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

Question

我从 GPS 设备的 gps_data 结构中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，我发现Howard Hinnant 的日期和时区库（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方便方法。

我必须首先以某种方式将我的双重“转移”为已知的计时/日期类型。但是好吧，因为我理解了整体概念，即时间点被定义为一个时钟纪元之后（或之前）的持续时间，我认为这是一个漂亮的模型。

假设

我应该能够很容易地转换该模型以适应我的问题，对吗？

就我而言，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，应该有一个类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，它们肯定可以完成这项工作。

问题

我不能让它为我工作。我确定解决方案很简单。

题

有人可以帮助我，展示我应该如何使用适用于我的问题的霍华德日期库吗？

Answer 1

很难准确地回答这个问题，因为问题的输入未指定：

我从 gps_data 结构中的 GPS 设备获取时间戳作为 double ... 指定为自 gps 纪元以来的持续时间。

因此，我将做出一些假设。我将陈述我的所有假设，希望可以清楚地了解如何更改我对其他猜测/事实的回答double。

假设这double是自 gps 纪元以来的非整数毫秒数。让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 指令使代码变得不那么冗长。

与所表示的文档规范完全匹配的自定义chrono::duration类型使事情变得更简单，并减少出错的机会。在这种情况下，我创建了一个存储在 a 中并命名为该类型的。doublechrono::durationmillisecondsdoubledms

现在，您只需将 转换double为dms，然后使用round，将其转换dms为microseconds，并将它们microseconds以精确microseconds或更精细的方式存储在 gps 时间点中。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，这意味着舍入到最近和平局。

既然您有了gps_time，就可以使用该clock_cast函数转换为其他时间，例如utc_time和tai_time。

该程序输出：

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，如果输入代表seconds，最简单的做法是将第二个模板参数默认为dms：

using dms = duration<double>;

该库适用于 C++11/14/17。经过微小的修改，它现在是官方 C++20 规范的一部分。