src/FDM/JSBSim/FGPosition.cpp

   1 /*******************************************************************************
   2
   3  Module:       FGPosition.cpp
   4  Author:       Jon S. Berndt
   5  Date started: 01/05/99
   6  Purpose:      Integrate the EOM to determine instantaneous position
   7  Called by:    FGFDMExec
   8
   9  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
  10
  11  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  12  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  13  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  14  version.
  15
  16  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  18  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  19  details.
  20
  21  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  22  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  23  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  24
  25  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  26  the world wide web at http://www.gnu.org.
  27
  28 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  29 --------------------------------------------------------------------------------
  30 This class encapsulates the integration of rates and accelerations to get the
  31 current position of the aircraft.
  32
  33 HISTORY
  34 --------------------------------------------------------------------------------
  35 01/05/99   JSB   Created
  36
  37 ********************************************************************************
  38 COMMENTS, REFERENCES,  and NOTES
  39 ********************************************************************************
  40 [1] Cooke, Zyda, Pratt, and McGhee, "NPSNET: Flight Simulation Dynamic Modeling
  41     Using Quaternions", Presence, Vol. 1, No. 4, pp. 404-420  Naval Postgraduate
  42     School, January 1994
  43 [2] D. M. Henderson, "Euler Angles, Quaternions, and Transformation Matrices",
  44     JSC 12960, July 1977
  45 [3] Richard E. McFarland, "A Standard Kinematic Model for Flight Simulation at
  46     NASA-Ames", NASA CR-2497, January 1975
  47 [4] Barnes W. McCormick, "Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics",
  48     Wiley & Sons, 1979 ISBN 0-471-03032-5
  49 [5] Bernard Etkin, "Dynamics of Flight, Stability and Control", Wiley & Sons,
  50     1982 ISBN 0-471-08936-2
  51
  52 ********************************************************************************
  53 INCLUDES
  54 *******************************************************************************/
  55
  56 #ifdef FGFS
  57 #  include <simgear/compiler.h>
  58 #  ifdef FG_HAVE_STD_INCLUDES
  59 #    include <cmath>
  60 #  else
  61 #    include <math.h>
  62 #  endif
  63 #else
  64 #  include <cmath>
  65 #endif
  66
  67 #include "FGPosition.h"
  68 #include "FGAtmosphere.h"
  69 #include "FGState.h"
  70 #include "FGFDMExec.h"
  71 #include "FGFCS.h"
  72 #include "FGAircraft.h"
  73 #include "FGTranslation.h"
  74 #include "FGRotation.h"
  75 #include "FGAuxiliary.h"
  76 #include "FGOutput.h"
  77
  78 /*******************************************************************************
  79 ************************************ CODE **************************************
  80 *******************************************************************************/
  81
  82
  83 FGPosition::FGPosition(FGFDMExec* fdmex) : FGModel(fdmex),
  84                                            vUVW(3),
  85                                            vVel(3)
  86 {
  87   Name = "FGPosition";
  88   LongitudeDot = LatitudeDot = RadiusDot = 0.0;
  89   lastLongitudeDot = lastLatitudeDot = lastRadiusDot = 0.0;
  90   Longitude = Latitude = 0.0;
  91   h = 0.0;
  92 }
  93
  94 /******************************************************************************/
  95
  96 FGPosition::~FGPosition(void)
  97 {
  98 }
  99
 100 /******************************************************************************/
 101
 102 bool FGPosition:: Run(void)
 103 {
 104   float cosLat;
 105
 106   if (!FGModel::Run()) {
 107     GetState();
 108
 109     vVel = State->GetTl2b()*vUVW;
 110
 111     cosLat = cos(Latitude);
 112     if (cosLat != 0) LongitudeDot = vVel(eEast) / (Radius * cosLat);
 113
 114     LatitudeDot = vVel(eNorth) * invRadius;
 115     RadiusDot   = -vVel(eDown);
 116
 117     Longitude += 0.5*dt*rate*(LongitudeDot + lastLongitudeDot);
 118     Latitude  += 0.5*dt*rate*(LatitudeDot + lastLatitudeDot);
 119     Radius    += 0.5*dt*rate*(RadiusDot + lastRadiusDot);
 120
 121     h = Radius - EARTHRAD;
 122
 123     lastLatitudeDot = LatitudeDot;
 124     lastLongitudeDot = LongitudeDot;
 125     lastRadiusDot = RadiusDot;
 126
 127     return false;
 128
 129   } else {
 130     return true;
 131   }
 132 }
 133
 134 /******************************************************************************/
 135
 136 void FGPosition::GetState(void)
 137 {
 138   dt = State->Getdt();
 139
 140   vUVW = Translation->GetUVW();
 141
 142   invMass = 1.0 / Aircraft->GetMass();
 143   invRadius = 1.0 / (h + EARTHRAD);
 144   Radius = h + EARTHRAD;
 145 }
 146