
4#include <newmat.h>
5#include <QtCore>
6#include <stdio.h>
7#include <string>
8#include "bnctime.h"
9#include "bncconst.h"
10#include "t_prn.h"
11#include "gnss.h"
12
13
14class t_orbCorr;
15class t_clkCorr;
16
17class t_eph {
18 public:
19  enum e_type {unknown, GPS, QZSS, GLONASS, Galileo, SBAS, BDS, IRNSS};
20  enum e_checkState {unchecked, ok, bad, outdated, unhealthy};
21
22  t_eph();
23  virtual ~t_eph();
24
25  virtual e_type  type() const = 0;
26  virtual QString toString(double version) const = 0;
27  virtual unsigned int IOD() const = 0;
28  virtual unsigned int isUnhealthy() const = 0;
29  virtual int     slotNum() const {return 0;}
30  bncTime TOC() const {return _TOC;}
31  bool    isNewerThan(const t_eph* eph) const {return earlierTime(eph, this);}
32  e_checkState checkState() const {return _checkState;}
33  void    setCheckState(e_checkState checkState) {_checkState = checkState;}
34  t_prn   prn() const {return _prn;}
35  t_irc   getCrd(const bncTime& tt, ColumnVector& xc, ColumnVector& vv, bool useCorr) const;
36  void    setOrbCorr(const t_orbCorr* orbCorr);
37  void    setClkCorr(const t_clkCorr* clkCorr);
38  const QDateTime& receptDateTime() const {return _receptDateTime;}
39  const QString receptStaID() const {return _receptStaID;}
40  static QString rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version);
41  static QString rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version);
42  static bool earlierTime(const t_eph* eph1, const t_eph* eph2) {return eph1->_TOC < eph2->_TOC;}
43  static bool prnSort(const t_eph* eph1, const t_eph* eph2) {return eph1->prn() < eph2->prn();}
44
45 protected:
46  virtual t_irc position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const = 0;
47  t_prn        _prn;
48  bncTime      _TOC;
49  QDateTime    _receptDateTime;
50  QString      _receptStaID;
51  e_checkState _checkState;
52  t_orbCorr*   _orbCorr;
53  t_clkCorr*   _clkCorr;
54};
55
56
57class t_ephGPS : public t_eph {
58 friend class t_ephEncoder;
59 friend class RTCM3Decoder;
60 public:
61  t_ephGPS() {
62    _clock_bias       = 0.0;
63    _clock_drift      = 0.0;
64    _clock_driftrate  = 0.0;
65    _IODE             = 0.0;
66    _Crs              = 0.0;
67    _Delta_n          = 0.0;
68    _M0               = 0.0;
69    _Cuc              = 0.0;
70    _e                = 0.0;
71    _Cus              = 0.0;
72    _sqrt_A           = 0.0;
73    _TOEsec           = 0.0;
74    _Cic              = 0.0;
75    _OMEGA0           = 0.0;
76    _Cis              = 0.0;
77    _i0               = 0.0;
78    _Crc              = 0.0;
79    _omega            = 0.0;
80    _OMEGADOT         = 0.0;
81    _IDOT             = 0.0;
82    _L2Codes          = 0.0;
83    _TOEweek          = 0.0;
84    _L2PFlag          = 0.0;
85    _ura              = 0.0;
86    _health           = 0.0;
87    _TGD              = 0.0;
88    _IODC             = 0.0;
89    _TOT              = 0.0;
90    _fitInterval      = 0.0;
91    _receptStaID      = "";
92  }
93  t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines);
94  virtual ~t_ephGPS() {}
95
96  virtual e_type type() const {
97    switch (_prn.system()) {
98      case 'J':
99        return t_eph::QZSS;
100      case 'I':
101        return t_eph::IRNSS;
102    };
103    return t_eph::GPS;
104  }
105  virtual QString toString(double version) const;
106  virtual unsigned int  IOD() const { return static_cast<unsigned int>(_IODE); }
107  virtual unsigned int  isUnhealthy() const { return static_cast<unsigned int>(_health); }
108  double TGD() const {return _TGD;} // Timing Group Delay (P1-P2 DCB)
109
110 private:
111  virtual t_irc position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const;
112
113  double  _clock_bias;      // [s]
114  double  _clock_drift;     // [s/s]
115  double  _clock_driftrate; // [s/s^2]
116
117  double  _IODE;            // IODEC in case of IRNSS
118  double  _Crs;             // [m]
119  double  _Delta_n;         // [rad/s]
120  double  _M0;              // [rad]
121
122  double  _Cuc;             // [rad]
123  double  _e;               //
124  double  _Cus;             // [rad]
125  double  _sqrt_A;          // [m^0.5]
126
127  double  _TOEsec;          // [s]
128  double  _Cic;             // [rad]
129  double  _OMEGA0;          // [rad]
130  double  _Cis;             // [rad]
131
132  double  _i0;              // [rad]
133  double  _Crc;             // [m]
134  double  _omega;           // [rad]
135  double  _OMEGADOT;        // [rad/s]
136
137  double  _IDOT;            // [rad/s]
138  double  _L2Codes;         // Codes on L2 channel  (not valid for IRNSS)
139  double  _TOEweek;
140  double  _L2PFlag;         // L2 P data flag (not valid for IRNSS and QZSS)
141
142  mutable double  _ura;     // SV accuracy
143  double  _health;          // SV health
144  double  _TGD;             // [s]
145  double  _IODC;            // (not valid for IRNSS)
146
147  double  _TOT;             // Transmission time
148  double  _fitInterval;     // Fit interval in hours (not valid for IRNSS)
149};
150
151class t_ephGlo : public t_eph {
152 friend class t_ephEncoder;
153 friend class RTCM3Decoder;
154 public:
155  t_ephGlo() {
156    _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
157    _gps_utc          = 0.0;
158    _tau              = 0.0;
159    _gamma            = 0.0;
160    _tki              = 0.0;
161    _x_pos            = 0.0;
162    _x_velocity       = 0.0;
163    _x_acceleration   = 0.0;
164    _health           = 0.0;
165    _y_pos            = 0.0;
166    _y_velocity       = 0.0;
167    _y_acceleration   = 0.0;
168    _frequency_number = 0.0;
169    _z_pos            = 0.0;
170    _z_velocity       = 0.0;
171    _z_acceleration   = 0.0;
172    _E                = 0.0;
173    _almanac_health   = 0.0;
174    _almanac_health_availablility_indicator = 0.0;
175    _additional_data_availability = 0.0;
176    _tauC             = 0.0;
177    _P1               = 0.0;
178    _P2               = 0.0;
179    _P3               = 0.0;
180    _NA               = 0.0;
181    _M_P              = 0.0;
182    _M_l3             = 0.0;
183    _M_delta_tau      = 0.0;
184    _M_P4             = 0.0;
185    _M_FT             = 0.0;
186    _M_NT             = 0.0;
187    _M_M              = 0.0;
188    _M_N4             = 0.0;
189    _M_tau_GPS        = 0.0;
190    _M_l5             = 0.0;
191    _receptStaID      = "";
192  }
193  t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines);
194  virtual ~t_ephGlo() {}
195
196  virtual e_type type() const {return t_eph::GLONASS;}
197  virtual QString toString(double version) const;
198  virtual unsigned int  IOD() const;
199  virtual unsigned int isUnhealthy() const;
200  virtual int slotNum() const {return int(_frequency_number);}
201
202 private:
203  virtual t_irc position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const;
204  static ColumnVector glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv, double* acc);
205
206  mutable bncTime      _tt;  // time
207  mutable ColumnVector _xv;  // status vector (position, velocity) at time _tt
208
209  double  _gps_utc;
210  double  _tau;              // [s]
211  double  _gamma;            // [-]
212  mutable double  _tki;      // message frame time
213
214  double  _x_pos;            // [km]
215  double  _x_velocity;       // [km/s]
216  double  _x_acceleration;   // [km/s^2]
217  double  _health;           // 0 = O.K. MSB of Bn word
218
219  double  _y_pos;            // [km]
220  double  _y_velocity;       // [km/s]
221  double  _y_acceleration;   // [km/s^2]
222  double  _frequency_number; // ICD-GLONASS data position
223
224  double  _z_pos;            // [km]
225  double  _z_velocity;       // [km/s]
226  double  _z_acceleration;   // [km/s^2]
227  double  _E;                // Age of Information [days]
228
229  double _almanac_health;     // Cn word
230  double _almanac_health_availablility_indicator;
231
232  double _additional_data_availability;  //
233  double _tauC;               // GLONASS time scale correction to UTC(SU) time [sec]
234  double _P1;                 // flag of the immediate data updating [-]
235  double _P2;                 // flag of oddness or evenness of the value of tb for intervals 30 or 60 minutes [-]
236  double _P3;                 // flag indicating a number of satellites for which almanac is transmitted within given frame [-]
237  double _NA;                 // calendar day number within the 4-year period [days]
238
239  double _M_P;                // control segment parameter that indicates the satellite operation mode with respect of time parameters
240  double _M_l3;               // health flag
241  double _M_delta_tau;        // [sec]
242  double _M_P4;               // flag to show that ephemeris parameters are present [-]
243  double _M_FT;               // indicator for predicted satellite user range accuracy [-]
244  double _M_NT;               // current date, calendar number of day within 4-year interval [days]
245  double _M_M;                // type of satellite transmitting navigation signal: 0 = GLONASS, 1 = GLONASS-M satellite [-]
246  double _M_N4;               // 4-year interval number starting from 1996
247  double _M_tau_GPS;          // correction to GPS time relative to GLONASS time [days]
248  double _M_l5;               // health flag
249};
250
251class t_ephGal : public t_eph {
252 friend class t_ephEncoder;
253 friend class RTCM3Decoder;
254 public:
255  t_ephGal() {
256    _clock_bias      = 0.0;
257    _clock_drift     = 0.0;
258    _clock_driftrate = 0.0;
259    _IODnav          = 0.0;
260    _Crs             = 0.0;
261    _Delta_n         = 0.0;
262    _M0              = 0.0;
263    _Cuc             = 0.0;
264    _e               = 0.0;
265    _Cus             = 0.0;
266    _sqrt_A          = 0.0;
267    _TOEsec          = 0.0;
268    _Cic             = 0.0;
269    _OMEGA0          = 0.0;
270    _Cis             = 0.0;
271    _i0              = 0.0;
272    _Crc             = 0.0;
273    _omega           = 0.0;
274    _OMEGADOT        = 0.0;
275    _IDOT            = 0.0;
276    _TOEweek         = 0.0;
277    _SISA            = 0.0;
278    _E5aHS           = 0.0;
279    _E5bHS           = 0.0;
280    _E1_bHS          = 0.0;
281    _BGD_1_5A        = 0.0;
282    _BGD_1_5B        = 0.0;
283    _TOT             = 0.0;
284    _receptStaID     = "";
285  };
286  t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines);
287  virtual ~t_ephGal() {}
288
289  virtual QString toString(double version) const;
290  virtual e_type type() const {return t_eph::Galileo;}
291  virtual unsigned int  IOD() const { return static_cast<unsigned long>(_IODnav); }
292  virtual unsigned int  isUnhealthy() const;
293
294 private:
295  virtual t_irc position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const;
296
297  double  _clock_bias;       //  [s]
298  double  _clock_drift;      //  [s/s]
299  double  _clock_driftrate;  //  [s/s^2]
300
301  double  _IODnav;
302  double  _Crs;              //  [m]
303  double  _Delta_n;          //  [rad/s]
304  double  _M0;               //  [rad]
305
306  double  _Cuc;              //  [rad]
307  double  _e;                //
308  double  _Cus;              //  [rad]
309  double  _sqrt_A;           //  [m^0.5]
310
311  double  _TOEsec;           //  [s]
312  double  _Cic;              //  [rad]
313  double  _OMEGA0;           //  [rad]
314  double  _Cis;              //  [rad]
315
316  double  _i0;               //  [rad]
317  double  _Crc;              //  [m]
318  double  _omega;            //  [rad]
319  double  _OMEGADOT;         //  [rad/s]
320
321  double  _IDOT;             //  [rad/s]
322  double  _TOEweek;
323  // spare
324
325  mutable double  _SISA;     // Signal In Space Accuracy
326  double  _E5aHS;            //  [0..3] E5a Health Status
327  double  _E5bHS;            //  [0..3] E5b Health Status
328  double  _E1_bHS;           //  [0..3] E1-b Health Status
329  double  _BGD_1_5A;         //  group delay [s]
330  double  _BGD_1_5B;         //  group delay [s]
331
332  double  _TOT;              // [s]
333  /** Data comes from I/NAV when <code>true</code> */
334  bool    _inav;
335  /** Data comes from F/NAV when <code>true</code> */
336  bool    _fnav;
337  /** EE Data is not valid */
338  bool    _e1DataInValid;
339  /** E5A Data is not valid */
340  bool    _e5aDataInValid;
341  /** E5B Data is not valid */
342  bool    _e5bDataInValid;
343};
344
345class t_ephSBAS : public t_eph {
346 friend class t_ephEncoder;
347 friend class RTCM3Decoder;
348 public:
349  t_ephSBAS() {
350    _IODN           = 0;
351    _TOT            = 0.0;
352    _agf0           = 0.0;
353    _agf1           = 0.0;
354    _x_pos          = 0.0;
355    _x_velocity     = 0.0;
356    _x_acceleration = 0.0;
357    _y_pos          = 0.0;
358    _y_velocity     = 0.0;
359    _y_acceleration = 0.0;
360    _z_pos          = 0.0;
361    _z_velocity     = 0.0;
362    _z_acceleration = 0.0;
363    _ura            = 0.0;
364    _health         = 0.0;
365    _receptStaID    = "";
366  }
367  t_ephSBAS(float rnxVersion, const QStringList& lines);
368  virtual ~t_ephSBAS() {}
369
370  virtual e_type  type() const {return t_eph::SBAS;}
371  virtual unsigned int IOD() const;
372  virtual unsigned int  isUnhealthy() const { return static_cast<unsigned int>(_health); }
373  virtual QString toString(double version) const;
374
375 private:
376  virtual t_irc position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const;
377
378  int    _IODN;
379  double _TOT;            // not used (set to  0.9999e9)
380  double _agf0;           // [s]    clock correction
381  double _agf1;           // [s/s]  clock correction drift
382
383  double _x_pos;          // [m]
384  double _x_velocity;     // [m/s]
385  double _x_acceleration; // [m/s^2]
386
387  double _y_pos;          // [m]
388  double _y_velocity;     // [m/s]
389  double _y_acceleration; // [m/s^2]
390
391  double _z_pos;          // [m]
392  double _z_velocity;     // [m/s]
393  double _z_acceleration; // [m/s^2]
394
395  mutable double _ura;
396  double _health;
397};
398
399class t_ephBDS : public t_eph {
400 friend class t_ephEncoder;
401 friend class RTCM3Decoder;
402 public:
403 t_ephBDS() {
404   _TOT             = 0.0;
405   _AODE            = 0;
406   _AODC            = 0;
407   _URAI            = 0;
408   _URA             = 0.0;
409   _clock_bias      = 0.0;
410   _clock_drift     = 0.0;
411   _clock_driftrate = 0.0;
412   _Crs             = 0.0;
413   _Delta_n         = 0.0;
414   _M0              = 0.0;
415   _Cuc             = 0.0;
416   _e               = 0.0;
417   _Cus             = 0.0;
418   _sqrt_A          = 0.0;
419   _Cic             = 0.0;
420   _OMEGA0          = 0.0;
421   _Cis             = 0.0;
422   _i0              = 0.0;
423   _Crc             = 0.0;
424   _omega           = 0.0;
425   _OMEGADOT        = 0.0;
426   _IDOT            = 0.0;
427   _TGD1            = 0.0;
428   _TGD2            = 0.0;
429   _SatH1           = 0.0;
430   _TOW             = 0.0;
431   _TOEsec          = 0.0;
432   _TOEweek         =-1.0;
433   _receptStaID     = "";
434 }
435 t_ephBDS(float rnxVersion, const QStringList& lines);
436  virtual ~t_ephBDS() {}
437
438  virtual e_type  type() const {return t_eph::BDS;}
439  virtual unsigned int IOD() const;
440  virtual unsigned int  isUnhealthy() const { return static_cast<unsigned int>(_SatH1); }
441  virtual QString toString(double version) const;
442
443 private:
444  virtual t_irc position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const;
445
446  double  _TOT;
447  bncTime _TOE;
448  int     _AODE;
449  int     _AODC;
450  int     _URAI;             //  [0..15] index from RTCM stream
451  mutable double  _URA;      //  user range accuracy
452  double  _clock_bias;       //  [s]
453  double  _clock_drift;      //  [s/s]
454  double  _clock_driftrate;  //  [s/s^2]
455  double  _Crs;              //  [m]
456  double  _Delta_n;          //  [rad/s]
457  double  _M0;               //  [rad]
458  double  _Cuc;              //  [rad]
459  double  _e;                //
460  double  _Cus;              //  [rad]
461  double  _sqrt_A;           //  [m^0.5]
462  double  _Cic;              //  [rad]
463  double  _OMEGA0;           //  [rad]
464  double  _Cis;              //  [rad]
465  double  _i0;               //  [rad]
466  double  _Crc;              //  [m]
467  double  _omega;            //  [rad]
468  double  _OMEGADOT;         //  [rad/s]
469  double  _IDOT;             //  [rad/s]
470  double  _TGD1;             //  [s]
471  double  _TGD2;             //  [s]
472  int     _SatH1;            //
473  double  _TOW;              //  [s] of BDT week
474  double  _TOEsec;           //  [s] of BDT week
475  double  _TOEweek;          //  BDT week will be set only in case of RINEX file input
476};
477#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.