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c++ - 将十进制 GPS 时间转换为 UTC

问题描述

那里有很多类似的问题，但我还没有找到一个特定于我收到的 GPS 输出数据的问题。我的 GPS 数据是十进制格式：

GPS 周：2145和GPS 时间：330374.741371 （手册说这是代表“以秒为单位的一周时间”的双精度数）

我正在尝试将这个时间转换为人类可读的 UTC 时间。我使用的是旧的 C++14，而不是 20，所以我不能只使用我不认为的 to_utc() 函数。我主要对小数感到困惑。在这个网站上：https : //www.labsat.co.uk/index.php/en/gps-time-calculator 看起来数据是“secondsOfTheWeek.secondsOfTheDay。我不确定如何将其转换为 UTC 时间...

我相信这个输出数据是自 1980 年 1 月 6 日午夜 GPS 纪元时间以来的秒数。而且我知道它不计算闰秒，因此也必须考虑到这一点。如果我有一些关于如何开始进入 UTC 时间的指导，我想我可以弄清楚其余的，但我不确定从哪里开始......

最终，我想将时间转换为字符串，以使用“date -s”16 AUG 2021 13:51:00 或类似的方式设置操作系统系统的时间。但首先我只需要转换这个 GPS 时间。

标签： c++gpsc++14utcdatetime-conversion

解决方案

C++20 chrono bits有一个免费的开源预览版，适用于 C++14。

#include "date/tz.h"
#include <chrono>

date::utc_seconds
convert(int gps_week, double gps_time)
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;

    int upper = static_cast<int>(gps_time);
    auto gps_t = gps_seconds{} + weeks(gps_week) + seconds{upper};
    return clock_cast<utc_clock>(gps_t);
}

这首先gps_time通过将适当的周数添加到 gps 纪元，然后添加秒数来形成 a。

接下来，您将clock_cast其转换为utc_time（其中确实包括闰秒）。

这可以像这样使用：

#include <iostream>

int
main()
{
    using namespace date;
    using namespace std;

    cout << convert(2145, 330374.741371) << '\n';
}

哪个输出：

2021-02-17 19:45:56

将clock_cast纪元从 1980-01-06 更改为 1970-01-01，并增加了 gps 纪元和 utc 时间点之间发生的闰秒数。如果 gps 输入恰好对应于闰秒，则会在秒字段中正确打印“60”。例如：

cout << convert(1851, 259216) << '\n';  // 2015-06-30 23:59:60

需要进行一些安装。

更多信息

这篇Wikipedia 文章说，一周中的时间实际上以 1.5 秒为单位，值范围从 0 到 403,199。

static_assert(403'200 * 1.5 == 7 * 24 * 60 * 60);

如果发现自己在处理这种形式的数据，这里有一个替代convert实现可以直接处理这个输入数据：

using gps_tow = std::chrono::duration<int, std::ratio<3, 2>>;

auto
convert(date::weeks gps_week_num, gps_tow tow)
{
    using namespace date;
    return clock_cast<utc_clock>(gps_seconds{} + gps_week_num + tow);
}

第一步是定义 1.5 秒的持续时间单位。这种类型在gps_tow上面被称为。

该convert函数现在采用两个严格类型的参数：一个 count ofweeks和一个 count of gps_tow。然后，只需将这些部分与 gps 纪元一起添加在一起，clock_cast就可以了utc_clock。

它可以像这样使用：

cout << convert(weeks{1851}, gps_tow{172811}) << '\n';

此示例的输出为：

2015-06-30 23:59:60.5

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