NMEA-0183信息整理与分析

主要针对NMEA协议进行了整理。分为三个基础数据梳理函数和五个常用GPS解析函数。
三个基础数据处理函数：
1：逗号位置处理函数：

//从buf里面得到第cx个逗号所在的位置
//返回值:0~0XFE,代表逗号所在位置的偏移.
//       0XFF,代表不存在第cx个逗号   
u8 NMEA_Comma_Pos(u8 *buf,u8 cx)//buf为指针变量，cx为第几个逗号 

2.m^n函数：用于计算m^n次方

//m^n函数
//返回值:m^n次方.
u32 NMEA_Pow(u8 m,u8 n)

3.字符串转换为数字函数

//str转换为数字
//buf:数字存储区
//dx:小数点位数，返回给调用函数 //小数点位数
//返回值：转换后的数值
//应该是数值，不含小数，但是你知道了位数，位数在形参指针里
int NMEA_Str2num(u8 *buf,u8*dx);//buf 和 dx 都是指针变量。

五个解析函数：
1.GPGSV 2.GNGGA 3.GNGSA 4.GNRMC 5.GNVTG
知识点补充：
包含文件：string.h 函数名: strstr
函数原型：extern char *strstr(char *str1, const char *str2);

strstr(str1,str2)

str1: 被查找目标　string expression to search.
str2: 要查找对象　The string expression to find.
返回值：若str2是str1的子串，则返回str2在str1的首次出现的地址；如果str2不是str1的子串，则返回NULL。
详解代码

//从buf里面得到第cx个逗号所在的位置
//返回值:0~0XFE,代表逗号所在位置的偏移.
//       0XFF,代表不存在第cx个逗号   
u8 NMEA_Comma_Pos(u8 *buf,u8 cx) //buf是指针变量
{
    u8 *p=buf;//指针变量地址给了值，p表示啥，p也是指针变量,其实这个是两条语句 u8
    while(cx)
    {
        if(*buf=='*'||*buf<''||*buf>'z') return OXFF;//遇到‘*‘或者非法字符，则不存在第cx个逗号
        if(*buf==',')cx--;
        buf++;//指针变量移动位置
    }
    return buf-p;   
}

//m^n函数
//返回值:m^n次方.
u32 NMEA_Pow(u8 m,u8 n)
{
    u32 result = 1;
    while(n--)result*=n;
    return result   
}

//str转换为数字
//buf:数字存储区
//dx:小数点位数，返回给调用函数 //小数点位数
//返回值：转换后的数值
//应该是数值，不含小数，但是你知道了位数，位数在形参指针里
int NMEA_Str2num(u8 *buf,u8*dx);//buf 和 dx 都是指针变量。res是16位的
{
    u8 *p=buf;//p变为指针变量
    u32 ires=0,fres=0;
    u8 ilen=0,flen=0,i;
    u8 mask = 0;//mask = 0x00;
    int res;
    while(1)//得到整数和小数的长度 不停的进行遍历
    {
        if(*p=='-'){mask|=0x02;p++;}//是负数。mask=0X02是负数
        if(*p==','||(*p=='*')){}break;//遇到结束了
        if(*p=='.'){mask|=0x01;p++;}//遇到小数点了。
        else if(*p>'9'||(*p<'0'))   //有非法字符
        {
            ilen = 0;
            flen = 0;
            break;
        }
        if (mask&0X01)flen++;
        else ilen++; //
        p++;
    }
    if(mask&0x02)flen++;//去掉负号，为啥这就是减掉符号了
    for(i=0;i10,ilen-1-i)*(buf[i]-'0');
        //应该是NMEA_Pow是取几个10，10的多少次方，buf[i]上的值
    }
    if(flen>5)flen=5;   //最多取5位小数
    for(i=0;i//得到小数部分数据
    {  
        fres+=NMEA_Pow(10,flen-1-i)*(buf[ilen+1+i]-'0');
    } 
    res = ires*NMEA_Pow(10,flen)+fres;
    //排除负数：如果是负数：
    if(mask&0X02)res=-res;         
    return res; 
}

【1】分析GPGSV信息
//分析GPGSV信息
//gpsx:nmea信息结构体
//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址
//【结果】：得到所有卫星的卫星总数，每个卫星的编号，仰角，方位角，信噪比，对实际没有什么太大用处
$GPGSV,3,1,11,18,73,129,19,10,71,335,40,22,63,323,41,25,49,127,06*78

$GPGSV,3,1,11,[18,73,129,19],[10,71,335,40],[22,63,323,41],[25,49,127,06]*78
/*
(1) GSV 语句总数。【3】
(2) 本句 GSV 的编号。【1】
(3) 可见卫星的总数（00~12，前面的 0 也将被传输）。【11】
(4) 卫星编号（01~32，前面的 0 也将被传输）。【18】 【10】
(5) 卫星仰角（00~90 度，前面的 0 也将被传输）。【73】【71】
(6) 卫星方位角（000~359 度，前面的 0 也将被传输）【129】【335】
(7) 信噪比（00~99dB，没有跟踪到卫星时为空）。【19】【40】

void NMEA_GPGSV_Analysis(nmeg_msg *gpsx,u8 *buf)
{
    u8 *p,*p1,dx;
    u8 len,i,j,slx=0;
    u8 posx;
    p=buf;
    p1=(u8*)strstr((const char *)p,"$GPGSV");//p1应该是$的指针变量
    len=p1[7]-'0';//得到GPGSV的条数，应该是3,看例子
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3); //得到可见卫星总数【11】
    if(posx!=0XFF)gpsx->svnum=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//
    for(i=0;iu8*)strstr((const char *)p,"$GPGSV");
        for(j=0;j<4;j++)
        {     
            posx=NMEA_Comma_Pos(p1,4+j*4);
            if(posx!=0XFF)gpsx->slmsg[slx].num=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);   //得到卫星编号
            else break; 
            posx=NMEA_Comma_Pos(p1,5+j*4);
            if(posx!=0XFF)gpsx->slmsg[slx].eledeg=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//得到卫星仰角 
            else break;
            posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6+j*4);
            if(posx!=0XFF)gpsx->slmsg[slx].azideg=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//得到卫星方位角
            else break; 
            posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7+j*4);
            if(posx!=0XFF)gpsx->slmsg[slx].sn=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);    //得到卫星信噪比
            else break;
            slx++;     
        }   
        p=p1+1;//切换到下一个GPGSV信息  
    }
}

【2】GNGGA信息
//分析GNGGA信息,这里就用到了679 如果要用记得自己加
//gpsx:nmea信息结构体
//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址
/*
$GNGGA 语句的基本格式如下（其中 M 指单位 M， hh 指校验和， CR 和 LF 代表回车
换行，下同）：

$GNGGA,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),M,(10),M,(11),(12)*hh(CR)(LF)
举例如下：

$GNGGA,095528.000,2318.1133,N,11319.7210,E,1,06,3.7,55.1,M,-5.4,M,,0000*69
(1) UTC 时间，格式为 hhmmss.ss；【095528.000】
(2) 纬度，格式为 ddmm.mmmmm（度分格式）；【2318.1133】
(3) 纬度半球， N 或 S（北纬或南纬）；【N】
(4) 经度，格式为 dddmm.mmmmm（度分格式）；【11319.7210】
(5) 经度半球， E 或 W（东经或西经）；【E】
(6) GPS 状态， 0=未定位， 1=非差分定位， 2=差分定位；【1】
(7) 正在使用的用于定位的卫星数量（00~12）【06】
(8) HDOP 水平精确度因子（0.5~99.9）【3.7】
(9) 海拔高度（-9999.9 到 9999.9 米）【55.1】
(10) 大地水准面高度（-9999.9 到 9999.9 米）【-5.4】
(11) 差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，非差分定位，此项为空）【空】
(12) 差分参考基站标号（0000 到 1023， 首位 0 也将传送，非差分定位，此项为空)【空】

void NMEA_GNGGA_Analysis(nmea_msg *gpsx,u8 *buf)
{
    u8 *p1,dx;  //dx不知道干嘛用的      
    u8 posx;    //是变量
    p1=(u8*)strstr((const char *)buf,"$GNGGA");
    //从首地址放入一般都是GPS所有数据，然后的到p1为$GNGGA的首地址
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6);//得到GPS状态//代表逗号所在位置的偏移
    if(posx!=0XFF)gpsx->gpssta=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);   buf:数字存储区,dx:小数点位数
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7);                              //得到用于定位的卫星数
    if(posx!=0XFF)gpsx->posslnum=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx); 
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,9);                              //得到海拔高度
    if(posx!=0XFF)gpsx->altitude=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);  
}

【3】分析GNGSA信息
//gpsx:nmea信息结构体
//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址
/*
$GNGSA 语句的基本格式如下：

$GNGSA,(1),(2),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(3),(4),(5),(6)*hh(CR)(LF)

举例如下：
$GNGSA,A,3,14,22,24,12,,,,,,,,,4.2,3.7,2.1*2D

$GNGSA,A,3,209,214,,,,,,,,,,,4.2,3.7,2.1*21

注 1： 精度因子值越小，则准确度越高。

(1) 模式， M = 手动， A = 自动。【A】
(2) 定位类型， 1=未定位， 2=2D 定位， 3=3D 定位。【3】
(3) 正在用于定位的卫星号（01~32）【3】【14】【22】（一共有12个）
(4) PDOP 综合位置精度因子（0.5-99.9）【4.2】
(5) HDOP 水平精度因子 1（0.5-99.9）【3.7】
(6) VDOP 垂直精度因子（0.5-99.9）【2.1】

void NMEA_GNGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,u8 *buf)
{
    u8 *p1,dx;  //dx为后面用的但没有体现小数点右面保留几位啊     
    u8 posx; //
    u8 i;   
    p1=(u8*)strstr((const char *)buf,"$GNGSA");//先得到定位类型
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,2);  //得到定位类型
    if(posx!=0XFF)gpsx->fixmode=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx); //确定定位类型 
    for(i=0;i<12;i++)                                       //得到定位卫星编号
    {
        posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3+i);                     
        if(posx!=0XFF)gpsx->possl[i]=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx); //将卫星编号逐1手机过来
        else break; 
    }                 
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,15);                             //得到PDOP位置精度因子
    if(posx!=0XFF)gpsx->pdop=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);  
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,16);                             //得到HDOP位置精度因子
    if(posx!=0XFF)gpsx->hdop=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);  
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,17);                             //得到VDOP位置精度因子
    if(posx!=0XFF)gpsx->vdop=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);  
}

【4】分析GNRMC信息
//gpsx:nmea信息结构体
//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址
/*
$GNRMC（推荐定位信息， Recommended Minimum Specific GPS/Transit Data）

$GNRMC 语句的基本格式如下：

$GNRMC,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12)*hh(CR)(LF)

举例如下：

$GNRMC,095554.000,A,2318.1327,N,11319.7252,E,000.0,005.7,081215,,,A*73

(1) UTC 时间， hhmmss（时分秒）【095554.000】
(2) 定位状态， A=有效定位， V=无效定位【A】
(3) 纬度 ddmm.mmmmm（度分）【2318.1327】
(4) 纬度半球 N（北半球）或 S（南半球）【N】
(5) 经度 dddmm.mmmmm（度分）【11319.7252】
(6) 经度半球 E（东经）或 W（西经）【E】
(7) 地面速率（000.0~999.9 节）【000.0】
(8) 地面航向（000.0~359.9 度，以真北方为参考基准）【005.7】
(9) UTC 日期， ddmmyy（日月年）【081215】
(10) 磁偏角（000.0~180.0 度，前导位数不足则补 0）【】
(11) 磁偏角方向， E（东）或 W（西）【】
(12) 模式指示（A=自主定位， D=差分， E=估算， N=数据无效）【A】

void NMEA_GNRMC_Analysis(nmea_msg *gpsx,u8 *buf)
{
    u8 *p1,dx;           
    u8 posx;     
    u32 temp; //32位变量去读取时间数据，格式是不清楚的，实际数字例如095554.000      
    float rs;  
    p1=(u8*)strstr((const char *)buf,"$GNRMC");//"$GNRMC",经常有&和GNRMC分开的情况,故只判断GPRMC.
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,1);                              //得到UTC时间
    if(posx!=0XFF)
    {   //这里数据存在一个算法，我不知道这个时间是什么原理，但是能算出来
        temp=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx)/NMEA_Pow(10,dx);     //得到UTC时间,去掉ms
        gpsx->utc.hour=temp/10000;//95554/10000 = 9
        gpsx->utc.min=(temp/100)%100;//955%100 = 55
        gpsx->utc.sec=temp%100;  //54    
    }   
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3);  //得到纬度 ddmm.mmmmm（度分）【2318.1327】
    if(posx!=0XFF)
    {
        temp=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);//取整2318          
        gpsx->latitude=temp/NMEA_Pow(10,dx+2);  //得到°//23°
        rs=temp%NMEA_Pow(10,dx+2);              //得到'//2318%（10^2）=18'  
        //【这句子历程是5，我跟人感觉好像是6呢，好奇怪，这里怎么算出来的】     
        gpsx->latitude=gpsx->latitude*NMEA_Pow(10,5)+(rs*NMEA_Pow(10,5-dx))/60;//转换为° 
    }
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,4);                              //南纬还是北纬，确定位置 
    if(posx!=0XFF)gpsx->nshemi=*(p1+posx);                   
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,5);                              //得到经度
    if(posx!=0XFF)
    {                                                 
        temp=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);          
        gpsx->longitude=temp/NMEA_Pow(10,dx+2); //得到°
        rs=temp%NMEA_Pow(10,dx+2);              //得到'        
        gpsx->longitude=gpsx->longitude*NMEA_Pow(10,5)+(rs*NMEA_Pow(10,5-dx))/60;//转换为° 
    }
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6);                              //东经还是西经
    if(posx!=0XFF)gpsx->ewhemi=*(p1+posx);       
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,9);                              //得到UTC日期
    if(posx!=0XFF)
    {
        temp=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);                     //得到UTC日期
        gpsx->utc.date=temp/10000;
        gpsx->utc.month=(temp/100)%100;
        gpsx->utc.year=2000+temp%100;        
    } 
}

【5】GNVTG（地面速度信息， Track Made Good and Ground Speed）

$GNVTG 语句的基本格式如下：

$GNVTG,(1),T,(2),M,(3),N,(4),K,(5)*hh(CR)(LF)

举例如下：
$GNVTG,005.7,T,,M,000.0,N,000.0,K,A*11
(1)以真北为参考基准的地面航向（000~359 度，前面的 0 也将被传输）【005.7】
(2)以磁北为参考基准的地面航向(000~359 度，前面的 0 也将被传输)【】
(3) 地面速率(000.0~999.9 节，前面的 0 也将被传输)【000.0】
(4) 地面速率(0000.0~1851.8 公里/小时，前面的 0 也将被传输)【000.0】
(5) 模式指示（A=自主定位， D=差分， E=估算， N=数据无效）【A】
*/
//分析GNVTG信息
//gpsx:nmea信息结构体
//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址

void NMEA_GNVTG_Analysis(nmea_msg *gpsx,u8 *buf)
{
    u8 *p1,dx;           
    u8 posx;    
    p1=(u8*)strstr((const char *)buf,"$GNVTG");    
    //$GNVTG,(1),T,(2),M,(3),N,(4),K,(5)*hh(CR)(LF)    
    //第7个逗号后面是（4）即地面速率
    posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7);                              //得到地面速率
    if(posx!=0XFF)
    {
        gpsx->speed=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);              //得到速度，后面为啥扩大1000倍表示不理解
        if(dx<3)gpsx->speed*=NMEA_Pow(10,3-dx);             //确保扩大1000倍
    }
} 

//提取NMEA-0183信息
//gpsx:nmea信息结构体
//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址
void GPS_Analysis(nmea_msg *gpsx,u8 *buf)
{
    NMEA_GPGSV_Analysis(gpsx,buf);  //GPGSV解析
    NMEA_BDGSV_Analysis(gpsx,buf);  //BDGSV解析
    NMEA_GNGGA_Analysis(gpsx,buf);  //GNGGA解析   
    NMEA_GNGSA_Analysis(gpsx,buf);  //GPNSA解析
    NMEA_GNRMC_Analysis(gpsx,buf);  //GPNMC解析
    NMEA_GNVTG_Analysis(gpsx,buf);  //GPNTG解析
}