source: ntrip/branches/BNC_2.12/src/ephemeris.cpp @ 9127

Last change on this file since 9127 was 9127, checked in by stuerze, 8 months ago

minor changes regarding ssr, long mountpoint names and latency

File size: 48.1 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61      _checkState == outdated) {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  const QVector<int> updateInt = QVector<int>()  << 1 << 2 << 5 << 10 << 15 << 30
65                                                 << 60 << 120 << 240 << 300 << 600
66                                                 << 900 << 1800 << 3600 << 7200
67                                                 << 10800;
68  xc.ReSize(6);
69  vv.ReSize(3);
70  if (position(tt.gpsw(), tt.gpssec(), xc.data(), vv.data()) != success) {
71    return failure;
72  }
73  if (useCorr) {
74    if (_orbCorr && _clkCorr) {
75      double dtO = tt - _orbCorr->_time;
76      if (_orbCorr->_updateInt) {
77        dtO -= (0.5 * updateInt[_orbCorr->_updateInt]);
78      }
79      ColumnVector dx(3);
80      dx[0] = _orbCorr->_xr[0] + _orbCorr->_dotXr[0] * dtO;
81      dx[1] = _orbCorr->_xr[1] + _orbCorr->_dotXr[1] * dtO;
82      dx[2] = _orbCorr->_xr[2] + _orbCorr->_dotXr[2] * dtO;
83
84      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), dx, dx);
85
86      xc[0] -= dx[0];
87      xc[1] -= dx[1];
88      xc[2] -= dx[2];
89
90      ColumnVector dv(3);
91      RSW_to_XYZ(xc.Rows(1,3), vv.Rows(1,3), _orbCorr->_dotXr, dv);
92
93      vv[0] -= dv[0];
94      vv[1] -= dv[1];
95      vv[2] -= dv[2];
96
97      double dtC = tt - _clkCorr->_time;
98      if (_clkCorr->_updateInt) {
99        dtC -= (0.5 * updateInt[_clkCorr->_updateInt]);
100      }
101      xc[3] += _clkCorr->_dClk + _clkCorr->_dotDClk * dtC + _clkCorr->_dotDotDClk * dtC * dtC;
102    }
103    else {
104      return failure;
105    }
106  }
107  return success;
108}
109
110//
111//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
112QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const t_prn& prn, double version) {
113  QString prnStr(prn.toString().c_str());
114  return rinexDateStr(tt, prnStr, version);
115}
116
117//
118//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
119QString t_eph::rinexDateStr(const bncTime& tt, const QString& prnStr, double version) {
120
121  QString datStr;
122
123  unsigned year, month, day, hour, min;
124  double   sec;
125  tt.civil_date(year, month, day);
126  tt.civil_time(hour, min, sec);
127
128  QTextStream out(&datStr);
129
130  if (version < 3.0) {
131    QString prnHlp = prnStr.mid(1,2); if (prnHlp[0] == '0') prnHlp[0] = ' ';
132    out << prnHlp << QString(" %1 %2 %3 %4 %5%6")
133      .arg(year % 100, 2, 10, QChar('0'))
134      .arg(month,      2)
135      .arg(day,        2)
136      .arg(hour,       2)
137      .arg(min,        2)
138      .arg(sec, 5, 'f',1);
139  }
140  else {
141    out << prnStr << QString(" %1 %2 %3 %4 %5 %6")
142      .arg(year,     4)
143      .arg(month,    2, 10, QChar('0'))
144      .arg(day,      2, 10, QChar('0'))
145      .arg(hour,     2, 10, QChar('0'))
146      .arg(min,      2, 10, QChar('0'))
147      .arg(int(sec), 2, 10, QChar('0'));
148  }
149
150  return datStr;
151}
152
153// Constructor
154//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
155t_ephGPS::t_ephGPS(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
156
157  const int nLines = 8;
158
159  if (lines.size() != nLines) {
160    _checkState = bad;
161    return;
162  }
163
164  // RINEX Format
165  // ------------
166  int fieldLen = 19;
167
168  int pos[4];
169  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
170  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
171  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
172  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
173
174  // Read eight lines
175  // ----------------
176  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
177    QString line = lines[iLine];
178
179    if      ( iLine == 0 ) {
180      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
181      int    year, month, day, hour, min;
182      double sec;
183
184      QString prnStr, n;
185      in >> prnStr;
186
187      if (prnStr.size() == 1 &&
188          (prnStr[0] == 'G' ||
189           prnStr[0] == 'J' ||
190           prnStr[0] == 'I')) {
191        in >> n;
192        prnStr.append(n);
193      }
194
195      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
196      if      (prnStr.at(0) == 'G') {
197        _prn.set('G', prnStr.mid(1).toInt());
198      }
199      else if (prnStr.at(0) == 'J') {
200        _prn.set('J', prnStr.mid(1).toInt());
201      }
202      else if (prnStr.at(0) == 'I') {
203        _prn.set('I', prnStr.mid(1).toInt());
204      }
205      else {
206        _prn.set('G', prnStr.toInt());
207      }
208
209      if      (year <  80) {
210        year += 2000;
211      }
212      else if (year < 100) {
213        year += 1900;
214      }
215
216      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
217
218      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
219           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
220           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
221        _checkState = bad;
222        return;
223      }
224    }
225
226    else if      ( iLine == 1 ) {
227      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODE   ) ||
228           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
229           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
230           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
231        _checkState = bad;
232        return;
233      }
234    }
235
236    else if ( iLine == 2 ) {
237      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
238           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
239           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
240           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
241        _checkState = bad;
242        return;
243      }
244    }
245
246    else if ( iLine == 3 ) {
247      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
248           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
249           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
250           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
251        _checkState = bad;
252        return;
253      }
254    }
255
256    else if ( iLine == 4 ) {
257      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
258           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
259           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
260           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
261        _checkState = bad;
262        return;
263      }
264    }
265
266    else if ( iLine == 5 && type() != t_eph::IRNSS) {
267      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
268           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _L2Codes) ||
269           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek  ) ||
270           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _L2PFlag) ) {
271        _checkState = bad;
272        return;
273      }
274    }
275    else if ( iLine == 5 && type() == t_eph::IRNSS) {
276      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT   ) ||
277           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek) ) {
278        _checkState = bad;
279        return;
280      }
281    }
282
283    else if ( iLine == 6 && type() != t_eph::IRNSS) {
284      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
285           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
286           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ||
287           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _IODC  ) ) {
288        _checkState = bad;
289        return;
290      }
291    }
292    else if ( iLine == 6 && type() == t_eph::IRNSS) {
293      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _ura   ) ||
294           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _health) ||
295           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TGD   ) ) {
296        _checkState = bad;
297        return;
298      }
299    }
300    else if ( iLine == 7 ) {
301      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
302        _checkState = bad;
303        return;
304      }
305      // fitInterval is not valid for IRNSS
306      if (type() != t_eph::IRNSS) {
307        double fitIntervalRnx;
308        readDbl(line, pos[1], fieldLen, fitIntervalRnx);
309        if        (type() == t_eph::GPS) {  // in RINEX specified allways as time period for GPS
310            _fitInterval = fitIntervalRnx;
311        } else if (type() == t_eph::QZSS) { // specified as flag for QZSS
312          if (rnxVersion == 3.02) {
313            _fitInterval = fitIntervalRnx; // specified as time period
314          }
315          else {
316            _fitInterval = fitIntervalFromFlag(fitIntervalRnx, _IODC, t_eph::QZSS);
317          }
318        }
319      }
320    }
321  }
322}
323
324// Compute GPS Satellite Position (virtual)
325////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
326t_irc t_ephGPS::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
327
328  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
329  static const double gmGRS      = 398.6005e12;
330
331  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
332  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
333
334  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
335  if (a0 == 0) {
336    return failure;
337  }
338
339  double n0 = sqrt(gmGRS/(a0*a0*a0));
340
341  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
342  double tk = tt - bncTime(int(_TOEweek), _TOEsec);
343
344  double n  = n0 + _Delta_n;
345  double M  = _M0 + n*tk;
346  double E  = M;
347  double E_last;
348  int    nLoop = 0;
349  do {
350    E_last = E;
351    E = M + _e*sin(E);
352
353    if (++nLoop == 100) {
354      return failure;
355    }
356  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001);
357  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
358  double u0     = v + _omega;
359  double sin2u0 = sin(2*u0);
360  double cos2u0 = cos(2*u0);
361  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
362  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
363  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
364  double xp     = r*cos(u);
365  double yp     = r*sin(u);
366  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
367                   omegaEarth*_TOEsec;
368
369  double sinom = sin(OM);
370  double cosom = cos(OM);
371  double sini  = sin(i);
372  double cosi  = cos(i);
373  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
374  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
375  xc[2] = yp*sini;
376
377  double tc = tt - _TOC;
378  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
379
380  // Velocity
381  // --------
382  double tanv2 = tan(v/2);
383  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
384  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
385               * dEdM * n;
386  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
387  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
388  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
389  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
390                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
391  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
392  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
393
394  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
395           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
396                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
397
398  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
399           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
400                          - yp*sini*cosom*doti;
401
402  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
403
404  // Relativistic Correction
405  // -----------------------
406  // correspondent to IGS convention and GPS ICD (and SSR standard)
407  // xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
408  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
409  // correspondent to IGS-SSR
410  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
411  xc[5] = _clock_driftrate;
412
413  return success;
414}
415
416// RINEX Format String
417//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
418QString t_ephGPS::toString(double version) const {
419
420  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
421
422  QTextStream out(&rnxStr);
423
424  out << QString("%1%2%3\n")
425    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
426    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
427    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
428
429  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
430
431   out << QString(fmt)
432    .arg(_IODE,    19, 'e', 12)
433    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
434    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
435    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
436
437  out << QString(fmt)
438    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
439    .arg(_e,      19, 'e', 12)
440    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
441    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
442
443  out << QString(fmt)
444    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
445    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
446    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
447    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
448
449  out << QString(fmt)
450    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
451    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
452    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
453    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
454
455  if (type() == t_eph::IRNSS) {
456    out << QString(fmt)
457      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
458      .arg(0.0,      19, 'e', 12)
459      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
460      .arg(0.0,      19, 'e', 12);
461  }
462  else {
463    out << QString(fmt)
464      .arg(_IDOT,    19, 'e', 12)
465      .arg(_L2Codes, 19, 'e', 12)
466      .arg(_TOEweek, 19, 'e', 12)
467      .arg(_L2PFlag, 19, 'e', 12);
468  }
469
470  if (type() == t_eph::IRNSS) {
471    out << QString(fmt)
472      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
473      .arg(_health, 19, 'e', 12)
474      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
475      .arg(0.0,     19, 'e', 12);
476  }
477  else {
478    out << QString(fmt)
479      .arg(_ura,    19, 'e', 12)
480      .arg(_health, 19, 'e', 12)
481      .arg(_TGD,    19, 'e', 12)
482      .arg(_IODC,   19, 'e', 12);
483  }
484
485  double tot = _TOT;
486  if (tot == 0.9999e9 && version < 3.0) {
487    tot = 0.0;
488  }
489  // fitInterval
490  if (type() == t_eph::IRNSS) {// not valid for IRNSS
491    out << QString(fmt)
492      .arg(tot,          19, 'e', 12)
493      .arg(0.0,          19, 'e', 12)
494      .arg("",           19, QChar(' '))
495      .arg("",           19, QChar(' '));
496  }
497  else {
498    // for GPS and QZSS in version 3.02 specified in hours
499    double fitIntervalRnx = _fitInterval;
500    // otherwise specified as flag
501    if (type() == t_eph::QZSS && version != 3.02) {
502      (_fitInterval == 2.0) ? fitIntervalRnx = 0.0 : fitIntervalRnx = 1.0;
503    }
504    out << QString(fmt)
505      .arg(tot,            19, 'e', 12)
506      .arg(fitIntervalRnx, 19, 'e', 12)
507      .arg("",             19, QChar(' '))
508      .arg("",             19, QChar(' '));
509  }
510  return rnxStr;
511}
512
513// Constructor
514//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
515t_ephGlo::t_ephGlo(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
516
517  const int nLines = 4;
518
519  if (lines.size() != nLines) {
520    _checkState = bad;
521    return;
522  }
523
524  // RINEX Format
525  // ------------
526  int fieldLen = 19;
527
528  int pos[4];
529  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
530  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
531  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
532  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
533
534  // Read four lines
535  // ---------------
536  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
537    QString line = lines[iLine];
538
539    if      ( iLine == 0 ) {
540      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
541
542      int    year, month, day, hour, min;
543      double sec;
544
545      QString prnStr, n;
546      in >> prnStr;
547      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'R') {
548        in >> n;
549        prnStr.append(n);
550      }
551      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
552      if (prnStr.at(0) == 'R') {
553        _prn.set('R', prnStr.mid(1).toInt());
554      }
555      else {
556        _prn.set('R', prnStr.toInt());
557      }
558
559      if      (year <  80) {
560        year += 2000;
561      }
562      else if (year < 100) {
563        year += 1900;
564      }
565
566      _gps_utc = gnumleap(year, month, day);
567
568      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
569      _TOC  = _TOC + _gps_utc;
570      int nd = int((_TOC.gpssec())) / (24.0*60.0*60.0);
571      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _tau  ) ||
572           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _gamma) ||
573           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _tki  ) ) {
574        _checkState = bad;
575        return;
576      }
577      _tki -= nd * 86400.0;
578      _tau  = -_tau;
579    }
580
581    else if      ( iLine == 1 ) {
582      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _x_pos         ) ||
583           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _x_velocity    ) ||
584           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _x_acceleration) ||
585           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _health        ) ) {
586        _checkState = bad;
587        return;
588      }
589    }
590
591    else if ( iLine == 2 ) {
592      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _y_pos           ) ||
593           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _y_velocity      ) ||
594           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _y_acceleration  ) ||
595           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _frequency_number) ) {
596        _checkState = bad;
597        return;
598      }
599    }
600
601    else if ( iLine == 3 ) {
602      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _z_pos         )  ||
603           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _z_velocity    )  ||
604           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _z_acceleration)  ||
605           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _E             ) ) {
606        _checkState = bad;
607        return;
608      }
609    }
610  }
611
612  // Initialize status vector
613  // ------------------------
614  _tt = _TOC;
615  _xv.ReSize(6); _xv = 0.0;
616  _xv(1) = _x_pos * 1.e3;
617  _xv(2) = _y_pos * 1.e3;
618  _xv(3) = _z_pos * 1.e3;
619  _xv(4) = _x_velocity * 1.e3;
620  _xv(5) = _y_velocity * 1.e3;
621  _xv(6) = _z_velocity * 1.e3;
622}
623
624// Compute Glonass Satellite Position (virtual)
625////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
626t_irc t_ephGlo::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
627
628  static const double nominalStep = 10.0;
629
630  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
631  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
632
633  double dtPos = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _tt;
634
635  if (fabs(dtPos) > 24 * 3600.0) {
636    return failure;
637  }
638
639  int nSteps  = int(fabs(dtPos) / nominalStep) + 1;
640  double step = dtPos / nSteps;
641
642  double acc[3];
643  acc[0] = _x_acceleration * 1.e3;
644  acc[1] = _y_acceleration * 1.e3;
645  acc[2] = _z_acceleration * 1.e3;
646  for (int ii = 1; ii <= nSteps; ii++) {
647    _xv = rungeKutta4(_tt.gpssec(), _xv, step, acc, glo_deriv);
648    _tt = _tt + step;
649  }
650
651  // Position and Velocity
652  // ---------------------
653  xc[0] = _xv(1);
654  xc[1] = _xv(2);
655  xc[2] = _xv(3);
656
657  vv[0] = _xv(4);
658  vv[1] = _xv(5);
659  vv[2] = _xv(6);
660
661  // Clock Correction
662  // ----------------
663  double dtClk = bncTime(GPSweek, GPSweeks) - _TOC;
664  xc[3] = -_tau + _gamma * dtClk;
665
666  xc[4] = _gamma;
667  xc[5] = 0.0;
668
669  return success;
670}
671
672// RINEX Format String
673//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
674QString t_ephGlo::toString(double version) const {
675
676  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC -_gps_utc, _prn, version);
677  int nd = int((_TOC - _gps_utc).gpssec()) / (24.0*60.0*60.0);
678  QTextStream out(&rnxStr);
679
680  out << QString("%1%2%3\n")
681    .arg(-_tau,           19, 'e', 12)
682    .arg(_gamma,          19, 'e', 12)
683    .arg(_tki+nd*86400.0, 19, 'e', 12);
684
685  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
686
687  out << QString(fmt)
688    .arg(_x_pos,          19, 'e', 12)
689    .arg(_x_velocity,     19, 'e', 12)
690    .arg(_x_acceleration, 19, 'e', 12)
691    .arg(_health,         19, 'e', 12);
692
693  out << QString(fmt)
694    .arg(_y_pos,            19, 'e', 12)
695    .arg(_y_velocity,       19, 'e', 12)
696    .arg(_y_acceleration,   19, 'e', 12)
697    .arg(_frequency_number, 19, 'e', 12);
698
699  out << QString(fmt)
700    .arg(_z_pos,          19, 'e', 12)
701    .arg(_z_velocity,     19, 'e', 12)
702    .arg(_z_acceleration, 19, 'e', 12)
703    .arg(_E,              19, 'e', 12);
704
705  return rnxStr;
706}
707
708// Derivative of the state vector using a simple force model (static)
709////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
710ColumnVector t_ephGlo::glo_deriv(double /* tt */, const ColumnVector& xv,
711                                 double* acc) {
712
713  // State vector components
714  // -----------------------
715  ColumnVector rr = xv.rows(1,3);
716  ColumnVector vv = xv.rows(4,6);
717
718  // Acceleration
719  // ------------
720  static const double gmWGS = 398.60044e12;
721  static const double AE    = 6378136.0;
722  static const double OMEGA = 7292115.e-11;
723  static const double C20   = -1082.6257e-6;
724
725  double rho = rr.norm_Frobenius();
726  double t1  = -gmWGS/(rho*rho*rho);
727  double t2  = 3.0/2.0 * C20 * (gmWGS*AE*AE) / (rho*rho*rho*rho*rho);
728  double t3  = OMEGA * OMEGA;
729  double t4  = 2.0 * OMEGA;
730  double z2  = rr(3) * rr(3);
731
732  // Vector of derivatives
733  // ---------------------
734  ColumnVector va(6);
735  va(1) = vv(1);
736  va(2) = vv(2);
737  va(3) = vv(3);
738  va(4) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(1) + t4*vv(2) + acc[0];
739  va(5) = (t1 + t2*(1.0-5.0*z2/(rho*rho)) + t3) * rr(2) - t4*vv(1) + acc[1];
740  va(6) = (t1 + t2*(3.0-5.0*z2/(rho*rho))     ) * rr(3)            + acc[2];
741
742  return va;
743}
744
745// IOD of Glonass Ephemeris (virtual)
746////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
747unsigned int t_ephGlo::IOD() const {
748  bncTime tMoscow = _TOC - _gps_utc + 3 * 3600.0;
749  return (unsigned long)tMoscow.daysec() / 900;
750}
751
752// Health status of Glonass Ephemeris (virtual)
753////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
754unsigned int t_ephGlo::isUnhealthy() const {
755
756  if (_almanac_health_availablility_indicator) {
757      if ((_health == 0 && _almanac_health == 0) ||
758          (_health == 1 && _almanac_health == 0) ||
759          (_health == 1 && _almanac_health == 1)) {
760        return 1;
761      }
762  }
763  else if (!_almanac_health_availablility_indicator) {
764    if (_health) {
765      return 1;
766    }
767  }
768  return 0; /* (_health == 0 && _almanac_health == 1) or (_health == 0) */
769}
770
771// Constructor
772//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
773t_ephGal::t_ephGal(float rnxVersion, const QStringList& lines) {
774  int       year, month, day, hour, min;
775  double    sec;
776  QString   prnStr;
777  const int nLines = 8;
778  if (lines.size() != nLines) {
779    _checkState = bad;
780    return;
781  }
782
783  // RINEX Format
784  // ------------
785  int fieldLen = 19;
786  double SVhealth = 0.0;
787  double datasource = 0.0;
788
789  int pos[4];
790  pos[0] = (rnxVersion <= 2.12) ?  3 :  4;
791  pos[1] = pos[0] + fieldLen;
792  pos[2] = pos[1] + fieldLen;
793  pos[3] = pos[2] + fieldLen;
794
795  // Read eight lines
796  // ----------------
797  for (int iLine = 0; iLine < nLines; iLine++) {
798    QString line = lines[iLine];
799
800    if      ( iLine == 0 ) {
801      QTextStream in(line.left(pos[1]).toAscii());
802      QString n;
803      in >> prnStr;
804      if (prnStr.size() == 1 && prnStr[0] == 'E') {
805        in >> n;
806        prnStr.append(n);
807      }
808      in >> year >> month >> day >> hour >> min >> sec;
809      if      (year <  80) {
810        year += 2000;
811      }
812      else if (year < 100) {
813        year += 1900;
814      }
815
816      _TOC.set(year, month, day, hour, min, sec);
817
818      if ( readDbl(line, pos[1], fieldLen, _clock_bias     ) ||
819           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _clock_drift    ) ||
820           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _clock_driftrate) ) {
821        _checkState = bad;
822        return;
823      }
824    }
825
826    else if      ( iLine == 1 ) {
827      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IODnav ) ||
828           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crs    ) ||
829           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Delta_n) ||
830           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _M0     ) ) {
831        _checkState = bad;
832        return;
833      }
834    }
835
836    else if ( iLine == 2 ) {
837      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _Cuc   ) ||
838           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _e     ) ||
839           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _Cus   ) ||
840           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _sqrt_A) ) {
841        _checkState = bad;
842        return;
843      }
844    }
845
846    else if ( iLine == 3 ) {
847      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOEsec)  ||
848           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Cic   )  ||
849           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _OMEGA0)  ||
850           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _Cis   ) ) {
851        _checkState = bad;
852        return;
853      }
854    }
855
856    else if ( iLine == 4 ) {
857      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _i0      ) ||
858           readDbl(line, pos[1], fieldLen, _Crc     ) ||
859           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _omega   ) ||
860           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _OMEGADOT) ) {
861        _checkState = bad;
862        return;
863      }
864    }
865
866    else if ( iLine == 5 ) {
867      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _IDOT      ) ||
868           readDbl(line, pos[1], fieldLen, datasource) ||
869           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _TOEweek   ) ) {
870        _checkState = bad;
871        return;
872      } else {
873        if        (int(datasource) & (1<<8)) {
874          _fnav = true;
875          _inav = false;
876        } else if (int(datasource) & (1<<9)) {
877          _fnav = false;
878          _inav = true;
879        }
880        _TOEweek -= 1024.0;
881      }
882    }
883
884    else if ( iLine == 6 ) {
885      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _SISA    ) ||
886           readDbl(line, pos[1], fieldLen,  SVhealth) ||
887           readDbl(line, pos[2], fieldLen, _BGD_1_5A) ||
888           readDbl(line, pos[3], fieldLen, _BGD_1_5B) ) {
889        _checkState = bad;
890        return;
891      } else {
892        // Bit 0
893        _e1DataInValid = (int(SVhealth) & (1<<0));
894        // Bit 1-2
895        _E1_bHS = double((int(SVhealth) >> 1) & 0x3);
896        // Bit 3
897        _e5aDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<3));
898        // Bit 4-5
899        _E5aHS = double((int(SVhealth) >> 4) & 0x3);
900        // Bit 6
901        _e5bDataInValid = (int(SVhealth) & (1<<6));
902        // Bit 7-8
903        _E5bHS = double((int(SVhealth) >> 7) & 0x3);
904
905        if (prnStr.at(0) == 'E') {
906          _prn.set('E', prnStr.mid(1).toInt(), _inav ? 1 : 0);
907        }
908      }
909    }
910
911    else if ( iLine == 7 ) {
912      if ( readDbl(line, pos[0], fieldLen, _TOT) ) {
913        _checkState = bad;
914        return;
915      }
916    }
917  }
918}
919
920// Compute Galileo Satellite Position (virtual)
921////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
922t_irc t_ephGal::position(int GPSweek, double GPSweeks, double* xc, double* vv) const {
923
924  static const double omegaEarth = 7292115.1467e-11;
925  static const double gmWGS = 398.6004418e12;
926
927  memset(xc, 0, 6*sizeof(double));
928  memset(vv, 0, 3*sizeof(double));
929
930  double a0 = _sqrt_A * _sqrt_A;
931  if (a0 == 0) {
932    return failure;
933  }
934
935  double n0 = sqrt(gmWGS/(a0*a0*a0));
936
937  bncTime tt(GPSweek, GPSweeks);
938  double tk = tt - bncTime(_TOC.gpsw(), _TOEsec);
939
940  double n  = n0 + _Delta_n;
941  double M  = _M0 + n*tk;
942  double E  = M;
943  double E_last;
944  int    nLoop = 0;
945  do {
946    E_last = E;
947    E = M + _e*sin(E);
948
949    if (++nLoop == 100) {
950      return failure;
951    }
952  } while ( fabs(E-E_last)*a0 > 0.001 );
953  double v      = 2.0*atan( sqrt( (1.0 + _e)/(1.0 - _e) )*tan( E/2 ) );
954  double u0     = v + _omega;
955  double sin2u0 = sin(2*u0);
956  double cos2u0 = cos(2*u0);
957  double r      = a0*(1 - _e*cos(E)) + _Crc*cos2u0 + _Crs*sin2u0;
958  double i      = _i0 + _IDOT*tk + _Cic*cos2u0 + _Cis*sin2u0;
959  double u      = u0 + _Cuc*cos2u0 + _Cus*sin2u0;
960  double xp     = r*cos(u);
961  double yp     = r*sin(u);
962  double OM     = _OMEGA0 + (_OMEGADOT - omegaEarth)*tk -
963                  omegaEarth*_TOEsec;
964
965  double sinom = sin(OM);
966  double cosom = cos(OM);
967  double sini  = sin(i);
968  double cosi  = cos(i);
969  xc[0] = xp*cosom - yp*cosi*sinom;
970  xc[1] = xp*sinom + yp*cosi*cosom;
971  xc[2] = yp*sini;
972
973  double tc = tt - _TOC;
974  xc[3] = _clock_bias + _clock_drift*tc + _clock_driftrate*tc*tc;
975
976  // Velocity
977  // --------
978  double tanv2 = tan(v/2);
979  double dEdM  = 1 / (1 - _e*cos(E));
980  double dotv  = sqrt((1.0 + _e)/(1.0 - _e)) / cos(E/2)/cos(E/2) / (1 + tanv2*tanv2)
981               * dEdM * n;
982  double dotu  = dotv + (-_Cuc*sin2u0 + _Cus*cos2u0)*2*dotv;
983  double dotom = _OMEGADOT - omegaEarth;
984  double doti  = _IDOT + (-_Cic*sin2u0 + _Cis*cos2u0)*2*dotv;
985  double dotr  = a0 * _e*sin(E) * dEdM * n
986                + (-_Crc*sin2u0 + _Crs*cos2u0)*2*dotv;
987  double dotx  = dotr*cos(u) - r*sin(u)*dotu;
988  double doty  = dotr*sin(u) + r*cos(u)*dotu;
989
990  vv[0]  = cosom   *dotx  - cosi*sinom   *doty      // dX / dr
991           - xp*sinom*dotom - yp*cosi*cosom*dotom   // dX / dOMEGA
992                       + yp*sini*sinom*doti;        // dX / di
993
994  vv[1]  = sinom   *dotx  + cosi*cosom   *doty
995           + xp*cosom*dotom - yp*cosi*sinom*dotom
996                          - yp*sini*cosom*doti;
997
998  vv[2]  = sini    *doty  + yp*cosi      *doti;
999
1000  // Relativistic Correction
1001  // -----------------------
1002  // correspondent to Galileo ICD and to SSR standard
1003  xc[3] -= 4.442807633e-10 * _e * sqrt(a0) *sin(E);
1004  // correspondent to IGS convention
1005  //xc[3] -= 2.0 * (xc[0]*vv[0] + xc[1]*vv[1] + xc[2]*vv[2]) / t_CST::c / t_CST::c;
1006
1007  xc[4] = _clock_drift + _clock_driftrate*tc;
1008  xc[5] = _clock_driftrate;
1009
1010  return success;
1011}
1012
1013// Health status of Galileo Ephemeris (virtual)
1014////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1015unsigned int t_ephGal::isUnhealthy() const {
1016  if (_E5aHS && _E5bHS && _E1_bHS) {
1017    return 1;
1018  }
1019  return 0;
1020}
1021
1022// RINEX Format String
1023//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1024QString t_ephGal::toString(double version) const {
1025
1026  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC, _prn, version);
1027
1028  QTextStream out(&rnxStr);
1029
1030  out << QString("%1%2%3\n")
1031    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1032    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1033    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1034
1035  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1036
1037  out << QString(fmt)
1038    .arg(_IODnav,  19, 'e', 12)
1039    .arg(_Crs,     19, 'e', 12)
1040    .arg(_Delta_n, 19, 'e', 12)
1041    .arg(_M0,      19, 'e', 12);
1042
1043  out << QString(fmt)
1044    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1045    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1046    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1047    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1048
1049  out << QString(fmt)
1050    .arg(_TOEsec, 19, 'e', 12)
1051    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1052    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1053    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1054
1055  out << QString(fmt)
1056    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1057    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1058    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1059    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1060
1061  int    dataSource = 0;
1062  int    SVhealth   = 0;
1063  double BGD_1_5A   = _BGD_1_5A;
1064  double BGD_1_5B   = _BGD_1_5B;
1065  if (_fnav) {
1066    dataSource |= (1<<1);
1067    dataSource |= (1<<8);
1068    BGD_1_5B = 0.0;
1069    // SVhealth
1070    //   Bit 3  : E5a DVS
1071    if (_e5aDataInValid) {
1072      SVhealth |= (1<<3);
1073    }
1074    //   Bit 4-5: E5a HS
1075    if (_E5aHS == 1.0) {
1076      SVhealth |= (1<<4);
1077    }
1078    else if (_E5aHS == 2.0) {
1079      SVhealth |= (1<<5);
1080    }
1081    else if (_E5aHS  == 3.0) {
1082      SVhealth |= (1<<4);
1083      SVhealth |= (1<<5);
1084    }
1085  }
1086  else if(_inav) {
1087    // Bit 2 and 0 are set because from MT1046 the data source cannot be determined
1088    // and RNXv3.03 says both can be set if the navigation messages were merged
1089    dataSource |= (1<<0);
1090    dataSource |= (1<<2);
1091    dataSource |= (1<<9);
1092    // SVhealth
1093    //   Bit 0  : E1-B DVS
1094    if (_e1DataInValid) {
1095      SVhealth |= (1<<0);
1096    }
1097    //   Bit 1-2: E1-B HS
1098    if      (_E1_bHS == 1.0) {
1099      SVhealth |= (1<<1);
1100    }
1101    else if (_E1_bHS == 2.0) {
1102      SVhealth |= (1<<2);
1103    }
1104    else if (_E1_bHS == 3.0) {
1105      SVhealth |= (1<<1);
1106      SVhealth |= (1<<2);
1107    }
1108    //   Bit 3  : E5a DVS
1109    if (_e5aDataInValid) {
1110      SVhealth |= (1<<3);
1111    }
1112    //   Bit 4-5: E5a HS
1113    if      (_E5aHS == 1.0) {
1114      SVhealth |= (1<<4);
1115    }
1116    else if (_E5aHS == 2.0) {
1117      SVhealth |= (1<<5);
1118    }
1119    else if (_E5aHS == 3.0) {
1120      SVhealth |= (1<<4);
1121      SVhealth |= (1<<5);
1122    }
1123    //   Bit 6  : E5b DVS
1124    if (_e5bDataInValid) {
1125      SVhealth |= (1<<6);
1126    }
1127    //   Bit 7-8: E5b HS
1128    if      (_E5bHS == 1.0) {
1129      SVhealth |= (1<<7);
1130    }
1131    else if (_E5bHS == 2.0) {
1132      SVhealth |= (1<<8);
1133    }
1134    else if (_E5bHS == 3.0) {
1135      SVhealth |= (1<<7);
1136      SVhealth |= (1<<8);
1137    }
1138  }
1139
1140  out << QString(fmt)
1141    .arg(_IDOT,              19, 'e', 12)
1142    .arg(double(dataSource), 19, 'e', 12)
1143    .arg(_TOEweek + 1024.0,  19, 'e', 12)
1144    .arg(0.0,                19, 'e', 12);
1145
1146  out << QString(fmt)
1147    .arg(_SISA,            19, 'e', 12)
1148    .arg(double(SVhealth), 19, 'e', 12)
1149    .arg(BGD_1_5A,         19, 'e', 12)
1150    .arg(BGD_1_5B,         19, 'e', 12);
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]).toAscii());
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]).toAscii());
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
1677  return success;
1678}
1679
1680// RINEX Format String
1681//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1682QString t_ephBDS::toString(double version) const {
1683
1684  QString rnxStr = rinexDateStr(_TOC-14.0, _prn, version);
1685
1686  QTextStream out(&rnxStr);
1687
1688  out << QString("%1%2%3\n")
1689    .arg(_clock_bias,      19, 'e', 12)
1690    .arg(_clock_drift,     19, 'e', 12)
1691    .arg(_clock_driftrate, 19, 'e', 12);
1692
1693  QString fmt = version < 3.0 ? "   %1%2%3%4\n" : "    %1%2%3%4\n";
1694
1695  out << QString(fmt)
1696    .arg(double(_AODE), 19, 'e', 12)
1697    .arg(_Crs,          19, 'e', 12)
1698    .arg(_Delta_n,      19, 'e', 12)
1699    .arg(_M0,           19, 'e', 12);
1700
1701  out << QString(fmt)
1702    .arg(_Cuc,    19, 'e', 12)
1703    .arg(_e,      19, 'e', 12)
1704    .arg(_Cus,    19, 'e', 12)
1705    .arg(_sqrt_A, 19, 'e', 12);
1706
1707  double toes = 0.0;
1708  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1709    toes = _TOEsec;
1710  }
1711  else {// RTCM stream input
1712    toes = _TOE.bdssec();
1713  }
1714  out << QString(fmt)
1715    .arg(toes,    19, 'e', 12)
1716    .arg(_Cic,    19, 'e', 12)
1717    .arg(_OMEGA0, 19, 'e', 12)
1718    .arg(_Cis,    19, 'e', 12);
1719
1720  out << QString(fmt)
1721    .arg(_i0,       19, 'e', 12)
1722    .arg(_Crc,      19, 'e', 12)
1723    .arg(_omega,    19, 'e', 12)
1724    .arg(_OMEGADOT, 19, 'e', 12);
1725
1726  double toew = 0.0;
1727  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1728    toew = _TOEweek;
1729  }
1730  else {// RTCM stream input
1731    toew = double(_TOE.bdsw());
1732  }
1733  out << QString(fmt)
1734    .arg(_IDOT, 19, 'e', 12)
1735    .arg(0.0,   19, 'e', 12)
1736    .arg(toew,  19, 'e', 12)
1737    .arg(0.0,   19, 'e', 12);
1738
1739  out << QString(fmt)
1740    .arg(_URA,           19, 'e', 12)
1741    .arg(double(_SatH1), 19, 'e', 12)
1742    .arg(_TGD1,          19, 'e', 12)
1743    .arg(_TGD2,          19, 'e', 12);
1744
1745  double tots = 0.0;
1746  if (_TOEweek > -1.0) {// RINEX input
1747    tots = _TOT;
1748  }
1749  else {// RTCM stream input
1750    tots = _TOE.bdssec();
1751  }
1752  out << QString(fmt)
1753    .arg(tots,          19, 'e', 12)
1754    .arg(double(_AODC), 19, 'e', 12)
1755    .arg("",            19, QChar(' '))
1756    .arg("",            19, QChar(' '));
1757  return rnxStr;
1758}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.