使用 std::chrono / date::gps_clock 将双 gps 时间戳转换为 utc/tai

Question

我从 gps_data 结构中的 GPS 设备获取一个双精度时间戳。

我想将此 GPS 时间戳转换为 UTC 和 TAI 时间，简单如：

void handle_gps_timestamp(double timestamp) 
{
    double utc = utc_from_gps(timestamp);
    double tai = tai_from_gps(timestamp);
    do_stuff(gps, utc, tai);
}

幸运的是，我发现 Howard Hinnant's date and timezone library（建议用于 C++20）似乎提供了这个确切的功能。不幸的是，至少从我所见，date/tz/chrono 库没有允许这种简单用法的便捷方法。

我必须先以某种方式 "transfer" 我的替身变成已知的 chrono/date 类型。但是好吧，因为我了解整体概念，即 timepoint 被定义为 duration 在纪元之后（或之前）时钟，我觉得这个模型很漂亮

假设

我应该能够很容易地转换该模型来解决我的问题，对吗？

在我的例子中，我有一个时间戳，它是一个时间点，指定为自 gps 纪元以来的持续时间。现在，应该有一个 class 类型的时钟来为我抽象和处理所有这些，我想。是的！有一个 date::gps_clock 和一个 date::gps_time，这肯定可以完成工作。

问题

我无法让它为我工作。我确定解决方案很简单。

问题

有人可以帮我一把，告诉我应该如何使用 Howard 的日期库来解决我的问题吗？

Answer 1

很难准确回答这个问题，因为问题的输入未指定：

I get a timestamp from a GPS device in a gps_data struct as a double ... specified as the duration since the gps epoch.

因此我要做出一些假设。我将陈述我的所有假设，希望大家能清楚地了解如何改变我对其他 guesses/facts 关于 double 代表什么的回答。

假设 double 是自 gps 纪元以来的 non-integral 毫秒计数。我们进一步假设我想将此输入的精度捕获到微秒。

#include "date/tz.h"
#include <cstdint>
#include <iostream>

int
main()
{
    double gps_input = 1e+12 + 1e-3;
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    using dms = duration<double, std::milli>;
    gps_time<microseconds> gt{round<microseconds>(dms{gps_input})};
    auto utc = clock_cast<utc_clock>(gt);
    auto tai = clock_cast<tai_clock>(gt);
    std::cout << gt << " GPS\n";
    std::cout << utc << " UTC\n";
    std::cout << tai << " TAI\n";
}

我随意创建了一个示例输入并将其存储在 gps_input。

一些 using 指令使代码不那么冗长。

自定义 chrono::duration 类型完全与 double 所代表的文档规范相匹配 much 更简单，并减少出错的机会。在这种情况下，我制作了一个 chrono::duration 将 milliseconds 存储在 double 中并将该类型命名为 dms.

现在你只需将 double 转换为 dms，然后使用 round，将 dms 转换为 microseconds，并将这些 microseconds 在 gps 时间点中，精度为 microseconds 或更精细。可以使用 duration_cast 代替 round，但是当从浮点数转换为整数时，我通常更喜欢 round，这意味着 round-to-nearest-and-to-even-on-tie.

现在您有了 gps_time，可以使用 clock_cast 函数转换为其他时间，例如 utc_time 和 tai_time。

这个程序输出：

2011-09-14 01:46:40.000001 GPS
2011-09-14 01:46:25.000001 UTC
2011-09-14 01:46:59.000001 TAI

根据需要调整上面的 milliseconds 和 microseconds 单位。例如，如果输入表示 seconds，最简单的做法是将第二个模板参数默认为 dms:

using dms = duration<double>;

This library 适用于 C++11/14/17。经过一些小的修改，它现在已成为官方 C++20 规范的一部分。

Answer 2

另一个答案不错，但它确实要求您拥有 c++17、curl、运行 cmake，并获取一些自定义库。

作为 .h 和 .cpp 更容易加入的东西是 http://www.leapsecond.com/tools/gpsdate.c。

它不处理 TAI 转换，但它也可能在该列表中。

使用 std::chrono / date::gps_clock 将双 gps 时间戳转换为 utc/tai

Using std::chrono / date::gps_clock for converting a double gps timestamp to utc/tai

c++

gps

date

utc

chrono