如何在C ++中将GPS时​​间转换为UTC？

如何解决如何在C ++中将GPS时​​间转换为UTC？

我正在从传感器收集GPS时间（以ns为单位），我正在寻找一种将其转换为C ++中的UTC时间的方法。

我以前在python中有一个有效的代码。

[2020-08-18 13:04:55.608]: loading sdk library
[2020-08-18 13:04:55.609]:     library resource path: native/jmesdk/windows/windows-x86.dll
[2020-08-18 13:04:55.612]:     library file path: C:\Users\Owen\AppData\Local\Temp\nbi-5419155011880735000.tmp
[2020-08-18 13:04:55.646]:     Cannot load native library from path: native/jmesdk/windows/windows-x86.dll
[2020-08-18 13:04:55.664]:     java.lang.UnsatisfiedLinkError: C:\Users\Owen\AppData\Local\Temp\nbi-5419155011880735000.tmp: Can't load IA 32-bit .dll on a AMD 64-bit platform
[2020-08-18 13:04:55.664]:      at java.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(Native Method)
[2020-08-18 13:04:55.664]:      at java.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1934)
[2020-08-18 13:04:55.664]:      at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1817)
[2020-08-18 13:04:55.664]:      at java.lang.Runtime.load0(Runtime.java:809)
[2020-08-18 13:04:55.665]:      at java.lang.System.load(System.java:1086)
[2020-08-18 13:04:55.665]:      at org.netbeans.installer.utils.system.j2mesdk.SDKExtraUtils.loadNativeLibrary(SDKExtraUtils.java:128)
[2020-08-18 13:04:55.665]:      at org.netbeans.installer.utils.system.j2mesdk.SDKExtraUtils.<clinit>(SDKExtraUtils.java:42)
[2020-08-18 13:04:55.665]:      at org.netbeans.installer.wizard.components.actions.j2mesdk.IsProductInstalledAction.execute(IsProductInstalledAction.java:94)
[2020-08-18 13:04:55.665]:      at org.netbeans.installer.wizard.components.WizardAction$1.run(WizardAction.java:120)

使用链接“ Using std::chrono / date::gps_clock for converting a double gps timestamp to utc/tai”可以帮助我弄清楚如何从GPS时间转换为UTC。

    time_gps = time_gps * 10**(-9)    # Converts ns -> s
    gps_epoch = pd.datetime(year=1980,month=1,day=6)
    delta = pd.to_timedelta(time_gps,unit='s')
    time = gps_epoch + delta - pd.to_timedelta(19,unit='s')

    uint64_t gps_input_ns = 1281798087485516800;         
    date::gps_time<std::chrono::nanoseconds> gt_nano{date::round<std::chrono::nanoseconds>(std::chrono::duration<uint64_t,std::nano>{gps_input_ns})};
    auto utc_nano = date::clock_cast<date::utc_clock>(gt_nano);
    std::cout << utc_nano << " UTC\n";

我的下一个问题是，如何从变量“ utc_nano”中提取日期和时间？我对chrono或日期库不是很熟悉，因此在尝试分隔日期和时间时遇到了问题。任何帮助将不胜感激。

解决方法

我假设leap秒对您很重要，因为您要处理的gps时间代表由UTC标记为leap秒的物理秒。用s秒来操纵日期/时间是相当棘手的，这就是Unix Time在计算机系统中如此流行的原因。

在C++20 chrono preview library中，Unix Time由sys_time建模，而真正的UTC由utc_time建模。这两个模型之间的唯一区别是sys_time不算leap秒，而utc_time算leap秒。

sys_time的优点在于，存在一种快速有效的算法，可将1970年1月1日00:00:00以来的持续时间转换为字段：年，月，日，时，分，秒，以秒为单位。因此，如果您想将utc_time划分为这些字段，诀窍是首先将utc_time变成sys_time，同时记住您的utc_time是否参考refer秒。确实，这正是utc_time的流运算符所做的。

存在一个辅助功能get_leap_second_info来帮助完成此任务。此函数采用utc_time并返回{is leap second,count of leap seconds}结构。如果参数是a秒，则第一个成员为true，第二个参数告诉您参数与1970之间有多少leap秒。因此，第一步是获取utc_nano的信息：>

auto info = get_leap_second_info(utc_nano);

现在，您可以使用此信息创建sys_time。由于sys_time与utc_time一样，不包括leap秒，因此您可以减去发生的of秒数：

sys_time<nanoseconds> sys_nano{utc_nano.time_since_epoch() - info.elapsed};

现在，您在Unix Time中有了纳秒级的计数。截断为days精度可以使您在Unix Time中得到几天的计数：

auto sys_day = floor<days>(sys_nano);

sys_day是一个日期。一天中的时间仅仅是纳秒精度time_point和天精度time_point之间的差：

auto tod = sys_nano - sys_day;

tod是一个时间。这是从午夜开始的持续时间。可能要等一秒钟。该信息位于info.is_leap_second中。

如果要将这些类型用作“字段类型”，则可以将sys_day转换为year_month_day类型：

year_month_day ymd = sys_days;

year_month_day具有year，month和day的吸气剂。

您可以使用以下方法将tod转换为{hours,minutes,seconds,nanoseconds}结构：

hh_mm_ss hms{tod};

这具有吸气剂：hours()，minutes()，seconds()和subseconds()。上面的语法假定使用C ++ 17。如果使用的是C ++ 11或14，则语法为：

hh_mm_ss<nanoseconds> hms{tod};

hh_mm_ss不直接支持60的计数，但是该信息仍在info.is_leap_second中。例如

std::cout << hms.seconds().count() + info.is_leap_second << '\n';

仅当info.is_leap_second为真时，才输出60。

,

您甚至可以尝试使用C时间相关函数的这段代码

uint64_t ns = 1281798087485516800ULL + 315964800000000000ULL; // offset between gps epoch and unix epoch is 315964800 seconds

struct timespec ts;
ts.tv_sec = ns / 1000000000ULL;
ts.tv_nsec = ns % 1000000000ULL;

struct tm stm;
gmtime_r(&ts.tv_sec,&stm);
std::cout << stm.tm_year + 1900 << "-" << stm.tm_mon + 1 << "-" << stm.tm_mday << " " << stm.tm_hour << ":" << stm.tm_min << ":" << stm.tm_sec << std::endl;