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    `FGInterface::get_Longitude ()'
  37    `FGInterface::get_Latitude ()'
  38    `FGInterface::get_Altitude ()'
  39    `FGInterface::get_Phi ()'
  40    `FGInterface::get_Theta ()'
  41    `FGInterface::get_Psi ()'
  42    `FGInterface::get_V_equiv_kts ()'
  43
  44    `FGInterface::get_Mass ()'
  45    `FGInterface::get_I_xx ()'
  46    `FGInterface::get_I_yy ()'
  47    `FGInterface::get_I_zz ()'
  48    `FGInterface::get_I_xz ()'
  49
  50    `FGInterface::get_V_north ()'
  51    `FGInterface::get_V_east ()'
  52    `FGInterface::get_V_down ()'
  53
  54    `FGInterface::get_P_Body ()'
  55    `FGInterface::get_Q_Body ()'
  56    `FGInterface::get_R_Body ()'
  57
  58    `FGInterface::get_Gamma_vert_rad ()'
  59    `FGInterface::get_Climb_Rate ()'
  60    `FGInterface::get_Alpha ()'
  61    `FGInterface::get_Beta ()'
  62
  63    `FGInterface::get_Runway_altitude ()'
  64
  65    `FGInterface::get_Lon_geocentric ()'
  66    `FGInterface::get_Lat_geocentric ()'
  67    `FGInterface::get_Sea_level_radius ()'
  68    `FGInterface::get_Earth_position_angle ()'
  69
  70    `FGInterface::get_Latitude_dot()'
  71    `FGInterface::get_Longitude_dot()'
  72    `FGInterface::get_Radius_dot()'
  73
  74    `FGInterface::get_Dx_cg ()'
  75    `FGInterface::get_Dy_cg ()'
  76    `FGInterface::get_Dz_cg ()'
  77
  78    `FGInterface::get_T_local_to_body_11 ()' ... `FGInterface::get_T_local_to_body_33 ()'
  79
  80    `FGInterface::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 FGInterface {
  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 NASA LaRCsim (Navion) flight model
 106         FG_LARCSIM = 1,
 107
 108         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
 109         FG_JSBSIM = 2,
 110
 111         // The following aren't implemented but are here to spark
 112         // thoughts and discussions, and maybe even action.
 113         FG_ACM = 3,
 114         FG_SUPER_SONIC = 4,
 115         FG_HELICOPTER = 5,
 116         FG_AUTOGYRO = 6,
 117         FG_BALLOON = 7,
 118         FG_PARACHUTE = 8,
 119
 120         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 121         FG_EXTERNAL = 9
 122     };
 123
 124 /*================== Mass properties and geometry values ==================*/
 125
 126     // Inertias
 127     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
 128     inline double get_Mass() const { return mass; }
 129     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
 130     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
 131     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
 132     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
 133     inline void set_Inertias( double m, double xx, double yy,
 134                               double zz, double xz)
 135     {
 136         mass = m;
 137         i_xx = xx;
 138         i_yy = yy;
 139         i_zz = zz;
 140         i_xz = xz;
 141     }
 142
 143     // Pilot location rel to ref pt
 144     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
 145     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
 146     //  return d_pilot_rp_body_v;
 147     // }
 148     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
 149     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
 150     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
 151     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
 152         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
 153         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
 154         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
 155     } */
 156
 157     // CG position w.r.t. ref. point
 158     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
 159     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
 160     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 161     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 162     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 163     inline void set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 164         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 165         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 166         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 167     }
 168
 169 /*================================ Forces =================================*/
 170
 171     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
 172     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
 173     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
 174     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
 175     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
 176     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
 177         f_body_total_v[0] = x;
 178         f_body_total_v[1] = y;
 179         f_body_total_v[2] = z;
 180     } */
 181
 182     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
 183     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
 184     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
 185     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
 186     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
 187     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
 188         f_local_total_v[0] = x;
 189         f_local_total_v[1] = y;
 190         f_local_total_v[2] = z;
 191     } */
 192
 193     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
 194     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
 195     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
 196     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
 197     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
 198     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
 199         f_aero_v[0] = x;
 200         f_aero_v[1] = y;
 201         f_aero_v[2] = z;
 202     } */
 203
 204     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
 205     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
 206     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
 207     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
 208     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
 209     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
 210         f_engine_v[0] = x;
 211         f_engine_v[1] = y;
 212         f_engine_v[2] = z;
 213     } */
 214
 215     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
 216     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
 217     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
 218     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
 219     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
 220     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
 221         f_gear_v[0] = x;
 222         f_gear_v[1] = y;
 223         f_gear_v[2] = z;
 224     } */
 225
 226     /*================================ Moments ================================*/
 227
 228     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
 229     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
 230     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
 231     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
 232     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
 233     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
 234         m_total_rp_v[0] = l;
 235         m_total_rp_v[1] = m;
 236         m_total_rp_v[2] = n;
 237     } */
 238
 239     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
 240     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
 241     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
 242     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
 243     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
 244     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
 245         m_total_cg_v[0] = l;
 246         m_total_cg_v[1] = m;
 247         m_total_cg_v[2] = n;
 248     } */
 249
 250     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
 251     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
 252     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
 253     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
 254     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
 255     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
 256         m_aero_v[0] = l;
 257         m_aero_v[1] = m;
 258         m_aero_v[2] = n;
 259     } */
 260
 261     FG_VECTOR_3    m_engine_v;
 262     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
 263     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
 264     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
 265     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
 266     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
 267         m_engine_v[0] = l;
 268         m_engine_v[1] = m;
 269         m_engine_v[2] = n;
 270     } */
 271
 272     FG_VECTOR_3    m_gear_v;
 273     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
 274     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
 275     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
 276     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
 277     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
 278         m_gear_v[0] = l;
 279         m_gear_v[1] = m;
 280         m_gear_v[2] = n;
 281     } */
 282
 283     /*============================== Accelerations ============================*/
 284
 285     FG_VECTOR_3    v_dot_local_v;
 286     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
 287     // inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 288     // inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 289     // inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 290     /* inline void set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 291         v_dot_local_v[0] = north;
 292         v_dot_local_v[1] = east;
 293         v_dot_local_v[2] = down;
 294     } */
 295
 296     FG_VECTOR_3    v_dot_body_v;
 297     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
 298     // inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 299     // inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 300     // inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 301     /* inline void set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 302         v_dot_local_v[0] = u;
 303         v_dot_local_v[1] = v;
 304         v_dot_local_v[2] = w;
 305     } */
 306
 307     FG_VECTOR_3    a_cg_body_v;
 308     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
 309     // inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 310     // inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 311     // inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 312     /* inline void set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 313         a_cg_body_v[0] = x;
 314         a_cg_body_v[1] = y;
 315         a_cg_body_v[2] = z;
 316     } */
 317
 318     FG_VECTOR_3    a_pilot_body_v;
 319     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
 320     // inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 321     // inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 322     // inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 323     /* inline void set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 324         a_pilot_body_v[0] = x;
 325         a_pilot_body_v[1] = y;
 326         a_pilot_body_v[2] = z;
 327     } */
 328
 329     FG_VECTOR_3    n_cg_body_v;
 330     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
 331     // inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 332     // inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 333     // inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 334     /* inline void set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 335         n_cg_body_v[0] = x;
 336         n_cg_body_v[1] = y;
 337         n_cg_body_v[2] = z;
 338     } */
 339
 340     FG_VECTOR_3    n_pilot_body_v;
 341     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
 342     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
 343     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
 344     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
 345     /* inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
 346         n_pilot_body_v[0] = x;
 347         n_pilot_body_v[1] = y;
 348         n_pilot_body_v[2] = z;
 349     } */
 350
 351     FG_VECTOR_3    omega_dot_body_v;
 352     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
 353     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
 354     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
 355     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
 356     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
 357         omega_dot_body_v[0] = p;
 358         omega_dot_body_v[1] = q;
 359         omega_dot_body_v[2] = r;
 360     } */
 361
 362
 363     /*============================== Velocities ===============================*/
 364
 365     FG_VECTOR_3    v_local_v;
 366     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
 367     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 368     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 369     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 370     inline void set_Velocities_Local( double north, double east, double down ) {
 371         v_local_v[0] = north;
 372         v_local_v[1] = east;
 373         v_local_v[2] = down;
 374     }
 375
 376     FG_VECTOR_3    v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 377     // inline double * get_V_local_rel_ground_v() { return v_local_rel_ground_v; }
 378     // inline double get_V_north_rel_ground() const {
 379     //  return v_local_rel_ground_v[0];
 380     //    }
 381     // inline double get_V_east_rel_ground() const {
 382     //  return v_local_rel_ground_v[1];
 383     //    }
 384     // inline double get_V_down_rel_ground() const {
 385     //  return v_local_rel_ground_v[2];
 386     //    }
 387     /* inline void set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 388         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 389         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 390         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 391     } */
 392
 393     FG_VECTOR_3    v_local_airmass_v;   // velocity of airmass (steady winds)
 394     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
 395     // inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 396     // inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 397     // inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 398     /* inline void set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 399                                               double down)
 400     {
 401         v_local_airmass_v[0] = north;
 402         v_local_airmass_v[1] = east;
 403         v_local_airmass_v[2] = down;
 404     } */
 405
 406     FG_VECTOR_3    v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to
 407     // airmass
 408     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
 409         //return v_local_rel_airmass_v;
 410     //}
 411     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
 412         //return v_local_rel_airmass_v[0];
 413     //}
 414     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
 415         //return v_local_rel_airmass_v[1];
 416     //}
 417     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
 418         //return v_local_rel_airmass_v[2];
 419     //}
 420     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east,
 421                                                   double down)
 422     {
 423         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
 424         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
 425         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
 426     } */
 427
 428     FG_VECTOR_3    v_local_gust_v; // linear turbulence components, L frame
 429     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
 430     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
 431     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
 432     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
 433     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
 434     {
 435         v_local_gust_v[0] = u;
 436         v_local_gust_v[1] = v;
 437         v_local_gust_v[2] = w;
 438     } */
 439
 440     FG_VECTOR_3    v_wind_body_v;  // Wind-relative velocities in body axis
 441     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
 442     // inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 443     // inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 444     // inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 445     /* inline void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w)
 446     {
 447         v_wind_body_v[0] = u;
 448         v_wind_body_v[1] = v;
 449         v_wind_body_v[2] = w;
 450     } */
 451
 452     double    v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
 453     double    v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
 454     double    v_calibrated, v_calibrated_kts;
 455
 456     // inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 457     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
 458
 459     // inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 460     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
 461
 462     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
 463     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
 464
 465     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
 466     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
 467
 468     // inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 469     // inline void set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 470
 471     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
 472     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
 473
 474     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 475     inline void set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 476
 477     // inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
 478     // inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
 479
 480     // inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 481     // inline void set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 482
 483     FG_VECTOR_3    omega_body_v;   // Angular B rates
 484     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
 485     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 486     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 487     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 488     inline void set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 489         omega_body_v[0] = p;
 490         omega_body_v[1] = q;
 491         omega_body_v[2] = r;
 492     }
 493
 494     FG_VECTOR_3    omega_local_v;  // Angular L rates
 495     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
 496     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
 497     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
 498     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
 499     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
 500         omega_local_v[0] = p;
 501         omega_local_v[1] = q;
 502         omega_local_v[2] = r;
 503     } */
 504
 505     FG_VECTOR_3    omega_total_v;  // Diff btw B & L
 506     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
 507     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
 508     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
 509     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
 510     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
 511         omega_total_v[0] = p;
 512         omega_total_v[1] = q;
 513         omega_total_v[2] = r;
 514     } */
 515
 516     FG_VECTOR_3    euler_rates_v;
 517     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
 518     // inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 519     // inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 520     // inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 521     /* inline void set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 522         euler_rates_v[0] = phi;
 523         euler_rates_v[1] = theta;
 524         euler_rates_v[2] = psi;
 525     } */
 526
 527     FG_VECTOR_3    geocentric_rates_v;     // Geocentric linear velocities
 528     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
 529     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 530     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 531     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 532     inline void set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 533         geocentric_rates_v[0] = lat;
 534         geocentric_rates_v[1] = lon;
 535         geocentric_rates_v[2] = rad;
 536     }
 537
 538     /*=============================== Positions ===============================*/
 539
 540     FG_VECTOR_3    geocentric_position_v;
 541     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
 542     //    return geocentric_position_v;
 543     // }
 544     inline double get_Lat_geocentric() const {
 545         return geocentric_position_v[0];
 546     }
 547     inline double get_Lon_geocentric() const {
 548         return geocentric_position_v[1];
 549     }
 550     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 551         return geocentric_position_v[2];
 552     }
 553     inline void set_Radius_to_vehicle(double radius) {
 554         geocentric_position_v[2] = radius;
 555     }
 556
 557     inline void set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 558         geocentric_position_v[0] = lat;
 559         geocentric_position_v[1] = lon;
 560         geocentric_position_v[2] = rad;
 561     }
 562
 563     FG_VECTOR_3    geodetic_position_v;
 564     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
 565     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
 566     inline void set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
 567     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
 568     inline void set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
 569     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
 570     inline void set_Altitude(double altitude) {
 571         geodetic_position_v[2] = altitude;
 572     }
 573     inline void set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 574         geodetic_position_v[0] = lat;
 575         geodetic_position_v[1] = lon;
 576         geodetic_position_v[2] = alt;
 577     }
 578
 579     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
 580     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
 581     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 582     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 583     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 584     inline void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 585         euler_angles_v[0] = phi;
 586         euler_angles_v[1] = theta;
 587         euler_angles_v[2] = psi;
 588     }
 589
 590
 591     /*======================= Miscellaneous quantities ========================*/
 592
 593     double    t_local_to_body_m[3][3];    // Transformation matrix L to B
 594     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
 595     inline double get_T_local_to_body_11() const {
 596         return t_local_to_body_m[0][0];
 597     }
 598     inline double get_T_local_to_body_12() const {
 599         return t_local_to_body_m[0][1];
 600     }
 601     inline double get_T_local_to_body_13() const {
 602         return t_local_to_body_m[0][2];
 603     }
 604     inline double get_T_local_to_body_21() const {
 605         return t_local_to_body_m[1][0];
 606     }
 607     inline double get_T_local_to_body_22() const {
 608         return t_local_to_body_m[1][1];
 609     }
 610     inline double get_T_local_to_body_23() const {
 611         return t_local_to_body_m[1][2];
 612     }
 613     inline double get_T_local_to_body_31() const {
 614         return t_local_to_body_m[2][0];
 615     }
 616     inline double get_T_local_to_body_32() const {
 617         return t_local_to_body_m[2][1];
 618     }
 619     inline double get_T_local_to_body_33() const {
 620         return t_local_to_body_m[2][2];
 621     }
 622     inline void set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
 623         int i, j;
 624         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
 625             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
 626                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
 627             }
 628         }
 629     }
 630
 631     double    gravity;            // Local acceleration due to G
 632     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
 633     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
 634
 635     double    centrifugal_relief; // load factor reduction due to speed
 636     // inline double get_Centrifugal_relief() const { return centrifugal_relief; }
 637     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) { centrifugal_relief = cr; }
 638
 639     double    alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;   // in radians
 640     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 641     inline void set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 642     inline double get_Beta() const { return beta; }
 643     inline void set_Beta( double b ) { beta = b; }
 644     // inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
 645     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
 646     // inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
 647     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
 648
 649     double    cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
 650     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
 651     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
 652     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
 653     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
 654     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
 655     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
 656     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
 657     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
 658
 659     double    cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
 660     // inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
 661     // inline void set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
 662     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
 663     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
 664     // inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
 665     // inline void set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
 666     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
 667     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
 668     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
 669     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
 670     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
 671     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
 672
 673     double    gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;    // Flight path angles
 674     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 675     inline void set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 676     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
 677     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
 678
 679     double    sigma, density, v_sound, mach_number;
 680     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
 681     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
 682     // inline double get_Density() const { return density; }
 683     // inline void set_Density( double d ) { density = d; }
 684     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
 685     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
 686     // inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 687     // inline void set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 688
 689     double    static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
 690     double    dynamic_pressure;
 691     // inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 692     // inline void set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 693     // inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 694     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
 695     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
 696     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
 697     // inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 698     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
 699
 700     double    static_temperature, total_temperature;
 701     // inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 702     // inline void set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 703     // inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 704     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
 705
 706     double    sea_level_radius, earth_position_angle;
 707     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 708     inline void set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 709     inline double get_Earth_position_angle() const {
 710         return earth_position_angle;
 711     }
 712     inline void set_Earth_position_angle(double a) {
 713         earth_position_angle = a;
 714     }
 715
 716     double    runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
 717     double    runway_heading;
 718     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 719     inline void set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 720     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
 721     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
 722     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
 723     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) { runway_longitude = lon; }
 724     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
 725     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
 726
 727     double    radius_to_rwy;
 728     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
 729     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
 730
 731     FG_VECTOR_3    d_cg_rwy_local_v;       // CG rel. to rwy in local coords
 732     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
 733     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[0]; }
 734     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[1]; }
 735     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
 736     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 737     {
 738         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
 739         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
 740         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
 741     } */
 742
 743     FG_VECTOR_3    d_cg_rwy_rwy_v; // CG relative to rwy, in rwy coordinates
 744     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
 745     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
 746     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
 747     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
 748     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 749     {
 750         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
 751         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
 752         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
 753     } */
 754
 755     FG_VECTOR_3    d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
 756     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
 757     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
 758         //return d_pilot_rwy_local_v[0];
 759   //  }
 760     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
 761 //      return d_pilot_rwy_local_v[1];
 762 //    }
 763     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
 764         //return d_pilot_rwy_local_v[2];
 765  //   }
 766     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 767     {
 768         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
 769         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
 770         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
 771     } */
 772
 773     FG_VECTOR_3   d_pilot_rwy_rwy_v;   // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
 774     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
 775     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
 776     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
 777     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
 778     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 779     {
 780         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
 781         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
 782         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
 783     } */
 784
 785     double        climb_rate;           // in feet per second
 786     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 787     inline void set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 788
 789     FGTimeStamp valid_stamp;       // time this record is valid
 790     FGTimeStamp next_stamp;       // time this record is valid
 791     inline FGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
 792     inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
 793
 794     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
 795     void extrapolate( int time_offset );
 796
 797     // sin/cos lat_geocentric
 798     double sin_lat_geocentric;
 799     double cos_lat_geocentric;
 800     inline void set_sin_lat_geocentric(double parm) {
 801         sin_lat_geocentric = sin(parm);
 802     }
 803     inline void set_cos_lat_geocentric(double parm) {
 804         cos_lat_geocentric = cos(parm);
 805     }
 806     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
 807         return sin_lat_geocentric;
 808     }
 809     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
 810         return cos_lat_geocentric;
 811     }
 812
 813     double sin_longitude;
 814     double cos_longitude;
 815     inline void set_sin_cos_longitude(double parm) {
 816         sin_longitude = sin(parm);
 817         cos_longitude = cos(parm);
 818     }
 819     inline double get_sin_longitude(void) const {
 820         return sin_longitude;
 821     }
 822     inline double get_cos_longitude(void) const {
 823         return cos_longitude;
 824     }
 825
 826     double sin_latitude;
 827     double cos_latitude;
 828     inline void set_sin_cos_latitude(double parm) {
 829         sin_latitude = sin(parm);
 830         cos_latitude = cos(parm);
 831     }
 832     inline double get_sin_latitude(void) const {
 833         return sin_latitude;
 834     }
 835     inline double get_cos_latitude(void) const {
 836         return cos_latitude;
 837     }
 838 };
 839
 840
 841 extern FGInterface cur_fdm_state;
 842
 843
 844 // General interface to the flight model routines
 845
 846 // Initialize the flight model parameters
 847 int fgFDMInit(int model, FGInterface& f, double dt);
 848
 849 // Run multiloop iterations of the flight model
 850 int fgFDMUpdate(int model, FGInterface& f, int multiloop, int jitter);
 851
 852 // Set the altitude (force)
 853 void fgFDMForceAltitude(int model, double alt_meters);
 854
 855 // Set the local ground elevation
 856 void fgFDMSetGroundElevation(int model, double alt_meters);
 857
 858
 859 #endif // _FLIGHT_HXX
 860
 861
 862 // $Log$
 863 // Revision 1.14  1999/04/03 04:20:04  curt
 864 // Optimizations (tm) by Norman Vine.
 865 //
 866 // Revision 1.13  1999/02/05 21:29:02  curt
 867 // Modifications to incorporate Jon S. Berndts flight model code.
 868 //
 869 // Revision 1.12  1999/01/20 13:42:23  curt
 870 // Tweaked FDM interface.
 871 // Testing check sum support for NMEA serial output.
 872 //
 873 // Revision 1.11  1999/01/19 17:52:07  curt
 874 // Working on being able to extrapolate a new position and orientation
 875 // based on a position, orientation, and time offset.
 876 //
 877 // Revision 1.10  1999/01/09 13:37:33  curt
 878 // Convert fgTIMESTAMP to FGTimeStamp which holds usec instead of ms.
 879 //
 880 // Revision 1.9  1999/01/08 19:27:38  curt
 881 // Fixed AOA reading on HUD.
 882 // Continued work on time jitter compensation.
 883 //
 884 // Revision 1.8  1999/01/08 03:23:52  curt
 885 // Beginning work on compensating for sim time vs. real world time "jitter".
 886 //
 887 // Revision 1.7  1998/12/18 23:37:09  curt
 888 // Collapsed out the FGState variables not currently needed.  They are just
 889 // commented out and can be readded easily at any time.  The point of this
 890 // exersize is to determine which variables were or were not currently being
 891 // used.
 892 //
 893 // Revision 1.6  1998/12/05 15:54:12  curt
 894 // Renamed class fgFLIGHT to class FGState as per request by JSB.
 895 //
 896 // Revision 1.5  1998/12/04 01:29:40  curt
 897 // Stubbed in a new flight model called "External" which is expected to be driven
 898 // from some external source.
 899 //
 900 // Revision 1.4  1998/12/03 04:25:03  curt
 901 // Working on fixing up new fgFLIGHT class.
 902 //
 903 // Revision 1.3  1998/12/03 01:16:41  curt
 904 // Converted fgFLIGHT to a class.
 905 //
 906 // Revision 1.2  1998/10/16 23:27:41  curt
 907 // C++-ifying.
 908 //
 909 // Revision 1.1  1998/10/16 20:16:44  curt
 910 // Renamed flight.[ch] to flight.[ch]xx
 911 //
 912 // Revision 1.20  1998/09/29 14:57:39  curt
 913 // c++-ified comments.
 914 //
 915 // Revision 1.19  1998/09/29 02:02:41  curt
 916 // Added a rate of climb calculation.
 917 //
 918 // Revision 1.18  1998/07/30 23:44:36  curt
 919 // Beginning to add support for multiple flight models.
 920 //
 921 // Revision 1.17  1998/07/12 03:08:28  curt
 922 // Added fgFlightModelSetAltitude() to force the altitude to something
 923 // other than the current altitude.  LaRCsim doesn't let you do this by just
 924 // changing FG_Altitude.
 925 //
 926 // Revision 1.16  1998/04/22 13:26:20  curt
 927 // C++ - ifing the code a bit.
 928 //
 929 // Revision 1.15  1998/04/21 16:59:33  curt
 930 // Integrated autopilot.
 931 // Prepairing for C++ integration.
 932 //
 933 // Revision 1.14  1998/02/07 15:29:37  curt
 934 // Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
 935 // <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 936 //
 937 // Revision 1.13  1998/01/24 00:04:59  curt
 938 // misc. tweaks.
 939 //
 940 // Revision 1.12  1998/01/22 02:59:32  curt
 941 // Changed #ifdef FILE_H to #ifdef _FILE_H
 942 //
 943 // Revision 1.11  1998/01/19 19:27:03  curt
 944 // Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 945 // This should simplify things tremendously.
 946 //
 947 // Revision 1.10  1997/12/10 22:37:43  curt
 948 // Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 949 // i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 950 //
 951 // Revision 1.9  1997/09/04 02:17:33  curt
 952 // Shufflin' stuff.
 953 //
 954 // Revision 1.8  1997/08/27 03:30:06  curt
 955 // Changed naming scheme of basic shared structures.
 956 //
 957 // Revision 1.7  1997/07/23 21:52:19  curt
 958 // Put comments around the text after an #endif for increased portability.
 959 //
 960 // Revision 1.6  1997/06/21 17:52:22  curt
 961 // Continue directory shuffling ... everything should be compilable/runnable
 962 // again.
 963 //
 964 // Revision 1.5  1997/06/21 17:12:49  curt
 965 // Capitalized subdirectory names.
 966 //
 967 // Revision 1.4  1997/05/29 22:39:57  curt
 968 // Working on incorporating the LaRCsim flight model.
 969 //
 970 // Revision 1.3  1997/05/29 02:32:25  curt
 971 // Starting to build generic flight model interface.
 972 //
 973 // Revision 1.2  1997/05/23 15:40:37  curt
 974 // Added GNU copyright headers.
 975 //
 976 // Revision 1.1  1997/05/16 16:04:45  curt
 977 // Initial revision.
 978 //