src/Instrumentation/navradio.hxx

   1 // navradio.hxx -- class to manage a nav radio instance
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started April 2000.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2000 - 2002  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 _FG_NAVRADIO_HXX
  25 #define _FG_NAVRADIO_HXX
  26
  27
  28 #include <Main/fg_props.hxx>
  29 #include "Sound/morse.hxx"
  30
  31 #include <simgear/compiler.h>
  32 #include <simgear/structure/subsystem_mgr.hxx>
  33 #include <simgear/timing/timestamp.hxx>
  34
  35 // forward decls
  36 class SGInterpTable;
  37
  38 class FGNavRecord;
  39 typedef SGSharedPtr<FGNavRecord> FGNavRecordPtr;
  40
  41 class FGNavRadio : public SGSubsystem
  42 {
  43     FGMorse morse;
  44
  45     SGInterpTable *term_tbl;
  46     SGInterpTable *low_tbl;
  47     SGInterpTable *high_tbl;
  48
  49     SGPropertyNode_ptr lon_node;
  50     SGPropertyNode_ptr lat_node;
  51     SGPropertyNode_ptr alt_node;
  52     SGPropertyNode_ptr bus_power_node;
  53
  54     // property inputs
  55     SGPropertyNode_ptr is_valid_node;   // is station data valid (may be way out
  56                                         // of range.)
  57     SGPropertyNode_ptr power_btn_node;
  58     SGPropertyNode_ptr freq_node;       // primary freq
  59     SGPropertyNode_ptr alt_freq_node;   // standby freq
  60     SGPropertyNode_ptr sel_radial_node; // selected radial
  61     SGPropertyNode_ptr vol_btn_node;
  62     SGPropertyNode_ptr ident_btn_node;
  63     SGPropertyNode_ptr audio_btn_node;
  64     SGPropertyNode_ptr backcourse_node;
  65     SGPropertyNode_ptr nav_serviceable_node;
  66     SGPropertyNode_ptr cdi_serviceable_node;
  67     SGPropertyNode_ptr gs_serviceable_node;
  68     SGPropertyNode_ptr tofrom_serviceable_node;
  69     SGPropertyNode_ptr dme_serviceable_node;
  70
  71     // property outputs
  72     SGPropertyNode_ptr fmt_freq_node;     // formated frequency
  73     SGPropertyNode_ptr fmt_alt_freq_node; // formated alternate frequency
  74     SGPropertyNode_ptr heading_node;      // true heading to nav station
  75     SGPropertyNode_ptr radial_node;       // current radial we are on (taking
  76                                        // into consideration the vor station
  77                                        // alignment which likely doesn't
  78                                        // match the magnetic alignment
  79                                        // exactly.)
  80     SGPropertyNode_ptr recip_radial_node; // radial_node(val) + 180 (for
  81                                        // convenience)
  82     SGPropertyNode_ptr target_radial_true_node;
  83                                        // true heading of selected radial
  84     SGPropertyNode_ptr target_auto_hdg_node;
  85                                        // suggested autopilot heading
  86                                        // to intercept selected radial
  87     SGPropertyNode_ptr time_to_intercept; // estimated time to intecept selected
  88                                        // radial at current speed and heading
  89     SGPropertyNode_ptr to_flag_node;
  90     SGPropertyNode_ptr from_flag_node;
  91     SGPropertyNode_ptr inrange_node;
  92     SGPropertyNode_ptr signal_quality_norm_node;
  93     SGPropertyNode_ptr cdi_deflection_node;
  94     SGPropertyNode_ptr cdi_deflection_norm_node;
  95     SGPropertyNode_ptr cdi_xtrack_error_node;
  96     SGPropertyNode_ptr cdi_xtrack_hdg_err_node;
  97     SGPropertyNode_ptr has_gs_node;
  98     SGPropertyNode_ptr loc_node;
  99     SGPropertyNode_ptr loc_dist_node;
 100     SGPropertyNode_ptr gs_deflection_node;
 101     SGPropertyNode_ptr gs_deflection_deg_node;
 102     SGPropertyNode_ptr gs_deflection_norm_node;
 103     SGPropertyNode_ptr gs_rate_of_climb_node;
 104     SGPropertyNode_ptr gs_dist_node;
 105     SGPropertyNode_ptr gs_inrange_node;
 106     SGPropertyNode_ptr nav_id_node;
 107     SGPropertyNode_ptr id_c1_node;
 108     SGPropertyNode_ptr id_c2_node;
 109     SGPropertyNode_ptr id_c3_node;
 110     SGPropertyNode_ptr id_c4_node;
 111
 112     // gps slaving support
 113     SGPropertyNode_ptr nav_slaved_to_gps_node;
 114     SGPropertyNode_ptr gps_cdi_deflection_node;
 115     SGPropertyNode_ptr gps_to_flag_node;
 116     SGPropertyNode_ptr gps_from_flag_node;
 117     SGPropertyNode_ptr gps_has_gs_node;
 118
 119     // internal (private) values
 120
 121     int play_count;
 122     time_t last_time;
 123     FGNavRecordPtr _navaid;
 124     FGNavRecordPtr _gs;
 125
 126     string nav_fx_name;
 127     string dme_fx_name;
 128
 129     double target_radial;
 130     SGTimeStamp prev_time;
 131     SGTimeStamp curr_time;
 132     double effective_range;
 133     double target_gs;
 134     double twist;
 135     double horiz_vel;
 136     double last_x;
 137     double last_loc_dist;
 138     double last_xtrack_error;
 139     double _localizerWidth; // cached localizer width in degrees
 140
 141     string _name;
 142     int _num;
 143
 144     // internal periodic station search timer
 145     double _time_before_search_sec;
 146
 147     SGVec3d _gsCart, _gsAxis, _gsVertical;
 148
 149     FGNavRecordPtr _dme;
 150     bool _dmeInRange;
 151
 152     // CDI properties
 153     bool _toFlag, _fromFlag;
 154     double _cdiDeflection;
 155     double _cdiCrossTrackErrorM;
 156     double _gsNeedleDeflection;
 157     double _gsNeedleDeflectionNorm;
 158
 159     bool updateWithPower(double aDt);
 160
 161     // model standard VOR/DME/TACAN service volumes as per AIM 1-1-8
 162     double adjustNavRange( double stationElev, double aircraftElev,
 163                            double nominalRange );
 164
 165     // model standard ILS service volumes as per AIM 1-1-9
 166     double adjustILSRange( double stationElev, double aircraftElev,
 167                            double offsetDegrees, double distance );
 168
 169     void updateAudio();
 170     void audioNavidChanged();
 171
 172     void updateReceiver(double dt);
 173     void updateDME(const SGVec3d& aircraft);
 174     void updateGlideSlope(double dt, const SGVec3d& aircraft, double signal_quality_norm);
 175     void updateGPSSlaved();
 176     void updateCDI(double dt);
 177
 178     void clearOutputs();
 179
 180     /**
 181      * Compute the localizer width in degrees - see implementation for
 182      * more information on the relevant standards and formulae.
 183      */
 184     double localizerWidth(FGNavRecord* aLOC);
 185     FGNavRecord* findPrimaryNavaid(const SGGeod& aPos, double aFreqMHz);
 186 public:
 187
 188     FGNavRadio(SGPropertyNode *node);
 189     ~FGNavRadio();
 190
 191     void init ();
 192     void bind ();
 193     void unbind ();
 194     void update (double dt);
 195
 196     // Update nav/adf radios based on current postition
 197     void search ();
 198 };
 199
 200
 201 #endif // _FG_NAVRADIO_HXX