src/Instrumentation/gps.cxx

   1 // gps.cxx - distance-measuring equipment.
   2 // Written by David Megginson, started 2003.
   3 //
   4 // This file is in the Public Domain and comes with no warranty.
   5
   6 #ifdef HAVE_CONFIG_H
   7 #  include <config.h>
   8 #endif
   9
  10 #include "gps.hxx"
  11
  12 #include <memory>
  13 #include <set>
  14
  15 #include "Main/fg_props.hxx"
  16 #include "Main/globals.hxx" // for get_subsystem
  17 #include "Main/util.hxx" // for fgLowPass
  18 #include "Navaids/positioned.hxx"
  19 #include "Navaids/navrecord.hxx"
  20 #include "Airports/simple.hxx"
  21 #include "Airports/runways.hxx"
  22 #include "Autopilot/route_mgr.hxx"
  23
  24 #include <simgear/math/sg_random.h>
  25 #include <simgear/sg_inlines.h>
  26 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  27 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  28
  29 using std::auto_ptr;
  30 using std::string;
  31
  32 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
  33
  34 void SGGeodProperty::init(SGPropertyNode* base, const char* lonStr, const char* latStr, const char* altStr)
  35 {
  36     _lon = base->getChild(lonStr, 0, true);
  37     _lat = base->getChild(latStr, 0, true);
  38     if (altStr) {
  39         _alt = base->getChild(altStr, 0, true);
  40     }
  41 }
  42
  43 void SGGeodProperty::init(const char* lonStr, const char* latStr, const char* altStr)
  44 {
  45     _lon = fgGetNode(lonStr, true);
  46     _lat = fgGetNode(latStr, true);
  47     if (altStr) {
  48         _alt = fgGetNode(altStr, true);
  49     }
  50 }
  51
  52 void SGGeodProperty::clear()
  53 {
  54     _lon = _lat = _alt = NULL;
  55 }
  56
  57 void SGGeodProperty::operator=(const SGGeod& geod)
  58 {
  59     _lon->setDoubleValue(geod.getLongitudeDeg());
  60     _lat->setDoubleValue(geod.getLatitudeDeg());
  61     if (_alt) {
  62         _alt->setDoubleValue(geod.getElevationFt());
  63     }
  64 }
  65
  66 SGGeod SGGeodProperty::get() const
  67 {
  68     double lon = _lon->getDoubleValue(),
  69         lat = _lat->getDoubleValue();
  70     if (_alt) {
  71         return SGGeod::fromDegFt(lon, lat, _alt->getDoubleValue());
  72     } else {
  73         return SGGeod::fromDeg(lon,lat);
  74     }
  75 }
  76
  77 static const char* makeTTWString(double TTW)
  78 {
  79   if ((TTW <= 0.0) || (TTW >= 356400.5)) { // 99 hours
  80     return "--:--:--";
  81   }
  82
  83   unsigned int TTW_seconds = (int) (TTW + 0.5);
  84   unsigned int TTW_minutes = 0;
  85   unsigned int TTW_hours   = 0;
  86   static char TTW_str[9];
  87   TTW_hours   = TTW_seconds / 3600;
  88   TTW_minutes = (TTW_seconds / 60) % 60;
  89   TTW_seconds = TTW_seconds % 60;
  90   snprintf(TTW_str, 9, "%02d:%02d:%02d",
  91     TTW_hours, TTW_minutes, TTW_seconds);
  92   return TTW_str;
  93 }
  94
  95 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  96
  97 class GPSListener : public SGPropertyChangeListener
  98 {
  99 public:
 100   GPSListener(GPS *m) :
 101     _gps(m),
 102     _guard(false) {}
 103
 104   virtual void valueChanged (SGPropertyNode * prop)
 105   {
 106     if (_guard) {
 107       return;
 108     }
 109
 110     _guard = true;
 111     if (prop == _gps->_route_current_wp_node) {
 112       _gps->routeManagerSequenced();
 113     } else if (prop == _gps->_route_active_node) {
 114       _gps->routeActivated();
 115     } else if (prop == _gps->_ref_navaid_id_node) {
 116       _gps->referenceNavaidSet(prop->getStringValue(""));
 117     } else if (prop == _gps->_routeEditedSignal) {
 118       _gps->routeEdited();
 119     } else if (prop == _gps->_routeFinishedSignal) {
 120       _gps->routeFinished();
 121     }
 122
 123     _guard = false;
 124   }
 125
 126   void setGuard(bool g) {
 127     _guard = g;
 128   }
 129 private:
 130   GPS* _gps;
 131   bool _guard; // re-entrancy guard
 132 };
 133
 134 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 135 /**
 136  * Helper to monitor for Nasal or other code accessing properties we haven't
 137  * defined. For the moment we complain about all such activites, since various
 138  * users assume all kinds of weird, wonderful and non-existent interfaces.
 139  */
 140
 141 class DeprecatedPropListener : public SGPropertyChangeListener
 142 {
 143 public:
 144   DeprecatedPropListener(SGPropertyNode* gps)
 145   {
 146     _parents.insert(gps);
 147     SGPropertyNode* wp = gps->getChild("wp");
 148     _parents.insert(wp);
 149     _parents.insert(wp->getChild("wp", 0));
 150     _parents.insert(wp->getChild("wp", 1));
 151
 152     std::set<SGPropertyNode*>::iterator it;
 153     for (it = _parents.begin(); it != _parents.end(); ++it) {
 154       (*it)->addChangeListener(this);
 155     }
 156   }
 157
 158   virtual void valueChanged (SGPropertyNode * prop)
 159   {
 160   }
 161
 162   virtual void childAdded (SGPropertyNode * parent, SGPropertyNode * child)
 163   {
 164     if (isDeprecated(parent, child)) {
 165       SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS: someone accessed a deprecated property:"
 166         << child->getPath(true));
 167     }
 168   }
 169 private:
 170   bool isDeprecated(SGPropertyNode * parent, SGPropertyNode * child) const
 171   {
 172     if (_parents.count(parent) < 1) {
 173       return false;
 174     }
 175
 176     // no child exclusions yet
 177     return true;
 178   }
 179
 180   std::set<SGPropertyNode*> _parents;
 181 };
 182
 183 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 184 // configuration helper object
 185
 186 GPS::Config::Config() :
 187   _enableTurnAnticipation(true),
 188   _turnRate(3.0), // degrees-per-second, so 180 degree turn takes 60 seconds
 189   _overflightArmDistance(1.0),
 190   _waypointAlertTime(30.0),
 191   _tuneRadio1ToRefVor(false),
 192   _minRunwayLengthFt(0.0),
 193   _requireHardSurface(true),
 194   _cdiMaxDeflectionNm(3.0), // linear mode, 3nm at the peg
 195   _driveAutopilot(true)
 196 {
 197   _enableTurnAnticipation = false;
 198   _extCourseSource = fgGetNode("/instrumentation/nav[0]/radials/selected-deg", true);
 199 }
 200
 201 void GPS::Config::bind(GPS* aOwner, SGPropertyNode* aCfg)
 202 {
 203   aOwner->tie(aCfg, "turn-rate-deg-sec", SGRawValuePointer<double>(&_turnRate));
 204
 205   aOwner->tie(aCfg, "turn-anticipation", SGRawValuePointer<bool>(&_enableTurnAnticipation));
 206   aOwner->tie(aCfg, "wpt-alert-time", SGRawValuePointer<double>(&_waypointAlertTime));
 207   aOwner->tie(aCfg, "tune-nav-radio-to-ref-vor", SGRawValuePointer<bool>(&_tuneRadio1ToRefVor));
 208   aOwner->tie(aCfg, "min-runway-length-ft", SGRawValuePointer<double>(&_minRunwayLengthFt));
 209   aOwner->tie(aCfg, "hard-surface-runways-only", SGRawValuePointer<bool>(&_requireHardSurface));
 210
 211   aOwner->tie(aCfg, "course-source", SGRawValueMethods<GPS::Config, const char*>
 212     (*this, &GPS::Config::getCourseSource, &GPS::Config::setCourseSource));
 213
 214   aOwner->tie(aCfg, "cdi-max-deflection-nm", SGRawValuePointer<double>(&_cdiMaxDeflectionNm));
 215   aOwner->tie(aCfg, "drive-autopilot", SGRawValuePointer<bool>(&_driveAutopilot));
 216 }
 217
 218 const char*
 219 GPS::Config::getCourseSource() const
 220 {
 221   if (!_extCourseSource) {
 222     return "";
 223   }
 224
 225   return _extCourseSource->getPath(true);
 226 }
 227
 228 void
 229 GPS::Config::setCourseSource(const char* aPath)
 230 {
 231   SGPropertyNode* nd = fgGetNode(aPath, false);
 232   if (!nd) {
 233     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "couldn't find course source at:" << aPath);
 234     _extCourseSource = NULL;
 235   }
 236
 237   _extCourseSource = nd;
 238 }
 239
 240 double
 241 GPS::Config::getExternalCourse() const
 242 {
 243   if (!_extCourseSource) {
 244     return 0.0;
 245   }
 246
 247   return _extCourseSource->getDoubleValue();
 248 }
 249
 250 void
 251 GPS::Config::setExternalCourse(double aCourseDeg)
 252 {
 253   if (!_extCourseSource) {
 254     return;
 255   }
 256
 257   _extCourseSource->setDoubleValue(aCourseDeg);
 258 }
 259
 260 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 261
 262 GPS::GPS ( SGPropertyNode *node) :
 263   _selectedCourse(0.0),
 264   _dataValid(false),
 265   _lastPosValid(false),
 266   _mode("init"),
 267   _name(node->getStringValue("name", "gps")),
 268   _num(node->getIntValue("number", 0)),
 269   _computeTurnData(false),
 270   _anticipateTurn(false),
 271   _inTurn(false)
 272 {
 273   string branch = "/instrumentation/" + _name;
 274   _gpsNode = fgGetNode(branch.c_str(), _num, true );
 275   _scratchNode = _gpsNode->getChild("scratch", 0, true);
 276 }
 277
 278 GPS::~GPS ()
 279 {
 280 }
 281
 282 void
 283 GPS::init ()
 284 {
 285   _routeMgr = (FGRouteMgr*) globals->get_subsystem("route-manager");
 286   assert(_routeMgr);
 287
 288   _position.init("/position/longitude-deg", "/position/latitude-deg", "/position/altitude-ft");
 289   _magvar_node = fgGetNode("/environment/magnetic-variation-deg", true);
 290   _serviceable_node = _gpsNode->getChild("serviceable", 0, true);
 291   _serviceable_node->setBoolValue(true);
 292   _electrical_node = fgGetNode("/systems/electrical/outputs/gps", true);
 293
 294 // basic GPS outputs
 295   _raim_node = _gpsNode->getChild("raim", 0, true);
 296   _odometer_node = _gpsNode->getChild("odometer", 0, true);
 297   _trip_odometer_node = _gpsNode->getChild("trip-odometer", 0, true);
 298   _true_bug_error_node = _gpsNode->getChild("true-bug-error-deg", 0, true);
 299   _magnetic_bug_error_node = _gpsNode->getChild("magnetic-bug-error-deg", 0, true);
 300
 301 // waypoints
 302   SGPropertyNode *wp_node = _gpsNode->getChild("wp", 0, true);
 303   SGPropertyNode *wp1_node = wp_node->getChild("wp", 1, true);
 304
 305   // for compatability, alias selected course down to wp/wp[1]/desired-course-deg
 306   SGPropertyNode* wp1Crs = wp1_node->getChild("desired-course-deg", 0, true);
 307   wp1Crs->alias(_gpsNode->getChild("selected-course-deg"));
 308
 309 //    _true_wp1_bearing_error_node =
 310 //        wp1_node->getChild("true-bearing-error-deg", 0, true);
 311 //    _magnetic_wp1_bearing_error_node =
 312   //      wp1_node->getChild("magnetic-bearing-error-deg", 0, true);
 313
 314   _tracking_bug_node = _gpsNode->getChild("tracking-bug", 0, true);
 315
 316 // reference navid
 317   SGPropertyNode_ptr ref_navaid = _gpsNode->getChild("ref-navaid", 0, true);
 318   _ref_navaid_id_node = ref_navaid->getChild("id", 0, true);
 319   _ref_navaid_name_node = ref_navaid->getChild("name", 0, true);
 320   _ref_navaid_bearing_node = ref_navaid->getChild("bearing-deg", 0, true);
 321   _ref_navaid_frequency_node = ref_navaid->getChild("frequency-mhz", 0, true);
 322   _ref_navaid_distance_node = ref_navaid->getChild("distance-nm", 0, true);
 323   _ref_navaid_mag_bearing_node = ref_navaid->getChild("mag-bearing-deg", 0, true);
 324   _ref_navaid_elapsed = 0.0;
 325   _ref_navaid_set = false;
 326
 327 // route properties
 328   // should these move to the route manager?
 329   _routeDistanceNm = _gpsNode->getChild("route-distance-nm", 0, true);
 330   _routeETE = _gpsNode->getChild("ETE", 0, true);
 331   _routeEditedSignal = fgGetNode("/autopilot/route-manager/signals/edited", true);
 332   _routeFinishedSignal = fgGetNode("/autopilot/route-manager/signals/finished", true);
 333
 334 // add listener to various things
 335   _listener = new GPSListener(this);
 336   _route_current_wp_node = fgGetNode("/autopilot/route-manager/current-wp", true);
 337   _route_current_wp_node->addChangeListener(_listener);
 338   _route_active_node = fgGetNode("/autopilot/route-manager/active", true);
 339   _route_active_node->addChangeListener(_listener);
 340   _ref_navaid_id_node->addChangeListener(_listener);
 341   _routeEditedSignal->addChangeListener(_listener);
 342   _routeFinishedSignal->addChangeListener(_listener);
 343
 344 // navradio slaving properties
 345   SGPropertyNode* toFlag = _gpsNode->getChild("to-flag", 0, true);
 346   toFlag->alias(wp1_node->getChild("to-flag"));
 347
 348   SGPropertyNode* fromFlag = _gpsNode->getChild("from-flag", 0, true);
 349   fromFlag->alias(wp1_node->getChild("from-flag"));
 350
 351 // autopilot drive properties
 352   _apTrueHeading = fgGetNode("/autopilot/settings/true-heading-deg",true);
 353   _apTargetAltitudeFt = fgGetNode("/autopilot/settings/target-altitude-ft", true);
 354   _apAltitudeLock = fgGetNode("/autopilot/locks/altitude", true);
 355
 356 // realism prop[s]
 357   _realismSimpleGps = fgGetNode("/sim/realism/simple-gps", true);
 358   if (!_realismSimpleGps->hasValue()) {
 359     _realismSimpleGps->setBoolValue(true);
 360   }
 361
 362   // last thing, add the deprecated prop watcher
 363   new DeprecatedPropListener(_gpsNode);
 364
 365   clearOutput();
 366 }
 367
 368 void
 369 GPS::bind()
 370 {
 371   _config.bind(this, _gpsNode->getChild("config", 0, true));
 372 // basic GPS outputs
 373   tie(_gpsNode, "selected-course-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>
 374     (*this, &GPS::getSelectedCourse, NULL));
 375
 376
 377   tieSGGeodReadOnly(_gpsNode, _indicated_pos, "indicated-longitude-deg",
 378         "indicated-latitude-deg", "indicated-altitude-ft");
 379
 380   tie(_gpsNode, "indicated-vertical-speed", SGRawValueMethods<GPS, double>
 381     (*this, &GPS::getVerticalSpeed, NULL));
 382   tie(_gpsNode, "indicated-track-true-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>
 383     (*this, &GPS::getTrueTrack, NULL));
 384   tie(_gpsNode, "indicated-track-magnetic-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>
 385     (*this, &GPS::getMagTrack, NULL));
 386   tie(_gpsNode, "indicated-ground-speed-kt", SGRawValueMethods<GPS, double>
 387     (*this, &GPS::getGroundspeedKts, NULL));
 388
 389 // command system
 390   tie(_gpsNode, "mode", SGRawValueMethods<GPS, const char*>(*this, &GPS::getMode, NULL));
 391   tie(_gpsNode, "command", SGRawValueMethods<GPS, const char*>(*this, &GPS::getCommand, &GPS::setCommand));
 392
 393   tieSGGeod(_scratchNode, _scratchPos, "longitude-deg", "latitude-deg", "altitude-ft");
 394   tie(_scratchNode, "valid", SGRawValueMethods<GPS, bool>(*this, &GPS::getScratchValid, NULL));
 395   tie(_scratchNode, "distance-nm", SGRawValueMethods<GPS, double>(*this, &GPS::getScratchDistance, NULL));
 396   tie(_scratchNode, "true-bearing-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>(*this, &GPS::getScratchTrueBearing, NULL));
 397   tie(_scratchNode, "mag-bearing-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>(*this, &GPS::getScratchMagBearing, NULL));
 398   tie(_scratchNode, "has-next", SGRawValueMethods<GPS, bool>(*this, &GPS::getScratchHasNext, NULL));
 399   _scratchValid = false;
 400
 401 // waypoint data (including various historical things)
 402   SGPropertyNode *wp_node = _gpsNode->getChild("wp", 0, true);
 403   SGPropertyNode *wp0_node = wp_node->getChild("wp", 0, true);
 404   SGPropertyNode *wp1_node = wp_node->getChild("wp", 1, true);
 405
 406   tieSGGeodReadOnly(wp0_node, _wp0_position, "longitude-deg", "latitude-deg", "altitude-ft");
 407   tie(wp0_node, "ID", SGRawValueMethods<GPS, const char*>
 408     (*this, &GPS::getWP0Ident, NULL));
 409   tie(wp0_node, "name", SGRawValueMethods<GPS, const char*>
 410     (*this, &GPS::getWP0Name, NULL));
 411
 412   tieSGGeodReadOnly(wp1_node, _wp1_position, "longitude-deg", "latitude-deg", "altitude-ft");
 413   tie(wp1_node, "ID", SGRawValueMethods<GPS, const char*>
 414     (*this, &GPS::getWP1Ident, NULL));
 415   tie(wp1_node, "name", SGRawValueMethods<GPS, const char*>
 416     (*this, &GPS::getWP1Name, NULL));
 417
 418   tie(wp1_node, "distance-nm", SGRawValueMethods<GPS, double>
 419     (*this, &GPS::getWP1Distance, NULL));
 420   tie(wp1_node, "bearing-true-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>
 421     (*this, &GPS::getWP1Bearing, NULL));
 422   tie(wp1_node, "bearing-mag-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>
 423     (*this, &GPS::getWP1MagBearing, NULL));
 424   tie(wp1_node, "TTW-sec", SGRawValueMethods<GPS, double>
 425     (*this, &GPS::getWP1TTW, NULL));
 426   tie(wp1_node, "TTW", SGRawValueMethods<GPS, const char*>
 427     (*this, &GPS::getWP1TTWString, NULL));
 428
 429   tie(wp1_node, "course-deviation-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>
 430     (*this, &GPS::getWP1CourseDeviation, NULL));
 431   tie(wp1_node, "course-error-nm", SGRawValueMethods<GPS, double>
 432     (*this, &GPS::getWP1CourseErrorNm, NULL));
 433   tie(wp1_node, "to-flag", SGRawValueMethods<GPS, bool>
 434     (*this, &GPS::getWP1ToFlag, NULL));
 435   tie(wp1_node, "from-flag", SGRawValueMethods<GPS, bool>
 436     (*this, &GPS::getWP1FromFlag, NULL));
 437
 438 // leg properties (only valid in DTO/LEG modes, not OBS)
 439   tie(wp_node, "leg-distance-nm", SGRawValueMethods<GPS, double>(*this, &GPS::getLegDistance, NULL));
 440   tie(wp_node, "leg-true-course-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>(*this, &GPS::getLegCourse, NULL));
 441   tie(wp_node, "leg-mag-course-deg", SGRawValueMethods<GPS, double>(*this, &GPS::getLegMagCourse, NULL));
 442   tie(wp_node, "alt-dist-ratio", SGRawValueMethods<GPS, double>(*this, &GPS::getAltDistanceRatio, NULL));
 443
 444 // navradio slaving properties
 445   tie(_gpsNode, "cdi-deflection", SGRawValueMethods<GPS,double>
 446     (*this, &GPS::getCDIDeflection));
 447 }
 448
 449 void
 450 GPS::unbind()
 451 {
 452   for (unsigned int t=0; t<_tiedNodes.size(); ++t) {
 453     _tiedNodes[t]->untie();
 454   }
 455   _tiedNodes.clear();
 456 }
 457
 458 void
 459 GPS::clearOutput()
 460 {
 461   _dataValid = false;
 462   _last_speed_kts = 0.0;
 463   _last_pos = SGGeod();
 464   _lastPosValid = false;
 465   _indicated_pos = SGGeod();
 466   _last_vertical_speed = 0.0;
 467   _last_true_track = 0.0;
 468
 469   _raim_node->setDoubleValue(0.0);
 470   _indicated_pos = SGGeod();
 471   _wp1DistanceM = 0.0;
 472   _wp1TrueBearing = 0.0;
 473   _wp1_position = SGGeod();
 474   _odometer_node->setDoubleValue(0);
 475   _trip_odometer_node->setDoubleValue(0);
 476   _tracking_bug_node->setDoubleValue(0);
 477   _true_bug_error_node->setDoubleValue(0);
 478   _magnetic_bug_error_node->setDoubleValue(0);
 479 }
 480
 481 void
 482 GPS::update (double delta_time_sec)
 483 {
 484   if (!_realismSimpleGps->getBoolValue()) {
 485     // If it's off, don't bother.
 486     if (!_serviceable_node->getBoolValue() || !_electrical_node->getBoolValue()) {
 487       clearOutput();
 488       return;
 489     }
 490   }
 491
 492   if (delta_time_sec <= 0.0) {
 493     return; // paused, don't bother
 494   }
 495     // TODO: Add noise and other errors.
 496 /*
 497
 498     // Bias and random error
 499     double random_factor = sg_random();
 500     double random_error = 1.4;
 501     double error_radius = 5.1;
 502     double bias_max_radius = 5.1;
 503     double random_max_radius = 1.4;
 504
 505     bias_length += (random_factor-0.5) * 1.0e-3;
 506     if (bias_length <= 0.0) bias_length = 0.0;
 507     else if (bias_length >= bias_max_radius) bias_length = bias_max_radius;
 508     bias_angle  += (random_factor-0.5) * 1.0e-3;
 509     if (bias_angle <= 0.0) bias_angle = 0.0;
 510     else if (bias_angle >= 360.0) bias_angle = 360.0;
 511
 512     double random_length = random_factor * random_max_radius;
 513     double random_angle = random_factor * 360.0;
 514
 515     double bias_x = bias_length * cos(bias_angle * SG_PI / 180.0);
 516     double bias_y = bias_length * sin(bias_angle * SG_PI / 180.0);
 517     double random_x = random_length * cos(random_angle * SG_PI / 180.0);
 518     double random_y = random_length * sin(random_angle * SG_PI / 180.0);
 519     double error_x = bias_x + random_x;
 520     double error_y = bias_y + random_y;
 521     double error_length = sqrt(error_x*error_x + error_y*error_y);
 522     double error_angle = atan(error_y / error_x) * 180.0 / SG_PI;
 523
 524     double lat2;
 525     double lon2;
 526     double az2;
 527     geo_direct_wgs_84 ( altitude_m, latitude_deg,
 528                         longitude_deg, error_angle,
 529                         error_length, &lat2, &lon2,
 530                         &az2 );
 531     //cout << lat2 << " " << lon2 << endl;
 532     printf("%f %f \n", bias_length, bias_angle);
 533     printf("%3.7f %3.7f \n", lat2, lon2);
 534     printf("%f %f \n", error_length, error_angle);
 535
 536 */
 537   _raim_node->setDoubleValue(1.0);
 538   _indicated_pos = _position.get();
 539   updateBasicData(delta_time_sec);
 540
 541   if (_dataValid) {
 542     if (_mode == "obs") {
 543       _selectedCourse = _config.getExternalCourse();
 544     } else {
 545       updateTurn();
 546     }
 547
 548     updateWaypoints();
 549     updateTrackingBug();
 550     updateReferenceNavaid(delta_time_sec);
 551     updateRouteData();
 552     driveAutopilot();
 553   }
 554
 555   if (_dataValid && (_mode == "init")) {
 556     // allow a realistic delay in the future, here
 557     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS initialisation complete");
 558
 559     _selectedCourse = _config.getExternalCourse();
 560
 561     if (_route_active_node->getBoolValue()) {
 562       // GPS init with active route
 563       SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS init with active route");
 564       selectLegMode();
 565     } else {
 566       // initialise in OBS mode, with waypt set to the nearest airport.
 567       // keep in mind at this point, _dataValid is not set
 568
 569       auto_ptr<FGPositioned::Filter> f(createFilter(FGPositioned::AIRPORT));
 570       FGPositionedRef apt = FGPositioned::findClosest(_position.get(), 20.0, f.get());
 571       if (apt) {
 572         setScratchFromPositioned(apt, 0);
 573         selectOBSMode();
 574       }
 575     }
 576   } // of init mode check
 577
 578   _last_pos = _indicated_pos;
 579   _lastPosValid = true;
 580 }
 581
 582 void
 583 GPS::updateBasicData(double dt)
 584 {
 585   if (!_lastPosValid) {
 586     return;
 587   }
 588
 589   double distance_m;
 590   double track2_deg;
 591   SGGeodesy::inverse(_last_pos, _indicated_pos, _last_true_track, track2_deg, distance_m );
 592
 593   double speed_kt = ((distance_m * SG_METER_TO_NM) * ((1 / dt) * 3600.0));
 594   double vertical_speed_mpm = ((_indicated_pos.getElevationM() - _last_pos.getElevationM()) * 60 / dt);
 595   _last_vertical_speed = vertical_speed_mpm * SG_METER_TO_FEET;
 596
 597   speed_kt = fgGetLowPass(_last_speed_kts, speed_kt, dt/20.0);
 598   _last_speed_kts = speed_kt;
 599
 600   double odometer = _odometer_node->getDoubleValue();
 601   _odometer_node->setDoubleValue(odometer + distance_m * SG_METER_TO_NM);
 602   odometer = _trip_odometer_node->getDoubleValue();
 603   _trip_odometer_node->setDoubleValue(odometer + distance_m * SG_METER_TO_NM);
 604
 605   if (!_dataValid) {
 606     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS setting data valid");
 607     _dataValid = true;
 608   }
 609 }
 610
 611 void
 612 GPS::updateTrackingBug()
 613 {
 614   double tracking_bug = _tracking_bug_node->getDoubleValue();
 615   double true_bug_error = tracking_bug - getTrueTrack();
 616   double magnetic_bug_error = tracking_bug - getMagTrack();
 617
 618   // Get the errors into the (-180,180) range.
 619   SG_NORMALIZE_RANGE(true_bug_error, -180.0, 180.0);
 620   SG_NORMALIZE_RANGE(magnetic_bug_error, -180.0, 180.0);
 621
 622   _true_bug_error_node->setDoubleValue(true_bug_error);
 623   _magnetic_bug_error_node->setDoubleValue(magnetic_bug_error);
 624 }
 625
 626 void
 627 GPS::updateWaypoints()
 628 {
 629   double az2;
 630   SGGeodesy::inverse(_indicated_pos, _wp1_position, _wp1TrueBearing, az2,_wp1DistanceM);
 631 }
 632
 633 void GPS::updateReferenceNavaid(double dt)
 634 {
 635   if (!_ref_navaid_set) {
 636     _ref_navaid_elapsed += dt;
 637     if (_ref_navaid_elapsed > 5.0) {
 638       _ref_navaid_elapsed = 0.0;
 639
 640       FGPositioned::TypeFilter vorFilter(FGPositioned::VOR);
 641       FGPositionedRef nav = FGPositioned::findClosest(_indicated_pos, 400.0, &vorFilter);
 642       if (!nav) {
 643         SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS couldn't find a reference navid");
 644         _ref_navaid_id_node->setStringValue("");
 645         _ref_navaid_name_node->setStringValue("");
 646         _ref_navaid_bearing_node->setDoubleValue(0.0);
 647         _ref_navaid_mag_bearing_node->setDoubleValue(0.0);
 648         _ref_navaid_distance_node->setDoubleValue(0.0);
 649         _ref_navaid_frequency_node->setStringValue("");
 650       } else if (nav != _ref_navaid) {
 651         SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS code selected new ref-navaid:" << nav->ident());
 652         _listener->setGuard(true);
 653         _ref_navaid_id_node->setStringValue(nav->ident().c_str());
 654         _ref_navaid_name_node->setStringValue(nav->name().c_str());
 655         FGNavRecord* vor = (FGNavRecord*) nav.ptr();
 656         _ref_navaid_frequency_node->setDoubleValue(vor->get_freq() / 100.0);
 657         _listener->setGuard(false);
 658         tuneNavRadios();
 659       } else {
 660         // SG_LOG(SG_INSTR, SG_ALERT, "matched existing");
 661       }
 662
 663       _ref_navaid = nav;
 664     }
 665   }
 666
 667   if (_ref_navaid) {
 668     double trueCourse, distanceM, az2;
 669     SGGeodesy::inverse(_indicated_pos, _ref_navaid->geod(), trueCourse, az2, distanceM);
 670     _ref_navaid_distance_node->setDoubleValue(distanceM * SG_METER_TO_NM);
 671     _ref_navaid_bearing_node->setDoubleValue(trueCourse);
 672     _ref_navaid_mag_bearing_node->setDoubleValue(trueCourse - _magvar_node->getDoubleValue());
 673   }
 674 }
 675
 676 void GPS::referenceNavaidSet(const std::string& aNavaid)
 677 {
 678   _ref_navaid = NULL;
 679   // allow setting an empty string to restore normal nearest-vor selection
 680   if (aNavaid.size() > 0) {
 681     FGPositioned::TypeFilter vorFilter(FGPositioned::VOR);
 682     _ref_navaid = FGPositioned::findClosestWithIdent(aNavaid,
 683       _position.get(), &vorFilter);
 684
 685     if (!_ref_navaid) {
 686       SG_LOG(SG_INSTR, SG_ALERT, "GPS: unknown ref navaid:" << aNavaid);
 687     }
 688   }
 689
 690   if (_ref_navaid) {
 691     _ref_navaid_set = true;
 692     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS code set explict ref-navaid:" << _ref_navaid->ident());
 693     _ref_navaid_id_node->setStringValue(_ref_navaid->ident().c_str());
 694     _ref_navaid_name_node->setStringValue(_ref_navaid->name().c_str());
 695     FGNavRecord* vor = (FGNavRecord*) _ref_navaid.ptr();
 696     _ref_navaid_frequency_node->setDoubleValue(vor->get_freq() / 100.0);
 697     tuneNavRadios();
 698   } else {
 699     _ref_navaid_set = false;
 700     _ref_navaid_elapsed = 9999.0; // update next tick
 701   }
 702 }
 703
 704 void GPS::tuneNavRadios()
 705 {
 706   if (!_ref_navaid || !_config.tuneNavRadioToRefVor()) {
 707     return;
 708   }
 709
 710   SGPropertyNode_ptr navRadio1 = fgGetNode("/instrumentation/nav", false);
 711   if (!navRadio1) {
 712     return;
 713   }
 714
 715   FGNavRecord* vor = (FGNavRecord*) _ref_navaid.ptr();
 716   SGPropertyNode_ptr freqs = navRadio1->getChild("frequencies");
 717   freqs->setDoubleValue("selected-mhz", vor->get_freq() / 100.0);
 718 }
 719
 720 void GPS::routeActivated()
 721 {
 722   if (_route_active_node->getBoolValue()) {
 723     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS::route activated, switching to LEG mode");
 724     selectLegMode();
 725
 726     // if we've already passed the current waypoint, sequence.
 727     if (_dataValid && getWP1FromFlag()) {
 728       SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS::route activated, FROM wp1, sequencing");
 729       _routeMgr->sequence();
 730     }
 731   } else if (_mode == "leg") {
 732     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS::route deactivated, switching to OBS mode");
 733     selectOBSMode();
 734   }
 735 }
 736
 737 void GPS::routeManagerSequenced()
 738 {
 739   if (_mode != "leg") {
 740     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS ignoring route sequencing, not in LEG mode");
 741     return;
 742   }
 743
 744   int index = _routeMgr->currentWaypoint(),
 745     count = _routeMgr->size();
 746   if ((index < 0) || (index >= count)) {
 747     SG_LOG(SG_INSTR, SG_ALERT, "GPS: malformed route, index=" << index);
 748     return;
 749   }
 750
 751   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS waypoint index is now " << index);
 752
 753   if (index > 0) {
 754     SGWayPoint wp0(_routeMgr->get_waypoint(index - 1));
 755     _wp0Ident = wp0.get_id();
 756     _wp0Name = wp0.get_name();
 757     _wp0_position = wp0.get_target();
 758
 759   }
 760
 761   SGWayPoint wp1(_routeMgr->get_waypoint(index));
 762   _wp1Ident = wp1.get_id();
 763   _wp1Name = wp1.get_name();
 764   _wp1_position = wp1.get_target();
 765
 766   _selectedCourse = getLegMagCourse();
 767   wp1Changed();
 768 }
 769
 770 void GPS::routeEdited()
 771 {
 772   if (_mode != "leg") {
 773     return;
 774   }
 775
 776   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS route edited while in LEG mode, updating waypoints");
 777   routeManagerSequenced();
 778 }
 779
 780 void GPS::routeFinished()
 781 {
 782   if (_mode != "leg") {
 783     return;
 784   }
 785
 786   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS route finished, reverting to OBS");
 787   _mode = "obs";
 788   _wp0_position = _indicated_pos;
 789   wp1Changed();
 790 }
 791
 792 void GPS::updateTurn()
 793 {
 794   bool printProgress = false;
 795
 796   if (_computeTurnData) {
 797     if (_last_speed_kts < 60) {
 798       // need valid leg course and sensible ground speed to compute the turn
 799       return;
 800     }
 801
 802     computeTurnData();
 803     printProgress = true;
 804   }
 805
 806   if (!_anticipateTurn) {
 807     updateOverflight();
 808     return;
 809   }
 810
 811   updateTurnData();
 812   // find bearing to turn centre
 813   double bearing, az2, distanceM;
 814   SGGeodesy::inverse(_indicated_pos, _turnCentre, bearing, az2, distanceM);
 815   double progress = computeTurnProgress(bearing);
 816
 817   if (printProgress) {
 818     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO,"turn progress=" << progress);
 819   }
 820
 821   if (!_inTurn && (progress > 0.0)) {
 822     beginTurn();
 823   }
 824
 825   if (_inTurn && !_turnSequenced && (progress > 0.5)) {
 826     _turnSequenced = true;
 827      SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "turn passed midpoint, sequencing");
 828      _routeMgr->sequence();
 829   }
 830
 831   if (_inTurn && (progress >= 1.0)) {
 832     endTurn();
 833   }
 834
 835   if (_inTurn) {
 836     // drive deviation and desired course
 837     double desiredCourse = bearing - copysign(90, _turnAngle);
 838     SG_NORMALIZE_RANGE(desiredCourse, 0.0, 360.0);
 839     double deviationNm = (distanceM * SG_METER_TO_NM) - _turnRadius;
 840     double deviationDeg = desiredCourse - getMagTrack();
 841     deviationNm = copysign(deviationNm, deviationDeg);
 842     // FXIME
 843     //_wp1_course_deviation_node->setDoubleValue(deviationDeg);
 844     //_wp1_course_error_nm_node->setDoubleValue(deviationNm);
 845     //_cdiDeflectionNode->setDoubleValue(deviationDeg);
 846   }
 847 }
 848
 849 void GPS::updateOverflight()
 850 {
 851   if ((_wp1DistanceM * SG_METER_TO_NM) > _config.overflightArmDistanceNm()) {
 852     return;
 853   }
 854
 855   if (getWP1ToFlag()) {
 856     return; // still heading towards the WP
 857   }
 858
 859   if (_mode == "dto") {
 860     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS DTO reached destination point");
 861
 862     // check for wp1 being on active route - resume leg mode
 863     if (_routeMgr->isRouteActive()) {
 864       int index = _routeMgr->findWaypoint(_wp1_position);
 865       if (index >= 0) {
 866         SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS DTO, resuming LEG mode at wp:" << index);
 867         _mode = "leg";
 868         _routeMgr->jumpToIndex(index);
 869       }
 870     }
 871   } else if (_mode == "leg") {
 872     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS doing overflight sequencing");
 873     _routeMgr->sequence();
 874   } else if (_mode == "obs") {
 875     // nothing to do here, TO/FROM will update but that's fine
 876   }
 877
 878   _computeTurnData = true;
 879 }
 880
 881 void GPS::beginTurn()
 882 {
 883   _inTurn = true;
 884   _turnSequenced = false;
 885   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "begining turn");
 886 }
 887
 888 void GPS::endTurn()
 889 {
 890   _inTurn = false;
 891   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "ending turn");
 892   _computeTurnData = true;
 893 }
 894
 895 double GPS::computeTurnProgress(double aBearing) const
 896 {
 897   double startBearing = _turnStartBearing + copysign(90, _turnAngle);
 898   return (aBearing - startBearing) / _turnAngle;
 899 }
 900
 901 void GPS::computeTurnData()
 902 {
 903   _computeTurnData = false;
 904   if (_mode != "leg") { // and approach modes in the future
 905     _anticipateTurn = false;
 906     return;
 907   }
 908
 909   int curIndex = _routeMgr->currentWaypoint();
 910   if ((curIndex + 1) >= _routeMgr->size()) {
 911     _anticipateTurn = false;
 912     return;
 913   }
 914
 915   if (!_config.turnAnticipationEnabled()) {
 916     _anticipateTurn = false;
 917     return;
 918   }
 919
 920   _turnStartBearing = _selectedCourse;
 921 // compute next leg course
 922   SGWayPoint wp1(_routeMgr->get_waypoint(curIndex)),
 923     wp2(_routeMgr->get_waypoint(curIndex + 1));
 924   double crs, dist;
 925   wp2.CourseAndDistance(wp1, &crs, &dist);
 926
 927
 928 // compute offset bearing
 929   _turnAngle = crs - _turnStartBearing;
 930   SG_NORMALIZE_RANGE(_turnAngle, -180.0, 180.0);
 931   double median = _turnStartBearing + (_turnAngle * 0.5);
 932   double offsetBearing = median + copysign(90, _turnAngle);
 933   SG_NORMALIZE_RANGE(offsetBearing, 0.0, 360.0);
 934
 935   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS computeTurnData: in=" << _turnStartBearing <<
 936     ", out=" << crs << "; turnAngle=" << _turnAngle << ", median=" << median
 937     << ", offset=" << offsetBearing);
 938
 939   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "next leg is now:" << wp1.get_id() << "->" << wp2.get_id());
 940
 941   _turnPt = _wp1_position;
 942   _anticipateTurn = true;
 943 }
 944
 945 void GPS::updateTurnData()
 946 {
 947   // depends on ground speed, so needs to be updated per-frame
 948   _turnRadius = computeTurnRadiusNm(_last_speed_kts);
 949
 950   // compute the turn centre, based on the turn radius.
 951   // key thing is to understand that we're working a right-angle triangle,
 952   // where the right-angle is the point we start the turn. From that point,
 953   // one side is the inbound course to the turn pt, and the other is the
 954   // perpendicular line, of length 'r', to the turn centre.
 955   // the triangle's hypotenuse, which we need to find, is the distance from the
 956   // turn pt to the turn center (in the direction of the offset bearing)
 957   // note that d - _turnRadius tell us how much we're 'cutting' the corner.
 958
 959   double halfTurnAngle = fabs(_turnAngle * 0.5) * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
 960   double d = _turnRadius / cos(halfTurnAngle);
 961
 962  // SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "turnRadius=" << _turnRadius << ", d=" << d
 963  //   << " (cut distance=" << d - _turnRadius << ")");
 964
 965   double median = _turnStartBearing + (_turnAngle * 0.5);
 966   double offsetBearing = median + copysign(90, _turnAngle);
 967   SG_NORMALIZE_RANGE(offsetBearing, 0.0, 360.0);
 968
 969   double az2;
 970   SGGeodesy::direct(_turnPt, offsetBearing, d * SG_NM_TO_METER, _turnCentre, az2);
 971 }
 972
 973 double GPS::computeTurnRadiusNm(double aGroundSpeedKts) const
 974 {
 975         // turn time is seconds to execute a 360 turn.
 976   double turnTime = 360.0 / _config.turnRateDegSec();
 977
 978   // c is ground distance covered in that time (circumference of the circle)
 979         double c = turnTime * (aGroundSpeedKts / 3600.0); // convert knts to nm/sec
 980
 981   // divide by 2PI to go from circumference -> radius
 982         return c / (2 * M_PI);
 983 }
 984
 985 void GPS::updateRouteData()
 986 {
 987   double totalDistance = _wp1DistanceM * SG_METER_TO_NM;
 988   // walk all waypoints from wp2 to route end, and sum
 989   for (int i=_routeMgr->currentWaypoint()+1; i<_routeMgr->size(); ++i) {
 990     totalDistance += _routeMgr->get_waypoint(i).get_distance();
 991   }
 992
 993   _routeDistanceNm->setDoubleValue(totalDistance * SG_METER_TO_NM);
 994   if (_last_speed_kts > 1.0) {
 995     double TTW = ((totalDistance * SG_METER_TO_NM) / _last_speed_kts) * 3600.0;
 996     _routeETE->setStringValue(makeTTWString(TTW));
 997   }
 998 }
 999
1000 void GPS::driveAutopilot()
1001 {
1002   if (!_config.driveAutopilot() || !_realismSimpleGps->getBoolValue()) {
1003     return;
1004   }
1005
1006   // compatability feature - allow the route-manager / GPS to drive the
1007   // generic autopilot heading hold *in leg mode only*
1008   if (_mode == "leg") {
1009     // FIXME: we want to set desired track, not heading, here
1010     _apTrueHeading->setDoubleValue(getWP1Bearing());
1011   }
1012 }
1013
1014 void GPS::wp1Changed()
1015 {
1016   // update external HSI/CDI/NavDisplay/PFD/etc
1017   _config.setExternalCourse(getLegMagCourse());
1018
1019   if (!_config.driveAutopilot()) {
1020     return;
1021   }
1022
1023   double altFt = _wp1_position.getElevationFt();
1024   if (altFt > -9990.0) {
1025     _apTargetAltitudeFt->setDoubleValue(altFt);
1026   }
1027 }
1028
1029 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1030 // property getter/setters
1031
1032 double GPS::getLegDistance() const
1033 {
1034   if (!_dataValid || (_mode == "obs")) {
1035     return -1;
1036   }
1037
1038   return SGGeodesy::distanceNm(_wp0_position, _wp1_position);
1039 }
1040
1041 double GPS::getLegCourse() const
1042 {
1043   if (!_dataValid) {
1044     return -9999.0;
1045   }
1046
1047   return SGGeodesy::courseDeg(_wp0_position, _wp1_position);
1048 }
1049
1050 double GPS::getLegMagCourse() const
1051 {
1052   if (!_dataValid) {
1053     return 0.0;
1054   }
1055
1056   double m = getLegCourse() - _magvar_node->getDoubleValue();
1057   SG_NORMALIZE_RANGE(m, 0.0, 360.0);
1058   return m;
1059 }
1060
1061 double GPS::getAltDistanceRatio() const
1062 {
1063   if (!_dataValid || (_mode == "obs")) {
1064     return 0.0;
1065   }
1066
1067   double dist = SGGeodesy::distanceM(_wp0_position, _wp1_position);
1068   if ( dist <= 0.0 ) {
1069     return 0.0;
1070   }
1071
1072   double alt_difference_m = _wp0_position.getElevationM() - _wp1_position.getElevationM();
1073   return alt_difference_m / dist;
1074 }
1075
1076 double GPS::getMagTrack() const
1077 {
1078   if (!_dataValid) {
1079     return 0.0;
1080   }
1081
1082   double m = getTrueTrack() - _magvar_node->getDoubleValue();
1083   SG_NORMALIZE_RANGE(m, 0.0, 360.0);
1084   return m;
1085 }
1086
1087 double GPS::getCDIDeflection() const
1088 {
1089   if (!_dataValid) {
1090     return 0.0;
1091   }
1092
1093   double defl;
1094   if (_config.cdiDeflectionIsAngular()) {
1095     defl = getWP1CourseDeviation();
1096     SG_CLAMP_RANGE(defl, -10.0, 10.0); // as in navradio.cxx
1097   } else {
1098     double fullScale = _config.cdiDeflectionLinearPeg();
1099     double normError = getWP1CourseErrorNm() / fullScale;
1100     SG_CLAMP_RANGE(normError, -1.0, 1.0);
1101     defl = normError * 10.0; // re-scale to navradio limits, i.e [-10.0 .. 10.0]
1102   }
1103
1104   return defl;
1105 }
1106
1107 const char* GPS::getWP0Ident() const
1108 {
1109   if (!_dataValid || (_mode != "leg")) {
1110     return "";
1111   }
1112
1113   return _wp0Ident.c_str();
1114 }
1115
1116 const char* GPS::getWP0Name() const
1117 {
1118   if (!_dataValid || (_mode != "leg")) {
1119     return "";
1120   }
1121
1122   return _wp0Name.c_str();
1123 }
1124
1125 const char* GPS::getWP1Ident() const
1126 {
1127   if (!_dataValid) {
1128     return "";
1129   }
1130
1131   return _wp1Ident.c_str();
1132 }
1133
1134 const char* GPS::getWP1Name() const
1135 {
1136   if (!_dataValid) {
1137     return "";
1138   }
1139
1140   return _wp1Name.c_str();
1141 }
1142
1143 double GPS::getWP1Distance() const
1144 {
1145   if (!_dataValid) {
1146     return -1.0;
1147   }
1148
1149   return _wp1DistanceM * SG_METER_TO_NM;
1150 }
1151
1152 double GPS::getWP1TTW() const
1153 {
1154   if (!_dataValid) {
1155     return -1.0;
1156   }
1157
1158   if (_last_speed_kts < 1.0) {
1159     return -1.0;
1160   }
1161
1162   return (getWP1Distance() / _last_speed_kts) * 3600.0;
1163 }
1164
1165 const char* GPS::getWP1TTWString() const
1166 {
1167   if (!_dataValid) {
1168     return "";
1169   }
1170
1171   return makeTTWString(getWP1TTW());
1172 }
1173
1174 double GPS::getWP1Bearing() const
1175 {
1176   if (!_dataValid) {
1177     return -9999.0;
1178   }
1179
1180   return _wp1TrueBearing;
1181 }
1182
1183 double GPS::getWP1MagBearing() const
1184 {
1185   if (!_dataValid) {
1186     return -9999.0;
1187   }
1188
1189   return _wp1TrueBearing - _magvar_node->getDoubleValue();
1190 }
1191
1192 double GPS::getWP1CourseDeviation() const
1193 {
1194   if (!_dataValid) {
1195     return 0.0;
1196   }
1197
1198   double dev = getWP1MagBearing() - _selectedCourse;
1199   SG_NORMALIZE_RANGE(dev, -180.0, 180.0);
1200
1201   if (fabs(dev) > 90.0) {
1202     // When the course is away from the waypoint,
1203     // it makes sense to change the sign of the deviation.
1204     dev *= -1.0;
1205     SG_NORMALIZE_RANGE(dev, -90.0, 90.0);
1206   }
1207
1208   return dev;
1209 }
1210
1211 double GPS::getWP1CourseErrorNm() const
1212 {
1213   if (!_dataValid) {
1214     return 0.0;
1215   }
1216
1217   double radDev = getWP1CourseDeviation() * SG_DEGREES_TO_RADIANS;
1218   double course_error_m = sin(radDev) * _wp1DistanceM;
1219   return course_error_m * SG_METER_TO_NM;
1220 }
1221
1222 bool GPS::getWP1ToFlag() const
1223 {
1224   if (!_dataValid) {
1225     return false;
1226   }
1227
1228   double dev = getWP1MagBearing() - _selectedCourse;
1229   SG_NORMALIZE_RANGE(dev, -180.0, 180.0);
1230
1231   return (fabs(dev) < 90.0);
1232 }
1233
1234 bool GPS::getWP1FromFlag() const
1235 {
1236   if (!_dataValid) {
1237     return false;
1238   }
1239
1240   return !getWP1ToFlag();
1241 }
1242
1243 double GPS::getScratchDistance() const
1244 {
1245   if (!_scratchValid) {
1246     return 0.0;
1247   }
1248
1249   return SGGeodesy::distanceNm(_indicated_pos, _scratchPos);
1250 }
1251
1252 double GPS::getScratchTrueBearing() const
1253 {
1254   if (!_scratchValid) {
1255     return 0.0;
1256   }
1257
1258   return SGGeodesy::courseDeg(_indicated_pos, _scratchPos);
1259 }
1260
1261 double GPS::getScratchMagBearing() const
1262 {
1263   if (!_scratchValid) {
1264     return 0.0;
1265   }
1266
1267   double crs = getScratchTrueBearing() - _magvar_node->getDoubleValue();
1268   SG_NORMALIZE_RANGE(crs, 0.0, 360.0);
1269   return crs;
1270 }
1271
1272 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1273 // command / scratch / search system
1274
1275 void GPS::setCommand(const char* aCmd)
1276 {
1277   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS command:" << aCmd);
1278
1279   if (!strcmp(aCmd, "direct")) {
1280     directTo();
1281   } else if (!strcmp(aCmd, "obs")) {
1282     selectOBSMode();
1283   } else if (!strcmp(aCmd, "leg")) {
1284     selectLegMode();
1285   } else if (!strcmp(aCmd, "load-route-wpt")) {
1286     loadRouteWaypoint();
1287   } else if (!strcmp(aCmd, "nearest")) {
1288     loadNearest();
1289   } else if (!strcmp(aCmd, "search")) {
1290     _searchNames = false;
1291     search();
1292   } else if (!strcmp(aCmd, "search-names")) {
1293     _searchNames = true;
1294     search();
1295   } else if (!strcmp(aCmd, "next")) {
1296     nextResult();
1297   } else if (!strcmp(aCmd, "previous")) {
1298     previousResult();
1299   } else if (!strcmp(aCmd, "define-user-wpt")) {
1300     defineWaypoint();
1301   } else if (!strcmp(aCmd, "route-insert-before")) {
1302     int index = _scratchNode->getIntValue("index");
1303     if (index < 0 || (_routeMgr->size() == 0)) {
1304       index = _routeMgr->size();
1305     } else if (index >= _routeMgr->size()) {
1306       SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:route-insert-before, bad index:" << index);
1307       return;
1308     }
1309
1310     insertWaypointAtIndex(index);
1311   } else if (!strcmp(aCmd, "route-insert-after")) {
1312     int index = _scratchNode->getIntValue("index");
1313     if (index < 0 || (_routeMgr->size() == 0)) {
1314       index = _routeMgr->size();
1315     } else if (index >= _routeMgr->size()) {
1316       SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:route-insert-after, bad index:" << index);
1317       return;
1318     } else {
1319       ++index;
1320     }
1321
1322     insertWaypointAtIndex(index);
1323   } else if (!strcmp(aCmd, "route-delete")) {
1324     int index = _scratchNode->getIntValue("index");
1325     if (index < 0) {
1326       index = _routeMgr->size();
1327     } else if (index >= _routeMgr->size()) {
1328       SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:route-delete, bad index:" << index);
1329       return;
1330     }
1331
1332     removeWaypointAtIndex(index);
1333   } else {
1334     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:unrecognized command:" << aCmd);
1335   }
1336 }
1337
1338 void GPS::clearScratch()
1339 {
1340   _scratchPos = SGGeod::fromDegFt(-9999.0, -9999.0, -9999.0);
1341   _scratchValid = false;
1342   _scratchNode->setStringValue("type", "");
1343   _scratchNode->setStringValue("query", "");
1344 }
1345
1346 bool GPS::isScratchPositionValid() const
1347 {
1348   if ((_scratchPos.getLongitudeDeg() < -9990.0) ||
1349       (_scratchPos.getLatitudeDeg() < -9990.0)) {
1350    return false;
1351   }
1352
1353   return true;
1354 }
1355
1356 void GPS::directTo()
1357 {
1358   if (!isScratchPositionValid()) {
1359     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "invalid DTO lat/lon");
1360     return;
1361   }
1362
1363   _wp0_position = _indicated_pos;
1364   _wp1Ident = _scratchNode->getStringValue("ident");
1365   _wp1Name = _scratchNode->getStringValue("name");
1366   _wp1_position = _scratchPos;
1367
1368   _mode = "dto";
1369   _selectedCourse = getLegMagCourse();
1370   clearScratch();
1371
1372   wp1Changed();
1373 }
1374
1375 void GPS::loadRouteWaypoint()
1376 {
1377   _scratchValid = false;
1378 //  if (!_routeMgr->isRouteActive()) {
1379 //    SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:loadWaypoint: no active route");
1380 //    return;
1381 //  }
1382
1383   int index = _scratchNode->getIntValue("index", -9999);
1384   clearScratch();
1385
1386   if ((index < 0) || (index >= _routeMgr->size())) { // no index supplied, use current wp
1387     index = _routeMgr->currentWaypoint();
1388   }
1389
1390   _searchIsRoute = true;
1391   setScratchFromRouteWaypoint(index);
1392 }
1393
1394 void GPS::setScratchFromRouteWaypoint(int aIndex)
1395 {
1396   assert(_searchIsRoute);
1397   if ((aIndex < 0) || (aIndex >= _routeMgr->size())) {
1398     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:setScratchFromRouteWaypoint: route-index out of bounds");
1399     return;
1400   }
1401
1402   _searchResultIndex = aIndex;
1403   SGWayPoint wp(_routeMgr->get_waypoint(aIndex));
1404   _scratchNode->setStringValue("name", wp.get_name());
1405   _scratchNode->setStringValue("ident", wp.get_id());
1406   _scratchPos = wp.get_target();
1407   _scratchValid = true;
1408   _scratchNode->setDoubleValue("course", wp.get_track());
1409   _scratchNode->setIntValue("index", aIndex);
1410
1411   int lastResult = _routeMgr->size() - 1;
1412   _searchHasNext = (_searchResultIndex < lastResult);
1413 }
1414
1415 void GPS::loadNearest()
1416 {
1417   string sty(_scratchNode->getStringValue("type"));
1418   FGPositioned::Type ty = FGPositioned::typeFromName(sty);
1419   if (ty == FGPositioned::INVALID) {
1420     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:loadNearest: request type is invalid:" << sty);
1421     return;
1422   }
1423
1424   auto_ptr<FGPositioned::Filter> f(createFilter(ty));
1425   int limitCount = _scratchNode->getIntValue("max-results", 1);
1426   double cutoffDistance = _scratchNode->getDoubleValue("cutoff-nm", 400.0);
1427
1428   SGGeod searchPos = _indicated_pos;
1429   if (isScratchPositionValid()) {
1430     searchPos = _scratchPos;
1431   }
1432
1433   clearScratch(); // clear now, regardless of whether we find a match or not
1434
1435   _searchResults =
1436     FGPositioned::findClosestN(searchPos, limitCount, cutoffDistance, f.get());
1437   _searchResultsCached = true;
1438   _searchResultIndex = 0;
1439   _searchIsRoute = false;
1440   _searchHasNext = false;
1441
1442   if (_searchResults.empty()) {
1443     SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS:loadNearest: no matches at all");
1444     return;
1445   }
1446
1447   _searchHasNext = (_searchResults.size() > 1);
1448   setScratchFromCachedSearchResult();
1449 }
1450
1451 bool GPS::SearchFilter::pass(FGPositioned* aPos) const
1452 {
1453   switch (aPos->type()) {
1454   case FGPositioned::AIRPORT:
1455   // heliport and seaport too?
1456   case FGPositioned::VOR:
1457   case FGPositioned::NDB:
1458   case FGPositioned::FIX:
1459   case FGPositioned::TACAN:
1460   case FGPositioned::WAYPOINT:
1461     return true;
1462   default:
1463     return false;
1464   }
1465 }
1466
1467 FGPositioned::Type GPS::SearchFilter::minType() const
1468 {
1469   return FGPositioned::AIRPORT;
1470 }
1471
1472 FGPositioned::Type GPS::SearchFilter::maxType() const
1473 {
1474   return FGPositioned::WAYPOINT;
1475 }
1476
1477 FGPositioned::Filter* GPS::createFilter(FGPositioned::Type aTy)
1478 {
1479   if (aTy == FGPositioned::AIRPORT) {
1480     return new FGAirport::HardSurfaceFilter(_config.minRunwayLengthFt());
1481   }
1482
1483   // if we were passed INVALID, assume it means 'all types interesting to a GPS'
1484   if (aTy == FGPositioned::INVALID) {
1485     return new SearchFilter;
1486   }
1487
1488   return new FGPositioned::TypeFilter(aTy);
1489 }
1490
1491 void GPS::search()
1492 {
1493   // parse search terms into local members, and exec the first search
1494   string sty(_scratchNode->getStringValue("type"));
1495   _searchType = FGPositioned::typeFromName(sty);
1496   _searchQuery = _scratchNode->getStringValue("query");
1497   if (_searchQuery.empty()) {
1498     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "empty GPS search query");
1499     clearScratch();
1500     return;
1501   }
1502
1503   _searchExact = _scratchNode->getBoolValue("exact", true);
1504   _searchOrderByRange = _scratchNode->getBoolValue("order-by-distance", true);
1505   _searchResultIndex = 0;
1506   _searchIsRoute = false;
1507   _searchHasNext = false;
1508
1509   if (_searchExact && _searchOrderByRange) {
1510     // immediate mode search, get all the results now and cache them
1511     auto_ptr<FGPositioned::Filter> f(createFilter(_searchType));
1512     if (_searchNames) {
1513       _searchResults = FGPositioned::findAllWithNameSortedByRange(_searchQuery, _indicated_pos, f.get());
1514     } else {
1515       _searchResults = FGPositioned::findAllWithIdentSortedByRange(_searchQuery, _indicated_pos, f.get());
1516     }
1517
1518     _searchResultsCached = true;
1519
1520     if (_searchResults.empty()) {
1521       clearScratch();
1522       return;
1523     }
1524
1525     _searchHasNext = (_searchResults.size() > 1);
1526     setScratchFromCachedSearchResult();
1527   } else {
1528     // iterative search, look up result zero
1529     _searchResultsCached = false;
1530     performSearch();
1531   }
1532 }
1533
1534 void GPS::performSearch()
1535 {
1536   auto_ptr<FGPositioned::Filter> f(createFilter(_searchType));
1537   clearScratch();
1538
1539   FGPositionedRef r;
1540   if (_searchNames) {
1541     if (_searchOrderByRange) {
1542       r = FGPositioned::findClosestWithPartialName(_indicated_pos, _searchQuery, f.get(), _searchResultIndex, _searchHasNext);
1543     } else {
1544       r = FGPositioned::findWithPartialName(_searchQuery, f.get(), _searchResultIndex, _searchHasNext);
1545     }
1546   } else {
1547     if (_searchOrderByRange) {
1548       r = FGPositioned::findClosestWithPartialId(_indicated_pos, _searchQuery, f.get(), _searchResultIndex, _searchHasNext);
1549     } else {
1550       r = FGPositioned::findWithPartialId(_searchQuery, f.get(), _searchResultIndex, _searchHasNext);
1551     }
1552   }
1553
1554   if (!r) {
1555     return;
1556   }
1557
1558   setScratchFromPositioned(r.get(), _searchResultIndex);
1559 }
1560
1561 void GPS::setScratchFromCachedSearchResult()
1562 {
1563   assert(_searchResultsCached);
1564   int index = _searchResultIndex;
1565
1566   if ((index < 0) || (index >= (int) _searchResults.size())) {
1567     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:setScratchFromCachedSearchResult: index out of bounds:" << index);
1568     return;
1569   }
1570
1571   setScratchFromPositioned(_searchResults[index], index);
1572
1573   int lastResult = (int) _searchResults.size() - 1;
1574   _searchHasNext = (_searchResultIndex < lastResult);
1575 }
1576
1577 void GPS::setScratchFromPositioned(FGPositioned* aPos, int aIndex)
1578 {
1579   clearScratch();
1580   assert(aPos);
1581
1582   _scratchPos = aPos->geod();
1583   _scratchNode->setStringValue("name", aPos->name());
1584   _scratchNode->setStringValue("ident", aPos->ident());
1585   _scratchNode->setStringValue("type", FGPositioned::nameForType(aPos->type()));
1586
1587   if (aIndex >= 0) {
1588     _scratchNode->setIntValue("index", aIndex);
1589   }
1590
1591   _scratchValid = true;
1592   if (_searchResultsCached) {
1593     _scratchNode->setIntValue("result-count", _searchResults.size());
1594   }
1595
1596   switch (aPos->type()) {
1597   case FGPositioned::VOR:
1598     _scratchNode->setDoubleValue("frequency-mhz", static_cast<FGNavRecord*>(aPos)->get_freq() / 100.0);
1599     break;
1600
1601   case FGPositioned::NDB:
1602     _scratchNode->setDoubleValue("frequency-khz", static_cast<FGNavRecord*>(aPos)->get_freq() / 100.0);
1603     break;
1604
1605   case FGPositioned::AIRPORT:
1606     addAirportToScratch((FGAirport*)aPos);
1607     break;
1608
1609   default:
1610       // no-op
1611       break;
1612   }
1613
1614   // look for being on the route and set?
1615 }
1616
1617 void GPS::addAirportToScratch(FGAirport* aAirport)
1618 {
1619   for (unsigned int r=0; r<aAirport->numRunways(); ++r) {
1620     SGPropertyNode* rwyNd = _scratchNode->getChild("runways", r, true);
1621     FGRunway* rwy = aAirport->getRunwayByIndex(r);
1622     // TODO - filter out unsuitable runways in the future
1623     // based on config again
1624
1625     rwyNd->setStringValue("id", rwy->ident().c_str());
1626     rwyNd->setIntValue("length-ft", rwy->lengthFt());
1627     rwyNd->setIntValue("width-ft", rwy->widthFt());
1628     rwyNd->setIntValue("heading-deg", rwy->headingDeg());
1629     // map surface code to a string
1630     // TODO - lighting information
1631
1632     if (rwy->ILS()) {
1633       rwyNd->setDoubleValue("ils-frequency-mhz", rwy->ILS()->get_freq() / 100.0);
1634     }
1635   } // of runways iteration
1636 }
1637
1638
1639 void GPS::selectOBSMode()
1640 {
1641   if (!isScratchPositionValid()) {
1642     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "invalid OBS lat/lon");
1643     return;
1644   }
1645
1646   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS switching to OBS mode");
1647   _mode = "obs";
1648
1649   _wp1Ident = _scratchNode->getStringValue("ident");
1650   _wp1Name = _scratchNode->getStringValue("name");
1651   _wp1_position = _scratchPos;
1652   _wp0_position = _indicated_pos;
1653   wp1Changed();
1654 }
1655
1656 void GPS::selectLegMode()
1657 {
1658   if (_mode == "leg") {
1659     return;
1660   }
1661
1662   if (!_routeMgr->isRouteActive()) {
1663     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:selectLegMode: no active route");
1664     return;
1665   }
1666
1667   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS switching to LEG mode");
1668   _mode = "leg";
1669
1670   // depending on the situation, this will either get over-written
1671   // in routeManagerSequenced or not; either way it does no harm to
1672   // set it here.
1673   _wp0_position = _indicated_pos;
1674
1675   // not really sequenced, but does all the work of updating wp0/1
1676   routeManagerSequenced();
1677 }
1678
1679 void GPS::nextResult()
1680 {
1681   if (!_searchHasNext) {
1682     return;
1683   }
1684
1685   clearScratch();
1686   if (_searchIsRoute) {
1687     setScratchFromRouteWaypoint(++_searchResultIndex);
1688   } else if (_searchResultsCached) {
1689     ++_searchResultIndex;
1690     setScratchFromCachedSearchResult();
1691   } else {
1692     ++_searchResultIndex;
1693     performSearch();
1694   } // of iterative search case
1695 }
1696
1697 void GPS::previousResult()
1698 {
1699   if (_searchResultIndex <= 0) {
1700     return;
1701   }
1702
1703   clearScratch();
1704   --_searchResultIndex;
1705
1706   if (_searchIsRoute) {
1707     setScratchFromRouteWaypoint(_searchResultIndex);
1708   } else if (_searchResultsCached) {
1709     setScratchFromCachedSearchResult();
1710   } else {
1711     performSearch();
1712   }
1713 }
1714
1715 void GPS::defineWaypoint()
1716 {
1717   if (!isScratchPositionValid()) {
1718     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:defineWaypoint: invalid lat/lon");
1719     return;
1720   }
1721
1722   string ident = _scratchNode->getStringValue("ident");
1723   if (ident.size() < 2) {
1724     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:defineWaypoint: waypoint identifier must be at least two characters");
1725     return;
1726   }
1727
1728 // check for duplicate idents
1729   FGPositioned::TypeFilter f(FGPositioned::WAYPOINT);
1730   FGPositioned::List dups = FGPositioned::findAllWithIdentSortedByRange(ident, _indicated_pos, &f);
1731   if (!dups.empty()) {
1732     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:defineWaypoint: non-unique waypoint identifier, ho-hum");
1733   }
1734
1735   SG_LOG(SG_INSTR, SG_INFO, "GPS:defineWaypoint: creating waypoint:" << ident);
1736   FGPositionedRef wpt = FGPositioned::createUserWaypoint(ident, _scratchPos);
1737   _searchResultsCached = false;
1738   setScratchFromPositioned(wpt.get(), -1);
1739 }
1740
1741 void GPS::insertWaypointAtIndex(int aIndex)
1742 {
1743   // note we do allow index = routeMgr->size(), that's an append
1744   if ((aIndex < 0) || (aIndex > _routeMgr->size())) {
1745     throw sg_range_exception("GPS::insertWaypointAtIndex: index out of bounds");
1746   }
1747
1748   if (!isScratchPositionValid()) {
1749     SG_LOG(SG_INSTR, SG_WARN, "GPS:insertWaypointAtIndex: invalid lat/lon");
1750     return;
1751   }
1752
1753   string ident = _scratchNode->getStringValue("ident");
1754   string name = _scratchNode->getStringValue("name");
1755
1756   _routeMgr->add_waypoint(SGWayPoint(_scratchPos, ident, name), aIndex);
1757 }
1758
1759 void GPS::removeWaypointAtIndex(int aIndex)
1760 {
1761   if ((aIndex < 0) || (aIndex >= _routeMgr->size())) {
1762     throw sg_range_exception("GPS::removeWaypointAtIndex: index out of bounds");
1763   }
1764
1765   _routeMgr->pop_waypoint(aIndex);
1766 }
1767
1768 void GPS::tieSGGeod(SGPropertyNode* aNode, SGGeod& aRef,
1769   const char* lonStr, const char* latStr, const char* altStr)
1770 {
1771   tie(aNode, lonStr, SGRawValueMethods<SGGeod, double>(aRef, &SGGeod::getLongitudeDeg, &SGGeod::setLongitudeDeg));
1772   tie(aNode, latStr, SGRawValueMethods<SGGeod, double>(aRef, &SGGeod::getLatitudeDeg, &SGGeod::setLatitudeDeg));
1773
1774   if (altStr) {
1775     tie(aNode, altStr, SGRawValueMethods<SGGeod, double>(aRef, &SGGeod::getElevationFt, &SGGeod::setElevationFt));
1776   }
1777 }
1778
1779 void GPS::tieSGGeodReadOnly(SGPropertyNode* aNode, SGGeod& aRef,
1780   const char* lonStr, const char* latStr, const char* altStr)
1781 {
1782   tie(aNode, lonStr, SGRawValueMethods<SGGeod, double>(aRef, &SGGeod::getLongitudeDeg, NULL));
1783   tie(aNode, latStr, SGRawValueMethods<SGGeod, double>(aRef, &SGGeod::getLatitudeDeg, NULL));
1784
1785   if (altStr) {
1786     tie(aNode, altStr, SGRawValueMethods<SGGeod, double>(aRef, &SGGeod::getElevationFt, NULL));
1787   }
1788 }
1789
1790 // end of gps.cxx