src/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  - http://www.flightgear.org/~curt
   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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22
  23
  24 #ifndef _FLIGHT_HXX
  25 #define _FLIGHT_HXX
  26
  27
  28 #ifndef __cplusplus
  29 # error This library requires C++
  30 #endif
  31
  32
  33 /* Required get_()
  34
  35    `FGInterface::get_Longitude ()'
  36    `FGInterface::get_Latitude ()'
  37    `FGInterface::get_Altitude ()'
  38    `FGInterface::get_Phi ()'
  39    `FGInterface::get_Theta ()'
  40    `FGInterface::get_Psi ()'
  41    `FGInterface::get_V_equiv_kts ()'
  42
  43    `FGInterface::get_V_north ()'
  44    `FGInterface::get_V_east ()'
  45    `FGInterface::get_V_down ()'
  46
  47    `FGInterface::get_P_Body ()'
  48    `FGInterface::get_Q_Body ()'
  49    `FGInterface::get_R_Body ()'
  50
  51    `FGInterface::get_Gamma_vert_rad ()'
  52    `FGInterface::get_Climb_Rate ()'
  53    `FGInterface::get_Alpha ()'
  54    `FGInterface::get_Beta ()'
  55
  56    `FGInterface::get_Runway_altitude ()'
  57
  58    `FGInterface::get_Lon_geocentric ()'
  59    `FGInterface::get_Lat_geocentric ()'
  60    `FGInterface::get_Sea_level_radius ()'
  61    `FGInterface::get_Earth_position_angle ()'
  62
  63    `FGInterface::get_Latitude_dot()'
  64    `FGInterface::get_Longitude_dot()'
  65    `FGInterface::get_Radius_dot()'
  66
  67    `FGInterface::get_Dx_cg ()'
  68    `FGInterface::get_Dy_cg ()'
  69    `FGInterface::get_Dz_cg ()'
  70
  71    `FGInterface::get_Radius_to_vehicle ()'
  72
  73  */
  74
  75
  76 #include <math.h>
  77
  78 #include <list>
  79 #include <vector>
  80 #include <string>
  81
  82 #include <simgear/compiler.h>
  83 #include <simgear/constants.h>
  84 #include <simgear/structure/subsystem_mgr.hxx>
  85 #include <simgear/props/tiedpropertylist.hxx>
  86 #include <FDM/groundcache.hxx>
  87
  88 using std::list;
  89 using std::vector;
  90 using std::string;
  91
  92 /**
  93  * A little helper class to update the track if
  94  * the position has changed. In the constructor,
  95  * create a copy of the current position and store
  96  * references to the position object and the track
  97  * variable to update.
  98  * The destructor, called at TrackComputer's end of
  99  * life/visibility, computes the track if the
 100  * position has changed.
 101  */
 102 class TrackComputer {
 103 public:
 104   inline TrackComputer( double & track, const SGGeod & position ) :
 105     _track( track ),
 106     _position( position ),
 107     _prevPosition( position ) {
 108   }
 109
 110   inline ~TrackComputer() {
 111     if( _prevPosition == _position ) return;
 112     _track = SGGeodesy::courseDeg( _prevPosition, _position );
 113   }
 114 private:
 115   double & _track;
 116   const SGGeod & _position;
 117   const SGGeod _prevPosition;
 118 };
 119
 120 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
 121 class FGInterface : public SGSubsystem {
 122
 123 private:
 124
 125     // Has the init() method been called.  This is used to delay
 126     // initialization until scenery can be loaded and we know the true
 127     // ground elevation.
 128     bool inited;
 129
 130     // Have we bound to the property system
 131     bool bound;
 132
 133     // periodic update management variable.  This is a scheme to run
 134     // the fdm with a fixed delta-t.  We control how many iteration of
 135     // the fdm to run with the fixed dt based on the elapsed time from
 136     // the last update.  This allows us to maintain sync with the real
 137     // time clock, even though each frame could take a random amount
 138     // of time.  Since "dt" is unlikely to divide evenly into the
 139     // elapse time, we keep track of the remainder and add it into the
 140     // next elapsed time.  This yields a small amount of temporal
 141     // jitter ( < dt ) but in practice seems to work well.
 142
 143     // CG position w.r.t. ref. point
 144     SGVec3d d_cg_rp_body_v;
 145
 146     // Accelerations
 147     SGVec3d v_dot_local_v;
 148     SGVec3d v_dot_body_v;
 149     SGVec3d a_cg_body_v;
 150     SGVec3d a_pilot_body_v;
 151     SGVec3d n_cg_body_v;
 152     SGVec3d omega_dot_body_v;
 153
 154     // Velocities
 155     SGVec3d v_local_v;
 156     SGVec3d v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 157     SGVec3d v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
 158     SGVec3d v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
 159
 160     SGVec3d omega_body_v;         // Angular B rates
 161     SGVec3d euler_rates_v;
 162     SGVec3d geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
 163
 164     // Positions
 165     SGGeod geodetic_position_v;
 166     SGVec3d cartesian_position_v;
 167     SGGeoc geocentric_position_v;
 168     SGVec3d euler_angles_v;
 169
 170     // Normal Load Factor
 171     double nlf;
 172
 173     // Velocities
 174     double v_rel_wind, v_true_kts;
 175     double v_ground_speed, v_equiv_kts;
 176     double v_calibrated_kts;
 177
 178     // Miscellaneious Quantities
 179     double alpha, beta;  // in radians
 180     double gamma_vert_rad;  // Flight path angles
 181     double density, mach_number;
 182     double static_pressure, total_pressure;
 183     double dynamic_pressure;
 184     double static_temperature, total_temperature;
 185     double sea_level_radius, earth_position_angle;
 186     double runway_altitude;
 187     double climb_rate;                // in feet per second
 188     double altitude_agl;
 189     double track;
 190
 191     simgear::TiedPropertyList _tiedProperties;
 192
 193     // the ground cache object itself.
 194     FGGroundCache ground_cache;
 195
 196     void set_A_X_pilot(double x)
 197     { _set_Accels_Pilot_Body(x, a_pilot_body_v[1], a_pilot_body_v[2]); }
 198
 199     void set_A_Y_pilot(double y)
 200     { _set_Accels_Pilot_Body(a_pilot_body_v[0], y, a_pilot_body_v[2]); }
 201
 202     void set_A_Z_pilot(double z)
 203     { _set_Accels_Pilot_Body(a_pilot_body_v[0], a_pilot_body_v[1], z); }
 204
 205 protected:
 206
 207     int _calc_multiloop (double dt);
 208
 209 public:
 210
 211                                 // deliberately not virtual so that
 212                                 // FGInterface constructor will call
 213                                 // the right version
 214     void _setup();
 215
 216     void _busdump(void);
 217     void _updatePositionM(const SGVec3d& cartPos);
 218     void _updatePositionFt(const SGVec3d& cartPos) {
 219         _updatePositionM(SG_FEET_TO_METER*cartPos);
 220     }
 221     void _updatePosition(const SGGeod& geod);
 222     void _updatePosition(const SGGeoc& geoc);
 223
 224     void _updateGeodeticPosition( double lat, double lon, double alt );
 225     void _updateGeocentricPosition( double lat_geoc, double lon, double alt );
 226     void _update_ground_elev_at_pos( void );
 227
 228     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 229         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 230         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 231         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 232     }
 233     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 234         v_dot_local_v[0] = north;
 235         v_dot_local_v[1] = east;
 236         v_dot_local_v[2] = down;
 237     }
 238     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 239         v_dot_body_v[0] = u;
 240         v_dot_body_v[1] = v;
 241         v_dot_body_v[2] = w;
 242     }
 243     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 244         a_cg_body_v[0] = x;
 245         a_cg_body_v[1] = y;
 246         a_cg_body_v[2] = z;
 247     }
 248     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 249         a_pilot_body_v[0] = x;
 250         a_pilot_body_v[1] = y;
 251         a_pilot_body_v[2] = z;
 252     }
 253     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 254         n_cg_body_v[0] = x;
 255         n_cg_body_v[1] = y;
 256         n_cg_body_v[2] = z;
 257     }
 258     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
 259     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
 260         v_local_v[0] = north;
 261         v_local_v[1] = east;
 262         v_local_v[2] = down;
 263     }
 264     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 265         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 266         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 267         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 268     }
 269     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 270                                               double down)
 271     {
 272         v_local_airmass_v[0] = north;
 273         v_local_airmass_v[1] = east;
 274         v_local_airmass_v[2] = down;
 275     }
 276     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
 277         v_wind_body_v[0] = u;
 278         v_wind_body_v[1] = v;
 279         v_wind_body_v[2] = w;
 280     }
 281     inline void _set_V_rel_wind(double vt) { v_rel_wind = vt; }
 282     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 283     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 284     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 285     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 286         omega_body_v[0] = p;
 287         omega_body_v[1] = q;
 288         omega_body_v[2] = r;
 289     }
 290     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 291         euler_rates_v[0] = phi;
 292         euler_rates_v[1] = theta;
 293         euler_rates_v[2] = psi;
 294     }
 295
 296     void set_Phi_dot_degps(double x)
 297     {
 298       euler_rates_v[0] = x * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 299     }
 300
 301     void set_Theta_dot_degps(double x)
 302     {
 303       euler_rates_v[1] = x * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 304     }
 305
 306     void set_Psi_dot_degps(double x)
 307     {
 308       euler_rates_v[2] = x * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 309     }
 310
 311     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 312         geocentric_rates_v[0] = lat;
 313         geocentric_rates_v[1] = lon;
 314         geocentric_rates_v[2] = rad;
 315     }
 316     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 317         geocentric_position_v.setLatitudeRad(lat);
 318         geocentric_position_v.setLongitudeRad(lon);
 319         geocentric_position_v.setRadiusFt(rad);
 320     }
 321 /*  Don't call _set_L[at|ong]itude() directly, use _set_Geodetic_Position() instead.
 322     These methods can't update the track.
 323  *
 324     inline void _set_Latitude(double lat) {
 325         geodetic_position_v.setLatitudeRad(lat);
 326     }
 327     inline void _set_Longitude(double lon) {
 328         geodetic_position_v.setLongitudeRad(lon);
 329     }
 330 */
 331     inline void _set_Altitude(double altitude) {
 332         geodetic_position_v.setElevationFt(altitude);
 333     }
 334     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
 335         altitude_agl = agl;
 336     }
 337     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon ) {
 338         _set_Geodetic_Position( lat, lon, geodetic_position_v.getElevationFt());
 339     }
 340     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 341         TrackComputer tracker( track, geodetic_position_v );
 342         geodetic_position_v.setLatitudeRad(lat);
 343         geodetic_position_v.setLongitudeRad(lon);
 344         geodetic_position_v.setElevationFt(alt);
 345     }
 346     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 347         euler_angles_v[0] = phi;
 348         euler_angles_v[1] = theta;
 349         euler_angles_v[2] = psi;
 350     }
 351     // FIXME, for compatibility with JSBSim
 352     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) { }
 353     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 354     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
 355
 356     inline void set_Alpha_deg( double a ) { alpha = a * SG_DEGREES_TO_RADIANS; }
 357
 358     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 359     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
 360     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 361     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 362     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 363     inline void _set_Total_temperature( double tat ) { total_temperature = tat; } //JW
 364     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 365     inline void _set_Earth_position_angle(double a) { earth_position_angle = a; }
 366     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 367     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 368
 369 public:
 370
 371     FGInterface();
 372     FGInterface( double dt );
 373     virtual ~FGInterface();
 374
 375     virtual void init ();
 376     virtual void bind ();
 377     virtual void unbind ();
 378     virtual void update(double dt);
 379     virtual bool ToggleDataLogging(bool state) { return false; }
 380     virtual bool ToggleDataLogging(void) { return false; }
 381
 382     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
 383     enum {
 384         // Magic Carpet mode
 385         FG_MAGICCARPET = 0,
 386
 387         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
 388         FG_LARCSIM = 1,
 389
 390         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
 391         FG_JSBSIM = 2,
 392
 393         // Christian's hot air balloon simulation
 394         FG_BALLOONSIM = 3,
 395
 396         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
 397         FG_ADA = 4,
 398
 399         // The following aren't implemented but are here to spark
 400         // thoughts and discussions, and maybe even action.
 401         FG_ACM = 5,
 402         FG_SUPER_SONIC = 6,
 403         FG_HELICOPTER = 7,
 404         FG_AUTOGYRO = 8,
 405         FG_PARACHUTE = 9,
 406
 407         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 408         FG_EXTERNAL = 10
 409     };
 410
 411     // initialization
 412     inline bool get_inited() const { return inited; }
 413     inline void set_inited( bool value ) { inited = value; }
 414
 415     inline bool get_bound() const { return bound; }
 416
 417     //perform initializion that is common to all FDM's
 418     void common_init();
 419
 420     // Positions
 421     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
 422     virtual void set_Longitude(double lon);
 423     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
 424     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
 425     virtual void set_Latitude_deg (double lat) {
 426       set_Latitude(lat * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 427     }
 428     virtual void set_Longitude_deg (double lon) {
 429       set_Longitude(lon * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 430     }
 431
 432     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
 433     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
 434     virtual void set_Mach_number(double mach);
 435     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
 436     inline void set_V_north (double north) {
 437       set_Velocities_Local(north, v_local_v[1], v_local_v[2]);
 438     }
 439     inline void set_V_east (double east) {
 440       set_Velocities_Local(v_local_v[0], east, v_local_v[2]);
 441     }
 442     inline void set_V_down (double down) {
 443       set_Velocities_Local(v_local_v[0], v_local_v[1], down);
 444     }
 445     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
 446     virtual void set_uBody (double uBody) {
 447       set_Velocities_Wind_Body(uBody, v_wind_body_v[1], v_wind_body_v[2]);
 448     }
 449     virtual void set_vBody (double vBody) {
 450       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], vBody, v_wind_body_v[2]);
 451     }
 452     virtual void set_wBody (double wBody) {
 453       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], v_wind_body_v[1], wBody);
 454     }
 455
 456     // Euler angles
 457     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
 458     virtual void set_Phi (double phi) {
 459       set_Euler_Angles(phi, get_Theta(), get_Psi());
 460     }
 461     virtual void set_Theta (double theta) {
 462       set_Euler_Angles(get_Phi(), theta, get_Psi());
 463     }
 464     virtual void set_Psi (double psi) {
 465       set_Euler_Angles(get_Phi(), get_Theta(), psi);
 466     }
 467     virtual void set_Phi_deg (double phi) {
 468       set_Phi(phi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 469     }
 470     virtual void set_Theta_deg (double theta) {
 471       set_Theta(theta * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 472     }
 473     virtual void set_Psi_deg (double psi) {
 474       set_Psi(psi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 475     }
 476
 477     // Flight Path
 478     virtual void set_Climb_Rate( double roc);
 479     virtual void set_Gamma_vert_rad( double gamma);
 480
 481     // Earth
 482
 483     virtual void set_Static_pressure(double p);
 484     virtual void set_Static_temperature(double T);
 485     virtual void set_Density(double rho);
 486
 487     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth,
 488                                                double weast,
 489                                                double wdown );
 490
 491     // ========== Mass properties and geometry values ==========
 492
 493     // CG position w.r.t. ref. point
 494     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 495     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 496     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 497
 498     // ========== Accelerations ==========
 499
 500     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 501     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 502     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 503
 504     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 505     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 506     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 507
 508     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 509     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 510     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 511
 512     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 513     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 514     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 515
 516     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 517     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 518     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 519
 520     inline double get_Nlf(void) const { return nlf; }
 521
 522     // ========== Velocities ==========
 523
 524     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 525     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 526     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 527     inline double get_uBody () const { return v_wind_body_v[0]; }
 528     inline double get_vBody () const { return v_wind_body_v[1]; }
 529     inline double get_wBody () const { return v_wind_body_v[2]; }
 530
 531     // Please dont comment these out. fdm=ada uses these (see
 532     // cockpit.cxx) --->
 533     inline double get_V_north_rel_ground() const {
 534         return v_local_rel_ground_v[0];
 535     }
 536     inline double get_V_east_rel_ground() const {
 537         return v_local_rel_ground_v[1];
 538     }
 539     inline double get_V_down_rel_ground() const {
 540         return v_local_rel_ground_v[2];
 541     }
 542     // <--- fdm=ada uses these (see cockpit.cxx)
 543
 544     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 545     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 546     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 547
 548     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 549     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 550     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 551
 552     inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 553
 554     inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 555
 556     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 557     inline double get_V_ground_speed_kt() const { return v_ground_speed * SG_FEET_TO_METER * 3600 * SG_METER_TO_NM; }
 558     inline void   set_V_ground_speed_kt(double ground_speed) { v_ground_speed = ground_speed / ( SG_FEET_TO_METER * 3600 * SG_METER_TO_NM); }
 559
 560     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 561
 562     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 563
 564     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 565     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 566     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 567
 568     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 569     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 570     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 571     inline double get_Phi_dot_degps() const { return euler_rates_v[0] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 572     inline double get_Theta_dot_degps() const { return euler_rates_v[1] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 573     inline double get_Psi_dot_degps() const { return euler_rates_v[2] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 574
 575     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 576     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 577     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 578
 579     // ========== Positions ==========
 580
 581     inline double get_Lat_geocentric() const {
 582         return geocentric_position_v.getLatitudeRad();
 583     }
 584     inline double get_Lon_geocentric() const {
 585         return geocentric_position_v.getLongitudeRad();
 586     }
 587     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 588         return geocentric_position_v.getRadiusFt();
 589     }
 590
 591     const SGGeod& getPosition() const { return geodetic_position_v; }
 592     const SGGeoc& getGeocPosition() const { return geocentric_position_v; }
 593     const SGVec3d& getCartPosition() const { return cartesian_position_v; }
 594
 595     inline double get_Latitude() const {
 596         return geodetic_position_v.getLatitudeRad();
 597     }
 598     inline double get_Longitude() const {
 599         return geodetic_position_v.getLongitudeRad();
 600     }
 601     inline double get_Altitude() const {
 602         return geodetic_position_v.getElevationFt();
 603     }
 604     inline double get_Altitude_AGL(void) const { return altitude_agl; }
 605     inline double get_Track(void) const { return track; }
 606
 607     inline double get_Latitude_deg () const {
 608       return geodetic_position_v.getLatitudeDeg();
 609     }
 610     inline double get_Longitude_deg () const {
 611       return geodetic_position_v.getLongitudeDeg();
 612     }
 613
 614     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 615     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 616     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 617     inline double get_Phi_deg () const { return get_Phi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 618     inline double get_Theta_deg () const { return get_Theta() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 619     inline double get_Psi_deg () const { return get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 620
 621
 622     // ========== Miscellaneous quantities ==========
 623
 624     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 625     inline double get_Alpha_deg() const { return alpha * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 626     inline double get_Beta() const { return beta; }
 627     inline double get_Beta_deg() const { return beta * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 628     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 629
 630     inline double get_Density() const { return density; }
 631     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 632
 633     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 634     inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 635     inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 636
 637     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 638     inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 639
 640     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 641     inline double get_Earth_position_angle() const {
 642         return earth_position_angle;
 643     }
 644
 645     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 646     inline double get_Runway_altitude_m() const { return SG_FEET_TO_METER * runway_altitude; }
 647
 648     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 649
 650     // Note that currently this is the "same" value runway altitude...
 651     inline double get_ground_elev_ft() const { return runway_altitude; }
 652
 653
 654     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 655     // Ground handling routines
 656     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 657
 658     // Prepare the ground cache for the wgs84 position pt_*.
 659     // That is take all vertices in the ball with radius rad around the
 660     // position given by the pt_* and store them in a local scene graph.
 661     bool prepare_ground_cache_m(double startSimTime, double endSimTime,
 662                                 const double pt[3], double rad);
 663     bool prepare_ground_cache_ft(double startSimTime, double endSimTime,
 664                                  const double pt[3], double rad);
 665
 666
 667     // Returns true if the cache is valid.
 668     // Also the reference time, point and radius values where the cache
 669     // is valid for are returned.
 670     bool is_valid_m(double *ref_time, double pt[3], double *rad);
 671     bool is_valid_ft(double *ref_time, double pt[3], double *rad);
 672
 673     // Return the nearest catapult to the given point
 674     // pt in wgs84 coordinates.
 675     double get_cat_m(double t, const double pt[3],
 676                      double end[2][3], double vel[2][3]);
 677     double get_cat_ft(double t, const double pt[3],
 678                       double end[2][3], double vel[2][3]);
 679
 680
 681     // Return the orientation and position matrix and the linear and angular
 682     // velocity of that local coordinate systems origin for a given time and
 683     // body id. The velocities are in the wgs84 frame at the bodys origin.
 684     bool get_body_m(double t, simgear::BVHNode::Id id, double bodyToWorld[16],
 685                     double linearVel[3], double angularVel[3]);
 686
 687
 688     // Return the altitude above ground below the wgs84 point pt
 689     // Search for the nearest triangle to pt in downward direction.
 690     // Return ground properties. The velocities are in the wgs84 frame at the
 691     // contact point.
 692     bool get_agl_m(double t, const double pt[3], double max_altoff,
 693                    double contact[3], double normal[3], double linearVel[3],
 694                    double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 695                    simgear::BVHNode::Id& id);
 696     bool get_agl_ft(double t, const double pt[3], double max_altoff,
 697                     double contact[3], double normal[3], double linearVel[3],
 698                     double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 699                     simgear::BVHNode::Id& id);
 700     double get_groundlevel_m(double lat, double lon, double alt);
 701     double get_groundlevel_m(const SGGeod& geod);
 702
 703
 704     // Return the nearest point in any direction to the point pt with a maximum
 705     // distance maxDist. The velocities are in the wgs84 frame at the query
 706     // position pt.
 707     bool get_nearest_m(double t, const double pt[3], double maxDist,
 708                        double contact[3], double normal[3], double linearVel[3],
 709                        double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 710                        simgear::BVHNode::Id& id);
 711     bool get_nearest_ft(double t, const double pt[3], double maxDist,
 712                         double contact[3], double normal[3],double linearVel[3],
 713                         double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 714                         simgear::BVHNode::Id& id);
 715
 716
 717     // Return 1 if the hook intersects with a wire.
 718     // That test is done by checking if the quad spanned by the points pt*
 719     // intersects with the line representing the wire.
 720     // If the wire is caught, the cache will trace this wires endpoints until
 721     // the FDM calls release_wire().
 722     bool caught_wire_m(double t, const double pt[4][3]);
 723     bool caught_wire_ft(double t, const double pt[4][3]);
 724
 725     // Return the location and speed of the wire endpoints.
 726     bool get_wire_ends_m(double t, double end[2][3], double vel[2][3]);
 727     bool get_wire_ends_ft(double t, double end[2][3], double vel[2][3]);
 728
 729     // Tell the cache code that it does no longer need to care for
 730     // the wire end position.
 731     void release_wire(void);
 732 };
 733
 734 #endif // _FLIGHT_HXX