]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/JSBSim/FGPosition.cpp
Synced with latest JSBSim as of June 5, 2001.
[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / FGPosition.cpp
index 2f7eb655c03fa6b5679383a277ea2449b55b0c63..e8e09b867c0fc43e1a38954c5a76b00fd97672b3 100644 (file)
@@ -1,30 +1,30 @@
-/*******************************************************************************
-
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  Module:       FGPosition.cpp
  Author:       Jon S. Berndt
  Date started: 01/05/99
  Purpose:      Integrate the EOM to determine instantaneous position
  Called by:    FGFDMExec
-
  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
-
  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  version.
-
  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  details.
-
  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
-
  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  the world wide web at http://www.gnu.org.
-
 FUNCTIONAL DESCRIPTION
 --------------------------------------------------------------------------------
 This class encapsulates the integration of rates and accelerations to get the
@@ -34,9 +34,9 @@ HISTORY
 --------------------------------------------------------------------------------
 01/05/99   JSB   Created
 
-********************************************************************************
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 COMMENTS, REFERENCES,  and NOTES
-********************************************************************************
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 [1] Cooke, Zyda, Pratt, and McGhee, "NPSNET: Flight Simulation Dynamic Modeling
     Using Quaternions", Presence, Vol. 1, No. 4, pp. 404-420  Naval Postgraduate
     School, January 1994
@@ -49,19 +49,22 @@ COMMENTS, REFERENCES,  and NOTES
 [5] Bernard Etkin, "Dynamics of Flight, Stability and Control", Wiley & Sons,
     1982 ISBN 0-471-08936-2
 
-********************************************************************************
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 INCLUDES
-*******************************************************************************/
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
 #ifdef FGFS
-#  include <Include/compiler.h>
-#  ifdef FG_HAVE_STD_INCLUDES
+#  include <simgear/compiler.h>
+#  ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
 #    include <cmath>
+#    include <iomanip>
 #  else
 #    include <math.h>
+#    include <iomanip.h>
 #  endif
 #else
 #  include <cmath>
+#  include <iomanip>
 #endif
 
 #include "FGPosition.h"
@@ -70,120 +73,145 @@ INCLUDES
 #include "FGFDMExec.h"
 #include "FGFCS.h"
 #include "FGAircraft.h"
+#include "FGMassBalance.h"
 #include "FGTranslation.h"
 #include "FGRotation.h"
 #include "FGAuxiliary.h"
 #include "FGOutput.h"
 
-/*******************************************************************************
-************************************ CODE **************************************
-*******************************************************************************/
+static const char *IdSrc = "$Id$";
+static const char *IdHdr = ID_POSITION;
 
+extern short debug_lvl;
 
-FGPosition::FGPosition(FGFDMExec* fdmex) : FGModel(fdmex)
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+CLASS IMPLEMENTATION
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+extern float globalTriNormal[3];
+extern double globalSceneryAltitude;
+extern double globalSeaLevelRadius;
+
+FGPosition::FGPosition(FGFDMExec* fdmex) : FGModel(fdmex),
+    vUVW(3),
+    vVel(3),
+    vVelDot(3),
+    vRunwayNormal(3)
 {
   Name = "FGPosition";
-  AccelN = AccelE = AccelD = 0.0;
   LongitudeDot = LatitudeDot = RadiusDot = 0.0;
+  lastLongitudeDot = lastLatitudeDot = lastRadiusDot = 0.0;
+  Longitude = Latitude = 0.0;
+  gamma = Vt = Vground = 0.0;
+  h = 3.0;                                 // Est. height of aircraft cg off runway
+  SeaLevelRadius = EARTHRAD;               // For initialization ONLY
+  Radius         = SeaLevelRadius + h;
+  RunwayRadius   = SeaLevelRadius;
+  DistanceAGL    = Radius - RunwayRadius;  // Geocentric
+  vRunwayNormal(3) = -1.0;                 // Initialized for standalone mode
+
+  if (debug_lvl & 2) cout << "Instantiated: " << Name << endl;
 }
 
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-FGPosition::~FGPosition(void)
+FGPosition::~FGPosition()
 {
+  if (debug_lvl & 2) cout << "Destroyed:    FGPosition" << endl;
 }
 
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+/*
+Purpose: Called on a schedule to perform Positioning algorithms
+Notes:   [TP] Make sure that -Vt <= hdot <= Vt, which, of course, should always
+         be the case
+         [JB] Run in standalone mode, SeaLevelRadius will be EARTHRAD. In FGFS,
+         SeaLevelRadius is stuffed from FGJSBSim in JSBSim.cxx each pass.
+*/
 
-bool FGPosition:: Run(void)
-{
-  float tanLat, cosLat;
+bool FGPosition:: Run(void) {
+  double cosLat;
+  double hdot_Vt;
 
   if (!FGModel::Run()) {
     GetState();
-    T[1][1] = Q0*Q0 + Q1*Q1 - Q2*Q2 - Q3*Q3;                    // Page A-11
-    T[1][2] = 2*(Q1*Q2 + Q0*Q3);                                // From
-    T[1][3] = 2*(Q1*Q3 - Q0*Q2);                                // Reference [2]
-    T[2][1] = 2*(Q1*Q2 - Q0*Q3);
-    T[2][2] = Q0*Q0 - Q1*Q1 + Q2*Q2 - Q3*Q3;
-    T[2][3] = 2*(Q2*Q3 + Q0*Q1);
-    T[3][1] = 2*(Q1*Q3 + Q0*Q2);
-    T[3][2] = 2*(Q2*Q3 - Q0*Q1);
-    T[3][3] = Q0*Q0 - Q1*Q1 - Q2*Q2 + Q3*Q3;
-
-    Fn = T[1][1]*Fx + T[2][1]*Fy + T[3][1]*Fz;                  // Eqn. 3.5
-    Fe = T[1][2]*Fx + T[2][2]*Fy + T[3][2]*Fz;                  // From
-    Fd = T[1][3]*Fx + T[2][3]*Fy + T[3][3]*Fz;                  // Reference [3]
-
-    tanLat = tan(Latitude);                                     // I made this up
-    cosLat = cos(Latitude);
-
-    lastAccelN = AccelN;
-    lastAccelE = AccelE;
-    lastAccelD = AccelD;
-
-    Vn = T[1][1]*U + T[2][1]*V + T[3][1]*W;
-    Ve = T[1][2]*U + T[2][2]*V + T[3][2]*W;
-    Vd = T[1][3]*U + T[2][3]*V + T[3][3]*W;
 
-    AccelN = invMass * Fn + invRadius * (Vn*Vd - Ve*Ve*tanLat); // Eqn. 3.6
-    AccelE = invMass * Fe + invRadius * (Ve*Vd + Vn*Ve*tanLat); // From
-    AccelD = invMass * Fd - invRadius * (Vn*Vn + Ve*Ve);        // Reference [3]
+    Vground = sqrt( vVel(eNorth)*vVel(eNorth) + vVel(eEast)*vVel(eEast) );
+    psigt =  atan2(vVel(eEast), vVel(eNorth));
+    if(psigt < 0.0)
+      psigt += 2*M_PI;
 
-    Vn += 0.5*dt*rate*(3.0*AccelN - lastAccelN);                // Eqn. 3.7
-    Ve += 0.5*dt*rate*(3.0*AccelE - lastAccelE);                // From
-    Vd += 0.5*dt*rate*(3.0*AccelD - lastAccelD);                // Reference [3]
+    invMass   = 1.0 / MassBalance->GetMass();
+    Radius    = h + SeaLevelRadius;
+    invRadius = 1.0 / Radius;
 
-    Vee = Ve - OMEGAEARTH * (Radius) * cosLat;                  // From Eq. 3.8
-                                                                // Reference [3]
-    lastLatitudeDot = LatitudeDot;
-    lastLongitudeDot = LongitudeDot;
-    lastRadiusDot = RadiusDot;
+    cosLat = cos(Latitude);
+    if (cosLat != 0) LongitudeDot = vVel(eEast) / (Radius * cosLat);
 
-    if (cosLat != 0) LongitudeDot = Ve / (Radius * cosLat);
-    LatitudeDot = Vn * invRadius;
-    RadiusDot = -Vd;
+    LatitudeDot = vVel(eNorth) * invRadius;
+    RadiusDot   = -vVel(eDown);
 
     Longitude += 0.5*dt*rate*(LongitudeDot + lastLongitudeDot);
     Latitude  += 0.5*dt*rate*(LatitudeDot + lastLatitudeDot);
     Radius    += 0.5*dt*rate*(RadiusDot + lastRadiusDot);
 
-    PutState();
+    h = Radius - SeaLevelRadius;           // Geocentric
+
+    DistanceAGL = Radius - RunwayRadius;   // Geocentric
+
+    hoverb = DistanceAGL/b;
+
+    if (Vt > 0) {
+      hdot_Vt = RadiusDot/Vt;
+      if (fabs(hdot_Vt) <= 1) gamma = asin(hdot_Vt);
+    } else {
+      gamma = 0.0;
+    }
+
+    lastLatitudeDot  = LatitudeDot;
+    lastLongitudeDot = LongitudeDot;
+    lastRadiusDot    = RadiusDot;
+
     return false;
+
   } else {
     return true;
   }
 }
 
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-void FGPosition::GetState(void)
-{
+void FGPosition::GetState(void) {
   dt = State->Getdt();
 
-  Q0 = Rotation->GetQ0();
-  Q1 = Rotation->GetQ1();
-  Q2 = Rotation->GetQ2();
-  Q3 = Rotation->GetQ3();
+  vUVW      = Translation->GetUVW();
+  Vt        = Translation->GetVt();
+  vVel      = State->GetTb2l()*vUVW + Atmosphere->GetWindNED();
+  vVelDot   = State->GetTb2l() * Translation->GetUVWdot();
 
-  Fx = Aircraft->GetFx();
-  Fy = Aircraft->GetFy();
-  Fz = Aircraft->GetFz();
+  b = Aircraft->GetWingSpan();
+}
+
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-  U = Translation->GetU();
-  V = Translation->GetV();
-  W = Translation->GetW();
+void FGPosition::Seth(double tt) {
+ h = tt;
+ Radius    = h + SeaLevelRadius;
+ DistanceAGL = Radius - RunwayRadius;   // Geocentric
+}
 
-  Latitude = State->Getlatitude();
-  Longitude = State->Getlongitude();
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-  invMass = 1.0 / Aircraft->GetMass();
-  invRadius = 1.0 / (State->Geth() + EARTHRAD);
-  Radius = State->Geth() + EARTHRAD;
+void FGPosition::SetDistanceAGL(double tt) {
+  DistanceAGL=tt;
+  Radius = RunwayRadius + DistanceAGL;
+  h = Radius - SeaLevelRadius;
 }
 
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-void FGPosition::PutState(void)
+void FGPosition::Debug(void)
 {
-  State->Setlatitude(Latitude);
-  State->Setlongitude(Longitude);
-  State->Seth(Radius - EARTHRAD);
+    //TODO: Add your source code here
 }