src/ATC/approach.hxx

   1 // approach.hxx -- Approach class
   2 //
   3 // Written by Alexander Kappes, started March 2002.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2002  Alexander Kappes
   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
  22 #ifndef _FG_APPROACH_HXX
  23 #define _FG_APPROACH_HXX
  24
  25 #include <stdio.h>
  26
  27 #include <simgear/compiler.h>
  28 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  29 #include <simgear/misc/sgstream.hxx>
  30 #include <simgear/magvar/magvar.hxx>
  31 #include <simgear/timing/sg_time.hxx>
  32 #include <simgear/bucket/newbucket.hxx>
  33
  34 #include <Main/fg_props.hxx>
  35
  36 #ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
  37 #  include <istream>
  38 #include <iomanip>
  39 #elif defined( SG_HAVE_NATIVE_SGI_COMPILERS )
  40 #  include <iostream.h>
  41 #elif defined( __BORLANDC__ )
  42 #  include <iostream>
  43 #else
  44 #  include <istream.h>
  45 #include <iomanip.h>
  46 #endif
  47
  48 #if ! defined( SG_HAVE_NATIVE_SGI_COMPILERS )
  49 SG_USING_STD(istream);
  50 #endif
  51
  52 SG_USING_STD(string);
  53
  54 #include "ATC.hxx"
  55 #include "transmission.hxx"
  56
  57 //DCL - a complete guess for now.
  58 #define FG_APPROACH_DEFAULT_RANGE 100
  59
  60 // Contains all the information about a plane that the approach control needs
  61 const int    max_planes = 20;  // max number of planes on the stack
  62 const int    max_wp = 10;      // max number of waypoints for approach phase
  63 const double max_ta = 130;     // max turning angle for plane during approach
  64 const double tbm    = 2.0;     // min time (in sec) between two messages
  65 const double lfl    = 10.0;    // length of final leg
  66
  67 struct PlaneApp {
  68
  69   // variables for plane if it's on the radar
  70   string ident;          // indentification of plane
  71   double lon;            // longitude in degrees
  72   double lat;            // latitude in degrees
  73   double alt;            // Altitute above sea level in feet
  74   double hdg;            // heading of plane in degrees
  75   double dist;           // distance to airport in miles
  76   double brg;            // bearing relative to airport in degrees
  77   double spd;            // speed above ground
  78   int    contact;        // contact with approach established?
  79                          // 0 = no contact yet
  80                          // 1 = in contact
  81                          // 2 = handed off to tower
  82   double turn_rate;      // standard turning rate of the plane in seconds per degree
  83   double desc_rate;      // standard descent rate of the plane in feets per minute
  84   double clmb_rate;      // standard climb rate of the plane in feets per minute
  85
  86   // additional variables if contact has been established
  87   int    wpn;                 // number of waypoints
  88   double wpts[max_wp][6];     // assigned waypoints for approach phase
  89                               // first wp in list is airport
  90                               // last waypoint point at which contact was established
  91                               // second index: 0 = bearing to airport
  92                               // second index: 1 = distance to airport
  93                               // second index: 2 = alt
  94                               // second index: 3 = ETA
  95                               // second index: 4 = heading to next waypoint
  96                               // second index: 5 = distance to next waypoint
  97
  98   double dnwp;           // distance to next waypoint
  99   double dcc;            // closest distance to current assigned course
 100   double dnc;            // closest distance to course from next to next to next wp
 101   double aalt;           // assigned altitude
 102   double ahdg;           // assigned heading
 103   bool   on_crs;         // is the plane on course?
 104   bool   wp_change;      // way point has changed
 105   double tlm;            // time when last message was sent
 106   TransCode lmc;         // code of last message
 107 };
 108
 109
 110 class FGApproach : public FGATC {
 111
 112   int      bucket;
 113
 114   string active_runway;
 115   double active_rw_hdg;
 116   double active_rw_lon;
 117   double active_rw_lat;
 118   double active_rw_len;
 119
 120   int      num_planes;          // number of planes on the stack
 121   PlaneApp planes[max_planes];  // Array of planes
 122   string   transmission;
 123   bool     first;
 124
 125   SGPropertyNode *comm1_node;
 126   SGPropertyNode *comm2_node;
 127
 128   SGPropertyNode *atcmenu_node;
 129   SGPropertyNode *atcopt0_node;
 130   SGPropertyNode *atcopt1_node;
 131   SGPropertyNode *atcopt2_node;
 132   SGPropertyNode *atcopt3_node;
 133   SGPropertyNode *atcopt4_node;
 134   SGPropertyNode *atcopt5_node;
 135   SGPropertyNode *atcopt6_node;
 136   SGPropertyNode *atcopt7_node;
 137   SGPropertyNode *atcopt8_node;
 138   SGPropertyNode *atcopt9_node;
 139
 140   // for failure modeling
 141   string trans_ident;   // transmitted ident
 142   bool approach_failed; // approach failed?
 143
 144 public:
 145
 146   FGApproach(void);
 147   ~FGApproach(void);
 148
 149   void Init();
 150
 151   void Update(double dt);
 152
 153   // Add new plane to stack if not already registered
 154   // Input:  pid - id of plane (name)
 155   // Output: "true" if added; "false" if already existend
 156   void AddPlane(const string& pid);
 157
 158   // Remove plane from stack if out of range
 159   int RemovePlane();
 160
 161   inline double get_bucket() const { return bucket; }
 162   inline int get_pnum() const { return num_planes; }
 163   inline const string& get_trans_ident() { return trans_ident; }
 164
 165 private:
 166
 167   void calc_wp( const int &i);
 168
 169   void update_plane_dat();
 170
 171   void get_active_runway();
 172
 173   void update_param(const int &i);
 174
 175   double round_alt( bool hl, double alt );
 176
 177   double angle_diff_deg( const double &a1, const double &a2);
 178
 179   void set_message(const string &s);
 180
 181 // ========================================================================
 182 // get point2 given starting point1 and course and distance
 183 // input:  point1 = heading in degrees, distance
 184 // input:  course in degrees, distance
 185 // output: point2 = heading in degrees, distance
 186 // ========================================================================
 187   void calc_cd_head_dist(const double &h1, const double &d1,
 188                          const double &course, const double &dist,
 189                          double *h2, double *d2);
 190
 191
 192 // ========================================================================
 193 // get heading and distance between two points; point2 ---> point1
 194 // input:  point1 = heading in degrees, distance
 195 // input:  point2 = heading in degrees, distance
 196 // output: course in degrees, distance
 197 // ========================================================================
 198   void calc_hd_course_dist(const double &h1, const double &d1,
 199                            const double &h2, const double &d2,
 200                            double *course, double *dist);
 201
 202
 203
 204 // ========================================================================
 205 // closest distance between a point and a straigt line in 2 dim.
 206 // the input variables are given in (heading, distance)
 207 // relative to a common point
 208 // input:  point        = heading in degrees, distance
 209 // input:  straigt line = anker vector (heading in degrees, distance),
 210 //                        heading of direction vector
 211 // output: distance
 212 // ========================================================================
 213   double calc_psl_dist(const double &h1, const double &d1,
 214                        const double &h2, const double &d2,
 215                        const double &h3);
 216
 217   // Pointers to current users position
 218   SGPropertyNode *lon_node;
 219   SGPropertyNode *lat_node;
 220   SGPropertyNode *elev_node;
 221   SGPropertyNode *hdg_node;
 222   SGPropertyNode *speed_node;
 223   SGPropertyNode *etime_node;
 224
 225   //Update the transmission string
 226   void UpdateTransmission(void);
 227
 228   friend istream& operator>> ( istream&, FGApproach& );
 229 };
 230
 231 #endif // _FG_APPROACH_HXX