src/FDM/JSBSim/FGState.cpp

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Module:       FGState.cpp
   4  Author:       Jon Berndt
   5  Date started: 11/17/98
   6  Called by:    FGFDMExec and accessed by all models.
   7
   8  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
   9
  10  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  11  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  12  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  13  version.
  14
  15  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  16  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  17  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  18  details.
  19
  20  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  21  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  22  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  23
  24  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  25  the world wide web at http://www.gnu.org.
  26
  27 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  28 --------------------------------------------------------------------------------
  29 See header file.
  30
  31 HISTORY
  32 --------------------------------------------------------------------------------
  33 11/17/98   JSB   Created
  34
  35 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  36 INCLUDES
  37 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  38
  39 #ifdef FGFS
  40 #  include <simgear/compiler.h>
  41 #  ifdef FG_HAVE_STD_INCLUDES
  42 #    include <cmath>
  43 #  else
  44 #    include <math.h>
  45 #  endif
  46 #else
  47 #  include <cmath>
  48 #endif
  49
  50 #ifndef M_PI
  51 #  include <simgear/constants.h>
  52 #  define M_PI FG_PI
  53 #endif
  54
  55 #include "FGState.h"
  56 #include "FGFDMExec.h"
  57 #include "FGAtmosphere.h"
  58 #include "FGFCS.h"
  59 #include "FGAircraft.h"
  60 #include "FGTranslation.h"
  61 #include "FGRotation.h"
  62 #include "FGPosition.h"
  63 #include "FGAuxiliary.h"
  64 #include "FGOutput.h"
  65
  66 static const char *IdSrc = "$Id$";
  67 static const char *IdHdr = ID_STATE;
  68
  69 extern short debug_lvl;
  70
  71 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  72 MACROS
  73 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  74
  75 #define RegisterVariable(ID,DEF) coeffdef[#ID] = ID; paramdef[ID] = DEF
  76
  77 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  78 CLASS IMPLEMENTATION
  79 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  80
  81 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  82 //
  83 // For every term registered here there must be a corresponding handler in
  84 // GetParameter() below that retrieves that parameter. Also, there must be an
  85 // entry in the enum eParam definition in FGDefs.h. The ID is what must be used
  86 // in any config file entry which references that item.
  87
  88 FGState::FGState(FGFDMExec* fdex) : mTb2l(3,3),
  89     mTl2b(3,3),
  90     mTs2b(3,3),
  91     vQtrn(4),
  92     vlastQdot(4)
  93 {
  94   FDMExec = fdex;
  95
  96   a = 1000.0;
  97   sim_time = 0.0;
  98   dt = 1.0/120.0;
  99   ActiveEngine = -1;
 100
 101   RegisterVariable(FG_TIME,           " time "           );
 102   RegisterVariable(FG_QBAR,           " qbar "           );
 103   RegisterVariable(FG_WINGAREA,       " wing_area "      );
 104   RegisterVariable(FG_WINGSPAN,       " wingspan "       );
 105   RegisterVariable(FG_CBAR,           " cbar "           );
 106   RegisterVariable(FG_ALPHA,          " alpha "          );
 107   RegisterVariable(FG_ALPHADOT,       " alphadot "       );
 108   RegisterVariable(FG_BETA,           " beta "           );
 109   RegisterVariable(FG_BETADOT,        " betadot "        );
 110   RegisterVariable(FG_PITCHRATE,      " pitch_rate "     );
 111   RegisterVariable(FG_ROLLRATE,       " roll_rate "      );
 112   RegisterVariable(FG_YAWRATE,        " yaw_rate "       );
 113   RegisterVariable(FG_MACH,           " mach "           );
 114   RegisterVariable(FG_ALTITUDE,       " altitude "       );
 115   RegisterVariable(FG_BI2VEL,         " BI2Vel "         );
 116   RegisterVariable(FG_CI2VEL,         " CI2Vel "         );
 117   RegisterVariable(FG_ELEVATOR_POS,   " elevator_pos "   );
 118   RegisterVariable(FG_AILERON_POS,    " aileron_pos "    );
 119   RegisterVariable(FG_RUDDER_POS,     " rudder_pos "     );
 120   RegisterVariable(FG_SPDBRAKE_POS,   " speedbrake_pos " );
 121   RegisterVariable(FG_SPOILERS_POS,   " spoiler_pos "    );
 122   RegisterVariable(FG_FLAPS_POS,      " flaps_pos "      );
 123   RegisterVariable(FG_ELEVATOR_CMD,   " elevator_cmd "   );
 124   RegisterVariable(FG_AILERON_CMD,    " aileron_cmd "    );
 125   RegisterVariable(FG_RUDDER_CMD,     " rudder_cmd "     );
 126   RegisterVariable(FG_SPDBRAKE_CMD,   " speedbrake_cmd " );
 127   RegisterVariable(FG_SPOILERS_CMD,   " spoiler_cmd "    );
 128   RegisterVariable(FG_FLAPS_CMD,      " flaps_cmd "      );
 129   RegisterVariable(FG_THROTTLE_CMD,   " throttle_cmd "   );
 130   RegisterVariable(FG_THROTTLE_POS,   " throttle_pos "   );
 131   RegisterVariable(FG_ACTIVE_ENGINE,  " active_engine "  );
 132   RegisterVariable(FG_HOVERB,         " height/span "    );
 133   RegisterVariable(FG_PITCH_TRIM_CMD, " pitch_trim_cmd " );
 134   RegisterVariable(FG_LEFT_BRAKE_CMD, " left_brake_cmd " );
 135   RegisterVariable(FG_RIGHT_BRAKE_CMD," right_brake_cmd ");
 136   RegisterVariable(FG_CENTER_BRAKE_CMD," center_brake_cmd ");
 137
 138   if (debug_lvl & 2) cout << "Instantiated: FGState" << endl;
 139 }
 140
 141 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 142
 143 FGState::~FGState()
 144 {
 145   if (debug_lvl & 2) cout << "Destroyed:    FGState" << endl;
 146 }
 147
 148 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 149
 150 float FGState::GetParameter(eParam val_idx) {
 151   switch(val_idx) {
 152   case FG_TIME:
 153     return sim_time;
 154   case FG_QBAR:
 155     return FDMExec->GetTranslation()->Getqbar();
 156   case FG_WINGAREA:
 157     return FDMExec->GetAircraft()->GetWingArea();
 158   case FG_WINGSPAN:
 159     return FDMExec->GetAircraft()->GetWingSpan();
 160   case FG_CBAR:
 161     return FDMExec->GetAircraft()->Getcbar();
 162   case FG_ALPHA:
 163     return FDMExec->GetTranslation()->Getalpha();
 164   case FG_ALPHADOT:
 165     return FDMExec->GetTranslation()->Getadot();
 166   case FG_BETA:
 167     return FDMExec->GetTranslation()->Getbeta();
 168   case FG_BETADOT:
 169     return FDMExec->GetTranslation()->Getbdot();
 170   case FG_PITCHRATE:
 171     return (FDMExec->GetRotation()->GetPQR())(2);
 172   case FG_ROLLRATE:
 173     return (FDMExec->GetRotation()->GetPQR())(1);
 174   case FG_YAWRATE:
 175     return (FDMExec->GetRotation()->GetPQR())(3);
 176   case FG_ELEVATOR_POS:
 177     return FDMExec->GetFCS()->GetDePos();
 178   case FG_AILERON_POS:
 179     return FDMExec->GetFCS()->GetDaPos();
 180   case FG_RUDDER_POS:
 181     return FDMExec->GetFCS()->GetDrPos();
 182   case FG_SPDBRAKE_POS:
 183     return FDMExec->GetFCS()->GetDsbPos();
 184   case FG_SPOILERS_POS:
 185     return FDMExec->GetFCS()->GetDspPos();
 186   case FG_FLAPS_POS:
 187     return FDMExec->GetFCS()->GetDfPos();
 188   case FG_ELEVATOR_CMD:
 189     return FDMExec->GetFCS()->GetDeCmd();
 190   case FG_AILERON_CMD:
 191     return FDMExec->GetFCS()->GetDaCmd();
 192   case FG_RUDDER_CMD:
 193     return FDMExec->GetFCS()->GetDrCmd();
 194   case FG_SPDBRAKE_CMD:
 195     return FDMExec->GetFCS()->GetDsbCmd();
 196   case FG_SPOILERS_CMD:
 197     return FDMExec->GetFCS()->GetDspCmd();
 198   case FG_FLAPS_CMD:
 199     return FDMExec->GetFCS()->GetDfCmd();
 200   case FG_MACH:
 201     return FDMExec->GetTranslation()->GetMach();
 202   case FG_ALTITUDE:
 203     return FDMExec->GetPosition()->Geth();
 204   case FG_BI2VEL:
 205     if(FDMExec->GetTranslation()->GetVt() > 0)
 206         return FDMExec->GetAircraft()->GetWingSpan()/(2.0 * FDMExec->GetTranslation()->GetVt());
 207     else
 208         return 0;
 209   case FG_CI2VEL:
 210     if(FDMExec->GetTranslation()->GetVt() > 0)
 211         return FDMExec->GetAircraft()->Getcbar()/(2.0 * FDMExec->GetTranslation()->GetVt());
 212     else
 213         return 0;
 214   case FG_THROTTLE_CMD:
 215     return FDMExec->GetFCS()->GetThrottleCmd(0);
 216   case FG_THROTTLE_POS:
 217     return FDMExec->GetFCS()->GetThrottlePos(0);
 218   case FG_HOVERB:
 219     return FDMExec->GetPosition()->GetHOverB();
 220   case FG_PITCH_TRIM_CMD:
 221     return FDMExec->GetFCS()->GetPitchTrimCmd();
 222   default:
 223     cerr << "FGState::GetParameter() - No handler for parameter " << val_idx << endl;
 224     return 0.0;
 225   }
 226   return 0;
 227 }
 228
 229 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 230
 231 float FGState::GetParameter(string val_string) {
 232   return GetParameter(coeffdef[val_string]);
 233 }
 234
 235 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 236
 237 eParam FGState::GetParameterIndex(string val_string) {
 238   return coeffdef[val_string];
 239 }
 240
 241 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 242
 243 void FGState::SetParameter(eParam val_idx, float val) {
 244   switch(val_idx) {
 245   case FG_ELEVATOR_POS:
 246     FDMExec->GetFCS()->SetDePos(val);
 247     break;
 248   case FG_AILERON_POS:
 249     FDMExec->GetFCS()->SetDaPos(val);
 250     break;
 251   case FG_RUDDER_POS:
 252     FDMExec->GetFCS()->SetDrPos(val);
 253     break;
 254   case FG_SPDBRAKE_POS:
 255     FDMExec->GetFCS()->SetDsbPos(val);
 256     break;
 257   case FG_SPOILERS_POS:
 258     FDMExec->GetFCS()->SetDspPos(val);
 259     break;
 260   case FG_FLAPS_POS:
 261     FDMExec->GetFCS()->SetDfPos(val);
 262     break;
 263   case FG_THROTTLE_POS:
 264     FDMExec->GetFCS()->SetThrottlePos(ActiveEngine,val);
 265     break;
 266
 267   case FG_ELEVATOR_CMD:
 268     FDMExec->GetFCS()->SetDeCmd(val);
 269     break;
 270   case FG_AILERON_CMD:
 271     FDMExec->GetFCS()->SetDaCmd(val);
 272     break;
 273   case FG_RUDDER_CMD:
 274     FDMExec->GetFCS()->SetDrCmd(val);
 275     break;
 276   case FG_SPDBRAKE_CMD:
 277     FDMExec->GetFCS()->SetDsbCmd(val);
 278     break;
 279   case FG_SPOILERS_CMD:
 280     FDMExec->GetFCS()->SetDspCmd(val);
 281     break;
 282   case FG_FLAPS_CMD:
 283     FDMExec->GetFCS()->SetDfCmd(val);
 284     break;
 285   case FG_THROTTLE_CMD:
 286     FDMExec->GetFCS()->SetThrottleCmd(ActiveEngine,val);
 287     break;
 288
 289   case FG_ACTIVE_ENGINE:
 290     ActiveEngine = (int)val;
 291     break;
 292
 293   case FG_LEFT_BRAKE_CMD:
 294     FDMExec->GetFCS()->SetLBrake(val);
 295     break;
 296   case FG_CENTER_BRAKE_CMD:
 297     FDMExec->GetFCS()->SetCBrake(val);
 298     break;
 299   case FG_RIGHT_BRAKE_CMD:
 300     FDMExec->GetFCS()->SetRBrake(val);
 301     break;
 302
 303   default:
 304     cerr << "Parameter '" << val_idx << "' (" << paramdef[val_idx] << ") not handled" << endl;
 305   }
 306 }
 307
 308 //***************************************************************************
 309 //
 310 // Reset: Assume all angles READ FROM FILE IN DEGREES !!
 311 //
 312
 313 bool FGState::Reset(string path, string acname, string fname) {
 314   string resetDef;
 315   float U, V, W;
 316   float phi, tht, psi;
 317   float latitude, longitude, h;
 318
 319   resetDef = path + "/" + acname + "/" + fname + ".xml";
 320
 321   ifstream resetfile(resetDef.c_str());
 322
 323   if (resetfile) {
 324     resetfile >> U;
 325     resetfile >> V;
 326     resetfile >> W;
 327     resetfile >> latitude;
 328     resetfile >> longitude;
 329     resetfile >> phi;
 330     resetfile >> tht;
 331     resetfile >> psi;
 332     resetfile >> h;
 333     resetfile.close();
 334
 335     FDMExec->GetPosition()->SetLatitude(latitude*DEGTORAD);
 336     FDMExec->GetPosition()->SetLongitude(longitude*DEGTORAD);
 337     FDMExec->GetPosition()->Seth(h);
 338
 339     Initialize(U, V, W, phi*DEGTORAD, tht*DEGTORAD, psi*DEGTORAD,
 340                latitude*DEGTORAD, longitude*DEGTORAD, h);
 341
 342     return true;
 343   } else {
 344     cerr << "Unable to load reset file " << fname << endl;
 345     return false;
 346   }
 347 }
 348
 349 //***************************************************************************
 350 //
 351 // Initialize: Assume all angles GIVEN IN RADIANS !!
 352 //
 353
 354 void FGState::Initialize(float U, float V, float W,
 355                          float phi, float tht, float psi,
 356                          float Latitude, float Longitude, float H) {
 357   FGColumnVector vUVW(3);
 358   FGColumnVector vLocalVelNED(3);
 359   FGColumnVector vEuler(3);
 360   float alpha, beta;
 361   float qbar, Vt;
 362
 363   FDMExec->GetPosition()->SetLatitude(Latitude);
 364   FDMExec->GetPosition()->SetLongitude(Longitude);
 365   FDMExec->GetPosition()->Seth(H);
 366
 367   FDMExec->GetAtmosphere()->Run();
 368
 369   if (W != 0.0)
 370     alpha = U*U > 0.0 ? atan2(W, U) : 0.0;
 371   else
 372     alpha = 0.0;
 373   if (V != 0.0)
 374     beta = U*U+W*W > 0.0 ? atan2(V, (fabs(U)/U)*sqrt(U*U + W*W)) : 0.0;
 375   else
 376     beta = 0.0;
 377
 378   vUVW << U << V << W;
 379   FDMExec->GetTranslation()->SetUVW(vUVW);
 380
 381   vEuler << phi << tht << psi;
 382   FDMExec->GetRotation()->SetEuler(vEuler);
 383
 384   FDMExec->GetTranslation()->SetAB(alpha, beta);
 385
 386   Vt = sqrt(U*U + V*V + W*W);
 387   FDMExec->GetTranslation()->SetVt(Vt);
 388
 389   FDMExec->GetTranslation()->SetMach(Vt/FDMExec->GetAtmosphere()->GetSoundSpeed());
 390
 391   qbar = 0.5*(U*U + V*V + W*W)*FDMExec->GetAtmosphere()->GetDensity();
 392   FDMExec->GetTranslation()->Setqbar(qbar);
 393
 394   InitMatrices(phi, tht, psi);
 395
 396   vLocalVelNED = mTb2l*vUVW;
 397   FDMExec->GetPosition()->SetvVel(vLocalVelNED);
 398 }
 399
 400 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 401
 402 void FGState::Initialize(FGInitialCondition *FGIC) {
 403
 404   float tht,psi,phi;
 405   float U, V, W, h;
 406   float latitude, longitude;
 407
 408   latitude = FGIC->GetLatitudeRadIC();
 409   longitude = FGIC->GetLongitudeRadIC();
 410   h = FGIC->GetAltitudeFtIC();
 411   U = FGIC->GetUBodyFpsIC();
 412   V = FGIC->GetVBodyFpsIC();
 413   W = FGIC->GetWBodyFpsIC();
 414   tht = FGIC->GetThetaRadIC();
 415   phi = FGIC->GetPhiRadIC();
 416   psi = FGIC->GetPsiRadIC();
 417
 418   Initialize(U, V, W, phi, tht, psi, latitude, longitude, h);
 419
 420   FDMExec->GetPosition()->SetSeaLevelRadius( FGIC->GetSeaLevelRadiusFtIC() );
 421   FDMExec->GetPosition()->SetRunwayRadius( FGIC->GetSeaLevelRadiusFtIC() +
 422                                              FGIC->GetTerrainAltitudeFtIC() );
 423
 424 }
 425
 426 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 427
 428 bool FGState::StoreData(string fname) {
 429   ofstream datafile(fname.c_str());
 430
 431   if (datafile) {
 432     datafile << (FDMExec->GetTranslation()->GetUVW())(1);
 433     datafile << (FDMExec->GetTranslation()->GetUVW())(2);
 434     datafile << (FDMExec->GetTranslation()->GetUVW())(3);
 435     datafile << FDMExec->GetPosition()->GetLatitude();
 436     datafile << FDMExec->GetPosition()->GetLongitude();
 437     datafile << (FDMExec->GetRotation()->GetEuler())(1);
 438     datafile << (FDMExec->GetRotation()->GetEuler())(2);
 439     datafile << (FDMExec->GetRotation()->GetEuler())(3);
 440     datafile << FDMExec->GetPosition()->Geth();
 441     datafile.close();
 442     return true;
 443   } else {
 444     cerr << "Could not open dump file " << fname << endl;
 445     return false;
 446   }
 447 }
 448
 449 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 450
 451 void FGState::InitMatrices(float phi, float tht, float psi) {
 452   float thtd2, psid2, phid2;
 453   float Sthtd2, Spsid2, Sphid2;
 454   float Cthtd2, Cpsid2, Cphid2;
 455   float Cphid2Cthtd2;
 456   float Cphid2Sthtd2;
 457   float Sphid2Sthtd2;
 458   float Sphid2Cthtd2;
 459
 460   thtd2 = tht/2.0;
 461   psid2 = psi/2.0;
 462   phid2 = phi/2.0;
 463
 464   Sthtd2 = sin(thtd2);
 465   Spsid2 = sin(psid2);
 466   Sphid2 = sin(phid2);
 467
 468   Cthtd2 = cos(thtd2);
 469   Cpsid2 = cos(psid2);
 470   Cphid2 = cos(phid2);
 471
 472   Cphid2Cthtd2 = Cphid2*Cthtd2;
 473   Cphid2Sthtd2 = Cphid2*Sthtd2;
 474   Sphid2Sthtd2 = Sphid2*Sthtd2;
 475   Sphid2Cthtd2 = Sphid2*Cthtd2;
 476
 477   vQtrn(1) = Cphid2Cthtd2*Cpsid2 + Sphid2Sthtd2*Spsid2;
 478   vQtrn(2) = Sphid2Cthtd2*Cpsid2 - Cphid2Sthtd2*Spsid2;
 479   vQtrn(3) = Cphid2Sthtd2*Cpsid2 + Sphid2Cthtd2*Spsid2;
 480   vQtrn(4) = Cphid2Cthtd2*Spsid2 - Sphid2Sthtd2*Cpsid2;
 481
 482   CalcMatrices();
 483 }
 484
 485 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 486
 487 void FGState::CalcMatrices(void) {
 488   float Q0Q0, Q1Q1, Q2Q2, Q3Q3;
 489   float Q0Q1, Q0Q2, Q0Q3, Q1Q2;
 490   float Q1Q3, Q2Q3;
 491
 492   Q0Q0 = vQtrn(1)*vQtrn(1);
 493   Q1Q1 = vQtrn(2)*vQtrn(2);
 494   Q2Q2 = vQtrn(3)*vQtrn(3);
 495   Q3Q3 = vQtrn(4)*vQtrn(4);
 496   Q0Q1 = vQtrn(1)*vQtrn(2);
 497   Q0Q2 = vQtrn(1)*vQtrn(3);
 498   Q0Q3 = vQtrn(1)*vQtrn(4);
 499   Q1Q2 = vQtrn(2)*vQtrn(3);
 500   Q1Q3 = vQtrn(2)*vQtrn(4);
 501   Q2Q3 = vQtrn(3)*vQtrn(4);
 502
 503   mTl2b(1,1) = Q0Q0 + Q1Q1 - Q2Q2 - Q3Q3;
 504   mTl2b(1,2) = 2*(Q1Q2 + Q0Q3);
 505   mTl2b(1,3) = 2*(Q1Q3 - Q0Q2);
 506   mTl2b(2,1) = 2*(Q1Q2 - Q0Q3);
 507   mTl2b(2,2) = Q0Q0 - Q1Q1 + Q2Q2 - Q3Q3;
 508   mTl2b(2,3) = 2*(Q2Q3 + Q0Q1);
 509   mTl2b(3,1) = 2*(Q1Q3 + Q0Q2);
 510   mTl2b(3,2) = 2*(Q2Q3 - Q0Q1);
 511   mTl2b(3,3) = Q0Q0 - Q1Q1 - Q2Q2 + Q3Q3;
 512
 513   mTb2l = mTl2b;
 514   mTb2l.T();
 515 }
 516
 517 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 518
 519 void FGState::IntegrateQuat(FGColumnVector vPQR, int rate) {
 520   static FGColumnVector vQdot(4);
 521   static FGColumnVector vTmp(4);
 522
 523   vQdot(1) = -0.5*(vQtrn(2)*vPQR(eP) + vQtrn(3)*vPQR(eQ) + vQtrn(4)*vPQR(eR));
 524   vQdot(2) =  0.5*(vQtrn(1)*vPQR(eP) + vQtrn(3)*vPQR(eR) - vQtrn(4)*vPQR(eQ));
 525   vQdot(3) =  0.5*(vQtrn(1)*vPQR(eQ) + vQtrn(4)*vPQR(eP) - vQtrn(2)*vPQR(eR));
 526   vQdot(4) =  0.5*(vQtrn(1)*vPQR(eR) + vQtrn(2)*vPQR(eQ) - vQtrn(3)*vPQR(eP));
 527   vQtrn += 0.5*dt*rate*(vlastQdot + vQdot);
 528
 529   vQtrn.Normalize();
 530
 531   vlastQdot = vQdot;
 532 }
 533
 534 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 535
 536 FGColumnVector FGState::CalcEuler(void) {
 537   static FGColumnVector vEuler(3);
 538
 539   if (mTl2b(3,3) == 0.0) mTl2b(3,3) = 0.0000001;
 540   if (mTl2b(1,1) == 0.0) mTl2b(1,1) = 0.0000001;
 541
 542   vEuler(ePhi) = atan2(mTl2b(2,3), mTl2b(3,3));
 543   vEuler(eTht) = asin(-mTl2b(1,3));
 544   vEuler(ePsi) = atan2(mTl2b(1,2), mTl2b(1,1));
 545
 546   if (vEuler(ePsi) < 0.0) vEuler(ePsi) += 2*M_PI;
 547
 548   return vEuler;
 549 }
 550
 551 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 552
 553 FGMatrix FGState::GetTs2b(float alpha, float beta) {
 554   float ca, cb, sa, sb;
 555
 556   ca = cos(alpha);
 557   sa = sin(alpha);
 558   cb = cos(beta);
 559   sb = sin(beta);
 560
 561   mTs2b(1,1) = -ca*cb;
 562   mTs2b(1,2) = -ca*sb;
 563   mTs2b(1,3) = sa;
 564   mTs2b(2,1) = -sb;
 565   mTs2b(2,2) = cb;
 566   mTs2b(2,3) = 0.0;
 567   mTs2b(3,1) = -sa*cb;
 568   mTs2b(3,2) = -sa*sb;
 569   mTs2b(3,3) = -ca;
 570
 571   return mTs2b;
 572 }
 573
 574 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 575
 576 void FGState::Debug(void)
 577 {
 578     //TODO: Add your source code here
 579 }
 580