FDM/flight.hxx

   1 // flight.hxx -- define shared flight model parameters
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started May 1997.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22 // (Log is kept at end of this file)
  23
  24
  25 #ifndef _FLIGHT_HXX
  26 #define _FLIGHT_HXX
  27
  28
  29 #ifndef __cplusplus
  30 # error This library requires C++
  31 #endif
  32
  33
  34 /* Required get_()
  35
  36    `FGState::get_Longitude ()'
  37    `FGState::get_Latitude ()'
  38    `FGState::get_Altitude ()'
  39    `FGState::get_Phi ()'
  40    `FGState::get_Theta ()'
  41    `FGState::get_Psi ()'
  42    `FGState::get_V_equiv_kts ()'
  43
  44    `FGState::get_Mass ()'
  45    `FGState::get_I_xx ()'
  46    `FGState::get_I_yy ()'
  47    `FGState::get_I_zz ()'
  48    `FGState::get_I_xz ()'
  49
  50    `FGState::get_V_north ()'
  51    `FGState::get_V_east ()'
  52    `FGState::get_V_down ()'
  53
  54    `FGState::get_P_Body ()'
  55    `FGState::get_Q_Body ()'
  56    `FGState::get_R_Body ()'
  57
  58    `FGState::get_Gamma_vert_rad ()'
  59    `FGState::get_Climb_Rate ()'
  60    `FGState::get_Alpha ()'
  61    `FGState::get_Beta ()'
  62
  63    `FGState::get_Runway_altitude ()'
  64
  65    `FGState::get_Lon_geocentric ()'
  66    `FGState::get_Lat_geocentric ()'
  67    `FGState::get_Sea_level_radius ()'
  68    `FGState::get_Earth_position_angle ()'
  69
  70    `FGState::get_Latitude_dot()'
  71    `FGState::get_Longitude_dot()'
  72    `FGState::get_Radius_dot()'
  73
  74    `FGState::get_Dx_cg ()'
  75    `FGState::get_Dy_cg ()'
  76    `FGState::get_Dz_cg ()'
  77
  78    `FGState::get_T_local_to_body_11 ()' ... `FGState::get_T_local_to_body_33 ()'
  79
  80    `FGState::get_Radius_to_vehicle ()'
  81
  82  */
  83
  84
  85 #include <Time/timestamp.hxx>
  86
  87 #ifndef __cplusplus
  88 # error This library requires C++
  89 #endif
  90
  91
  92 typedef double FG_VECTOR_3[3];
  93
  94
  95 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
  96 class FGState {
  97
  98 public:
  99
 100     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
 101     enum {
 102         // Slew (in MS terminology)
 103         FG_SLEW = 0,
 104
 105         // The only "real" model that is currently implemented
 106         FG_LARCSIM = 1,
 107
 108         FG_ACM = 2,
 109         FG_SUPER_SONIC = 3,
 110         FG_HELICOPTER = 4,
 111         FG_AUTOGYRO = 5,
 112         FG_BALLOON = 6,
 113         FG_PARACHUTE = 7,
 114
 115         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 116         FG_EXTERNAL = 8
 117     };
 118
 119 /*================== Mass properties and geometry values ==================*/
 120
 121     // Inertias
 122     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
 123     inline double get_Mass() const { return mass; }
 124     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
 125     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
 126     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
 127     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
 128     inline void set_Inertias( double m, double xx, double yy,
 129                               double zz, double xz)
 130     {
 131         mass = m;
 132         i_xx = xx;
 133         i_yy = yy;
 134         i_zz = zz;
 135         i_xz = xz;
 136     }
 137
 138     // Pilot location rel to ref pt
 139     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
 140     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
 141     //  return d_pilot_rp_body_v;
 142     // }
 143     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
 144     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
 145     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
 146     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
 147         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
 148         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
 149         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
 150     } */
 151
 152     // CG position w.r.t. ref. point
 153     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
 154     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
 155     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 156     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 157     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 158     inline void set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 159         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 160         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 161         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 162     }
 163
 164 /*================================ Forces =================================*/
 165
 166     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
 167     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
 168     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
 169     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
 170     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
 171     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
 172         f_body_total_v[0] = x;
 173         f_body_total_v[1] = y;
 174         f_body_total_v[2] = z;
 175     } */
 176
 177     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
 178     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
 179     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
 180     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
 181     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
 182     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
 183         f_local_total_v[0] = x;
 184         f_local_total_v[1] = y;
 185         f_local_total_v[2] = z;
 186     } */
 187
 188     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
 189     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
 190     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
 191     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
 192     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
 193     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
 194         f_aero_v[0] = x;
 195         f_aero_v[1] = y;
 196         f_aero_v[2] = z;
 197     } */
 198
 199     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
 200     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
 201     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
 202     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
 203     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
 204     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
 205         f_engine_v[0] = x;
 206         f_engine_v[1] = y;
 207         f_engine_v[2] = z;
 208     } */
 209
 210     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
 211     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
 212     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
 213     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
 214     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
 215     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
 216         f_gear_v[0] = x;
 217         f_gear_v[1] = y;
 218         f_gear_v[2] = z;
 219     } */
 220
 221     /*================================ Moments ================================*/
 222
 223     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
 224     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
 225     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
 226     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
 227     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
 228     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
 229         m_total_rp_v[0] = l;
 230         m_total_rp_v[1] = m;
 231         m_total_rp_v[2] = n;
 232     } */
 233
 234     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
 235     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
 236     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
 237     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
 238     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
 239     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
 240         m_total_cg_v[0] = l;
 241         m_total_cg_v[1] = m;
 242         m_total_cg_v[2] = n;
 243     } */
 244
 245     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
 246     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
 247     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
 248     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
 249     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
 250     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
 251         m_aero_v[0] = l;
 252         m_aero_v[1] = m;
 253         m_aero_v[2] = n;
 254     } */
 255
 256     FG_VECTOR_3    m_engine_v;
 257     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
 258     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
 259     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
 260     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
 261     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
 262         m_engine_v[0] = l;
 263         m_engine_v[1] = m;
 264         m_engine_v[2] = n;
 265     } */
 266
 267     FG_VECTOR_3    m_gear_v;
 268     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
 269     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
 270     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
 271     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
 272     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
 273         m_gear_v[0] = l;
 274         m_gear_v[1] = m;
 275         m_gear_v[2] = n;
 276     } */
 277
 278     /*============================== Accelerations ============================*/
 279
 280     FG_VECTOR_3    v_dot_local_v;
 281     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
 282     // inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 283     // inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 284     // inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 285     /* inline void set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 286         v_dot_local_v[0] = north;
 287         v_dot_local_v[1] = east;
 288         v_dot_local_v[2] = down;
 289     } */
 290
 291     FG_VECTOR_3    v_dot_body_v;
 292     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
 293     // inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 294     // inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 295     // inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 296     /* inline void set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 297         v_dot_local_v[0] = u;
 298         v_dot_local_v[1] = v;
 299         v_dot_local_v[2] = w;
 300     } */
 301
 302     FG_VECTOR_3    a_cg_body_v;
 303     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
 304     // inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 305     // inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 306     // inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 307     /* inline void set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 308         a_cg_body_v[0] = x;
 309         a_cg_body_v[1] = y;
 310         a_cg_body_v[2] = z;
 311     } */
 312
 313     FG_VECTOR_3    a_pilot_body_v;
 314     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
 315     // inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 316     // inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 317     // inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 318     /* inline void set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 319         a_pilot_body_v[0] = x;
 320         a_pilot_body_v[1] = y;
 321         a_pilot_body_v[2] = z;
 322     } */
 323
 324     FG_VECTOR_3    n_cg_body_v;
 325     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
 326     // inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 327     // inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 328     // inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 329     /* inline void set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 330         n_cg_body_v[0] = x;
 331         n_cg_body_v[1] = y;
 332         n_cg_body_v[2] = z;
 333     } */
 334
 335     FG_VECTOR_3    n_pilot_body_v;
 336     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
 337     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
 338     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
 339     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
 340     /* inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
 341         n_pilot_body_v[0] = x;
 342         n_pilot_body_v[1] = y;
 343         n_pilot_body_v[2] = z;
 344     } */
 345
 346     FG_VECTOR_3    omega_dot_body_v;
 347     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
 348     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
 349     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
 350     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
 351     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
 352         omega_dot_body_v[0] = p;
 353         omega_dot_body_v[1] = q;
 354         omega_dot_body_v[2] = r;
 355     } */
 356
 357
 358     /*============================== Velocities ===============================*/
 359
 360     FG_VECTOR_3    v_local_v;
 361     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
 362     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 363     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 364     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 365     inline void set_Velocities_Local( double north, double east, double down ) {
 366         v_local_v[0] = north;
 367         v_local_v[1] = east;
 368         v_local_v[2] = down;
 369     }
 370
 371     FG_VECTOR_3    v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 372     // inline double * get_V_local_rel_ground_v() { return v_local_rel_ground_v; }
 373     // inline double get_V_north_rel_ground() const {
 374     //  return v_local_rel_ground_v[0];
 375     //    }
 376     // inline double get_V_east_rel_ground() const {
 377     //  return v_local_rel_ground_v[1];
 378     //    }
 379     // inline double get_V_down_rel_ground() const {
 380     //  return v_local_rel_ground_v[2];
 381     //    }
 382     /* inline void set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 383         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 384         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 385         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 386     } */
 387
 388     FG_VECTOR_3    v_local_airmass_v;   // velocity of airmass (steady winds)
 389     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
 390     // inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 391     // inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 392     // inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 393     /* inline void set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 394                                               double down)
 395     {
 396         v_local_airmass_v[0] = north;
 397         v_local_airmass_v[1] = east;
 398         v_local_airmass_v[2] = down;
 399     } */
 400
 401     FG_VECTOR_3    v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to
 402     // airmass
 403     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
 404         //return v_local_rel_airmass_v;
 405     //}
 406     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
 407         //return v_local_rel_airmass_v[0];
 408     //}
 409     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
 410         //return v_local_rel_airmass_v[1];
 411     //}
 412     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
 413         //return v_local_rel_airmass_v[2];
 414     //}
 415     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east,
 416                                                   double down)
 417     {
 418         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
 419         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
 420         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
 421     } */
 422
 423     FG_VECTOR_3    v_local_gust_v; // linear turbulence components, L frame
 424     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
 425     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
 426     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
 427     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
 428     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
 429     {
 430         v_local_gust_v[0] = u;
 431         v_local_gust_v[1] = v;
 432         v_local_gust_v[2] = w;
 433     } */
 434
 435     FG_VECTOR_3    v_wind_body_v;  // Wind-relative velocities in body axis
 436     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
 437     // inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 438     // inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 439     // inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 440     /* inline void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w)
 441     {
 442         v_wind_body_v[0] = u;
 443         v_wind_body_v[1] = v;
 444         v_wind_body_v[2] = w;
 445     } */
 446
 447     double    v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
 448     double    v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
 449     double    v_calibrated, v_calibrated_kts;
 450
 451     // inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 452     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
 453
 454     // inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 455     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
 456
 457     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
 458     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
 459
 460     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
 461     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
 462
 463     // inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 464     // inline void set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 465
 466     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
 467     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
 468
 469     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 470     inline void set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 471
 472     // inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
 473     // inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
 474
 475     // inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 476     // inline void set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 477
 478     FG_VECTOR_3    omega_body_v;   // Angular B rates
 479     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
 480     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 481     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 482     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 483     inline void set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 484         omega_body_v[0] = p;
 485         omega_body_v[1] = q;
 486         omega_body_v[2] = r;
 487     }
 488
 489     FG_VECTOR_3    omega_local_v;  // Angular L rates
 490     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
 491     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
 492     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
 493     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
 494     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
 495         omega_local_v[0] = p;
 496         omega_local_v[1] = q;
 497         omega_local_v[2] = r;
 498     } */
 499
 500     FG_VECTOR_3    omega_total_v;  // Diff btw B & L
 501     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
 502     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
 503     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
 504     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
 505     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
 506         omega_total_v[0] = p;
 507         omega_total_v[1] = q;
 508         omega_total_v[2] = r;
 509     } */
 510
 511     FG_VECTOR_3    euler_rates_v;
 512     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
 513     // inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 514     // inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 515     // inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 516     /* inline void set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 517         euler_rates_v[0] = phi;
 518         euler_rates_v[1] = theta;
 519         euler_rates_v[2] = psi;
 520     } */
 521
 522     FG_VECTOR_3    geocentric_rates_v;     // Geocentric linear velocities
 523     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
 524     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 525     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 526     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 527     inline void set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 528         geocentric_rates_v[0] = lat;
 529         geocentric_rates_v[1] = lon;
 530         geocentric_rates_v[2] = rad;
 531     }
 532
 533     /*=============================== Positions ===============================*/
 534
 535     FG_VECTOR_3    geocentric_position_v;
 536     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
 537     //    return geocentric_position_v;
 538     // }
 539     inline double get_Lat_geocentric() const {
 540         return geocentric_position_v[0];
 541     }
 542     inline double get_Lon_geocentric() const {
 543         return geocentric_position_v[1];
 544     }
 545     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 546         return geocentric_position_v[2];
 547     }
 548     inline void set_Radius_to_vehicle(double radius) {
 549         geocentric_position_v[2] = radius;
 550     }
 551
 552     inline void set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 553         geocentric_position_v[0] = lat;
 554         geocentric_position_v[1] = lon;
 555         geocentric_position_v[2] = rad;
 556     }
 557
 558     FG_VECTOR_3    geodetic_position_v;
 559     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
 560     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
 561     inline void set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
 562     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
 563     inline void set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
 564     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
 565     inline void set_Altitude(double altitude) {
 566         geodetic_position_v[2] = altitude;
 567     }
 568     inline void set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 569         geodetic_position_v[0] = lat;
 570         geodetic_position_v[1] = lon;
 571         geodetic_position_v[2] = alt;
 572     }
 573
 574     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
 575     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
 576     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 577     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 578     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 579     inline void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 580         euler_angles_v[0] = phi;
 581         euler_angles_v[1] = theta;
 582         euler_angles_v[2] = psi;
 583     }
 584
 585
 586     /*======================= Miscellaneous quantities ========================*/
 587
 588     double    t_local_to_body_m[3][3];    // Transformation matrix L to B
 589     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
 590     inline double get_T_local_to_body_11() const {
 591         return t_local_to_body_m[0][0];
 592     }
 593     inline double get_T_local_to_body_12() const {
 594         return t_local_to_body_m[0][1];
 595     }
 596     inline double get_T_local_to_body_13() const {
 597         return t_local_to_body_m[0][2];
 598     }
 599     inline double get_T_local_to_body_21() const {
 600         return t_local_to_body_m[1][0];
 601     }
 602     inline double get_T_local_to_body_22() const {
 603         return t_local_to_body_m[1][1];
 604     }
 605     inline double get_T_local_to_body_23() const {
 606         return t_local_to_body_m[1][2];
 607     }
 608     inline double get_T_local_to_body_31() const {
 609         return t_local_to_body_m[2][0];
 610     }
 611     inline double get_T_local_to_body_32() const {
 612         return t_local_to_body_m[2][1];
 613     }
 614     inline double get_T_local_to_body_33() const {
 615         return t_local_to_body_m[2][2];
 616     }
 617     inline void set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
 618         int i, j;
 619         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
 620             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
 621                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
 622             }
 623         }
 624     }
 625
 626     double    gravity;            // Local acceleration due to G
 627     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
 628     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
 629
 630     double    centrifugal_relief; // load factor reduction due to speed
 631     // inline double get_Centrifugal_relief() const { return centrifugal_relief; }
 632     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) { centrifugal_relief = cr; }
 633
 634     double    alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;   // in radians
 635     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 636     inline void set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 637     inline double get_Beta() const { return beta; }
 638     inline void set_Beta( double b ) { beta = b; }
 639     // inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
 640     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
 641     // inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
 642     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
 643
 644     double    cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
 645     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
 646     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
 647     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
 648     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
 649     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
 650     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
 651     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
 652     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
 653
 654     double    cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
 655     // inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
 656     // inline void set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
 657     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
 658     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
 659     // inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
 660     // inline void set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
 661     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
 662     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
 663     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
 664     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
 665     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
 666     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
 667
 668     double    gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;    // Flight path angles
 669     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 670     inline void set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 671     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
 672     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
 673
 674     double    sigma, density, v_sound, mach_number;
 675     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
 676     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
 677     // inline double get_Density() const { return density; }
 678     // inline void set_Density( double d ) { density = d; }
 679     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
 680     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
 681     // inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 682     // inline void set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 683
 684     double    static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
 685     double    dynamic_pressure;
 686     // inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 687     // inline void set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 688     // inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 689     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
 690     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
 691     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
 692     // inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 693     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
 694
 695     double    static_temperature, total_temperature;
 696     // inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 697     // inline void set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 698     // inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 699     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
 700
 701     double    sea_level_radius, earth_position_angle;
 702     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 703     inline void set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 704     inline double get_Earth_position_angle() const {
 705         return earth_position_angle;
 706     }
 707     inline void set_Earth_position_angle(double a) {
 708         earth_position_angle = a;
 709     }
 710
 711     double    runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
 712     double    runway_heading;
 713     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 714     inline void set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 715     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
 716     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
 717     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
 718     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) { runway_longitude = lon; }
 719     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
 720     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
 721
 722     double    radius_to_rwy;
 723     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
 724     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
 725
 726     FG_VECTOR_3    d_cg_rwy_local_v;       // CG rel. to rwy in local coords
 727     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
 728     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[0]; }
 729     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[1]; }
 730     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
 731     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 732     {
 733         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
 734         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
 735         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
 736     } */
 737
 738     FG_VECTOR_3    d_cg_rwy_rwy_v; // CG relative to rwy, in rwy coordinates
 739     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
 740     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
 741     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
 742     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
 743     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 744     {
 745         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
 746         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
 747         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
 748     } */
 749
 750     FG_VECTOR_3    d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
 751     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
 752     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
 753         //return d_pilot_rwy_local_v[0];
 754   //  }
 755     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
 756 //      return d_pilot_rwy_local_v[1];
 757 //    }
 758     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
 759         //return d_pilot_rwy_local_v[2];
 760  //   }
 761     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 762     {
 763         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
 764         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
 765         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
 766     } */
 767
 768     FG_VECTOR_3   d_pilot_rwy_rwy_v;   // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
 769     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
 770     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
 771     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
 772     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
 773     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 774     {
 775         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
 776         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
 777         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
 778     } */
 779
 780     double        climb_rate;           // in feet per second
 781     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 782     inline void set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 783
 784     FGTimeStamp valid_stamp;       // time this record is valid
 785     FGTimeStamp next_stamp;       // time this record is valid
 786     inline FGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
 787     inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
 788
 789     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
 790     void extrapolate( int time_offset );
 791
 792 };
 793
 794
 795 extern FGState cur_fdm_state;
 796
 797
 798 // General interface to the flight model routines
 799
 800 // Initialize the flight model parameters
 801 int fgFDMInit(int model, FGState& f, double dt);
 802
 803 // Run multiloop iterations of the flight model
 804 int fgFDMUpdate(int model, FGState& f, int multiloop, int jitter);
 805
 806 // Set the altitude (force)
 807 void fgFDMForceAltitude(int model, double alt_meters);
 808
 809 // Set the local ground elevation
 810 void fgFDMSetGroundElevation(int model, double alt_meters);
 811
 812
 813 #endif // _FLIGHT_HXX
 814
 815
 816 // $Log$
 817 // Revision 1.12  1999/01/20 13:42:23  curt
 818 // Tweaked FDM interface.
 819 // Testing check sum support for NMEA serial output.
 820 //
 821 // Revision 1.11  1999/01/19 17:52:07  curt
 822 // Working on being able to extrapolate a new position and orientation
 823 // based on a position, orientation, and time offset.
 824 //
 825 // Revision 1.10  1999/01/09 13:37:33  curt
 826 // Convert fgTIMESTAMP to FGTimeStamp which holds usec instead of ms.
 827 //
 828 // Revision 1.9  1999/01/08 19:27:38  curt
 829 // Fixed AOA reading on HUD.
 830 // Continued work on time jitter compensation.
 831 //
 832 // Revision 1.8  1999/01/08 03:23:52  curt
 833 // Beginning work on compensating for sim time vs. real world time "jitter".
 834 //
 835 // Revision 1.7  1998/12/18 23:37:09  curt
 836 // Collapsed out the FGState variables not currently needed.  They are just
 837 // commented out and can be readded easily at any time.  The point of this
 838 // exersize is to determine which variables were or were not currently being
 839 // used.
 840 //
 841 // Revision 1.6  1998/12/05 15:54:12  curt
 842 // Renamed class fgFLIGHT to class FGState as per request by JSB.
 843 //
 844 // Revision 1.5  1998/12/04 01:29:40  curt
 845 // Stubbed in a new flight model called "External" which is expected to be driven
 846 // from some external source.
 847 //
 848 // Revision 1.4  1998/12/03 04:25:03  curt
 849 // Working on fixing up new fgFLIGHT class.
 850 //
 851 // Revision 1.3  1998/12/03 01:16:41  curt
 852 // Converted fgFLIGHT to a class.
 853 //
 854 // Revision 1.2  1998/10/16 23:27:41  curt
 855 // C++-ifying.
 856 //
 857 // Revision 1.1  1998/10/16 20:16:44  curt
 858 // Renamed flight.[ch] to flight.[ch]xx
 859 //
 860 // Revision 1.20  1998/09/29 14:57:39  curt
 861 // c++-ified comments.
 862 //
 863 // Revision 1.19  1998/09/29 02:02:41  curt
 864 // Added a rate of climb calculation.
 865 //
 866 // Revision 1.18  1998/07/30 23:44:36  curt
 867 // Beginning to add support for multiple flight models.
 868 //
 869 // Revision 1.17  1998/07/12 03:08:28  curt
 870 // Added fgFlightModelSetAltitude() to force the altitude to something
 871 // other than the current altitude.  LaRCsim doesn't let you do this by just
 872 // changing FG_Altitude.
 873 //
 874 // Revision 1.16  1998/04/22 13:26:20  curt
 875 // C++ - ifing the code a bit.
 876 //
 877 // Revision 1.15  1998/04/21 16:59:33  curt
 878 // Integrated autopilot.
 879 // Prepairing for C++ integration.
 880 //
 881 // Revision 1.14  1998/02/07 15:29:37  curt
 882 // Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
 883 // <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 884 //
 885 // Revision 1.13  1998/01/24 00:04:59  curt
 886 // misc. tweaks.
 887 //
 888 // Revision 1.12  1998/01/22 02:59:32  curt
 889 // Changed #ifdef FILE_H to #ifdef _FILE_H
 890 //
 891 // Revision 1.11  1998/01/19 19:27:03  curt
 892 // Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 893 // This should simplify things tremendously.
 894 //
 895 // Revision 1.10  1997/12/10 22:37:43  curt
 896 // Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 897 // i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 898 //
 899 // Revision 1.9  1997/09/04 02:17:33  curt
 900 // Shufflin' stuff.
 901 //
 902 // Revision 1.8  1997/08/27 03:30:06  curt
 903 // Changed naming scheme of basic shared structures.
 904 //
 905 // Revision 1.7  1997/07/23 21:52:19  curt
 906 // Put comments around the text after an #endif for increased portability.
 907 //
 908 // Revision 1.6  1997/06/21 17:52:22  curt
 909 // Continue directory shuffling ... everything should be compilable/runnable
 910 // again.
 911 //
 912 // Revision 1.5  1997/06/21 17:12:49  curt
 913 // Capitalized subdirectory names.
 914 //
 915 // Revision 1.4  1997/05/29 22:39:57  curt
 916 // Working on incorporating the LaRCsim flight model.
 917 //
 918 // Revision 1.3  1997/05/29 02:32:25  curt
 919 // Starting to build generic flight model interface.
 920 //
 921 // Revision 1.2  1997/05/23 15:40:37  curt
 922 // Added GNU copyright headers.
 923 //
 924 // Revision 1.1  1997/05/16 16:04:45  curt
 925 // Initial revision.
 926 //