c++ - 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 double 时间戳。

我想将这个 GPS 时间戳转换为 UTC 和 TAI 时间，简单如下:

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

幸运的是我找到了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。

我必须首先以某种方式将我的替身“转移”到已知的计时/日期类型中。但是好吧，因为我了解整体概念，即 timepoint 被定义为 duration 之后(或before) epoch clock，我认为这是一个漂亮的模型。

假设

我应该能够非常轻松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，我想应该有一个时钟类可以为我抽象和处理所有这些。是的!有一个 date::gps_clock 和一个 date::gps_time，它们肯定可以完成工作。

问题

我无法让它为我工作。我确定解决方案很简单。

问题

谁能帮我一把，告诉我应该如何使用 Howard 的日期库来解决我的问题？

Answer 1

很难准确地回答这个问题，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，并希望它会清楚如何改变我对有关 double 代表什么的其他猜测/事实的回答。

假设 double 是自 gps 纪元以来的毫秒数的非整数计数。我们进一步假设我想将此输入的精度捕获到微秒级。

#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";
}

我任意创建了一个示例输入并将其存储在 gps_input 中。

一些 using 指令使代码不那么冗长。

自定义 chrono::duration 类型，完全匹配 double 所代表内容的文档规范使事情变得很多 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.

现在您只需将 double 转换为 dms，然后使用 round，将 dms 转换为 microseconds，并将这些 microseconds 存储在精度为 microseconds 或更精细的 gps 时间点中。可以使用 duration_cast 代替 round，但是当从 float 转换为整数时，我通常更喜欢 round，这意味着舍入到-最近且平局。

现在您有了一个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毫秒和微秒单位。例如，如果输入表示 seconds，最简单的做法是默认 dms 上的第二个模板参数:

using dms = duration<double>;

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