NMEA码数据解析(C语言)

#include "NMEA.h" 				   
#include "stdio.h"	 
#include "stdarg.h"	 
#include "string.h"	 
#include "math.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////	 
//BC20 NMEA解析					  
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 	   

//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							  
uint8_t NMEA_Comma_Pos(uint8_t *buf,uint8_t cx)
{	 		    
	uint8_t *p=buf;
	while(cx)
	{		 
		if(*buf=='*'||*buf<' '||*buf>'z')return 0XFF;//遇到'*'或者非法字符,则不存在第cx个逗号
		if(*buf==',')cx--;
		buf++;
	}
	return buf-p;	 
}
//m^n函数
//返回值:m^n次方.
uint32_t NMEA_Pow(uint8_t m,uint8_t n)
{
	uint32_t result=1;	 
	while(n--)result*=m;    
	return result;
}
//str转换为数字,以','或者'*'结束
//buf:数字存储区
//dx:小数点位数,返回给调用函数
//返回值:转换后的数值
int NMEA_Str2num(uint8_t *buf,uint8_t*dx)
{
	uint8_t *p=buf;
	uint32_t ires=0,fres=0;
	uint8_t ilen=0,flen=0,i;
	uint8_t mask=0;
	int res;
	while(1) //得到整数和小数的长度
	{
		if(*p=='-'){mask|=0X02;p++;}//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)buf++;	//去掉负号
	for(i=0;i<ilen;i++)	//得到整数部分数据
	{  
		ires+=NMEA_Pow(10,ilen-1-i)*(buf[i]-'0');
	}
	if(flen>5)flen=5;	//最多取5位小数
	*dx=flen;	 		//小数点位数
	for(i=0;i<flen;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;
	if(mask&0X02)res=-res;		   
	return res;
}	  							 
//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
void NMEA_GPGSV_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf)
{
	uint8_t *p,*p1,dx;
	uint8_t len,i,j,slx=0;
	uint8_t posx;   	 
	p=buf;
	p1=(uint8_t*)strstr((const char *)p,"$GPGSV");
	len=p1[7]-'0';								//得到GPGSV语句条数
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3); 					//得到可见卫星总数
	if(posx!=0XFF)gpsx->svnum=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);
	for(i=0;i<len;i++)
	{	 
		p1=(uint8_t*)strstr((const char *)p,"$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
	}   
}
//分析GBGSV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_GBGSV_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf)
{
	uint8_t *p,*p1,dx;
	uint8_t len,i,j,slx=0;
	uint8_t posx;   	 
	p=buf;
	p1=(uint8_t*)strstr((const char *)p,"$GBGSV");
	len=p1[7]-'0';								//得到GBGSV的条数
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3); 					//得到可见北斗卫星总数
	if(posx!=0XFF)gpsx->beidou_svnum=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);
	for(i=0;i<len;i++)
	{	 
		p1=(uint8_t*)strstr((const char *)p,"$GBGSV");  
		for(j=0;j<4;j++)
		{	  
			posx=NMEA_Comma_Pos(p1,4+j*4);
			if(posx!=0XFF)gpsx->beidou_slmsg[slx].beidou_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->beidou_slmsg[slx].beidou_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->beidou_slmsg[slx].beidou_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->beidou_slmsg[slx].beidou_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BDGSV信息
	}   
}
//分析GNGGA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_GNGGA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf)
{
	uint8_t *p1,dx;			 
	uint8_t posx;    
	p1=(uint8_t*)strstr((const char *)buf,"$GNGGA");
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,6);								//得到GPS状态
	if(posx!=0XFF)gpsx->gpssta=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);	
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7);								//得到用于定位的卫星数
	if(posx!=0XFF)gpsx->posslnum=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx); 
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,9);								//得到海拔高度
	if(posx!=0XFF)gpsx->altitude=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);  
}
//分析GNGSA信息
//gpsx:nmea信息结构体
//buf:接收到的GPS数据缓冲区首地址
void NMEA_GNGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf)
{
	uint8_t *p1,dx;			 
	uint8_t posx; 
	uint8_t i;   
	p1=(uint8_t*)strstr((const char *)buf,"$GNGSA");
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,2);								//得到定位类型
	if(posx!=0XFF)gpsx->fixmode=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);	
	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);
		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);  
}
//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
void NMEA_GNRMC_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf)
{
	uint8_t *p1,dx;			 
	uint8_t posx;     
	uint32_t temp;	   
	float rs;  
	p1=(uint8_t*)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)
	{
		temp=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx)/NMEA_Pow(10,dx);	 	//得到UTC时间,去掉ms
		gpsx->utc.hour=temp/10000;
		gpsx->utc.min=(temp/100)%100;
		gpsx->utc.sec=temp%100;	 	 
	}	
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,3);								//得到纬度
	if(posx!=0XFF)
	{
		temp=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);		 	 
		gpsx->latitude=temp/NMEA_Pow(10,dx+2);	//得到°
		rs=temp%NMEA_Pow(10,dx+2);				//得到'		 
		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 
	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;	 	 
	} 
}
//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,uint8_t *buf)
{
	uint8_t *p1,dx;			 
	uint8_t posx;    
	p1=(uint8_t*)strstr((const char *)buf,"$GNVTG");							 
	posx=NMEA_Comma_Pos(p1,7);								//得到地面速率
	if(posx!=0XFF)
	{
		gpsx->speed=NMEA_Str2num(p1+posx,&dx);
		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 NMEA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf)
{
	NMEA_GNRMC_Analysis(gpsx,buf);	//GPNMC解析
	NMEA_GPGSV_Analysis(gpsx,buf);	//GPGSV解析
	NMEA_GBGSV_Analysis(gpsx,buf);	//GBGSV解析
	NMEA_GNGGA_Analysis(gpsx,buf);	//GNGGA解析 	
	NMEA_GNGSA_Analysis(gpsx,buf);	//GPNSA解析
	NMEA_GNVTG_Analysis(gpsx,buf);	//GPNTG解析
}

头文件

#ifndef __NMEA_H
#define __NMEA_H	 
#include "stm32l0xx_hal.h"

//GPS NMEA-0183协议重要参数结构体定义 
//卫星信息
__packed typedef struct  
{										    
 	uint8_t num;		//卫星编号
	uint8_t eledeg;	//卫星仰角
	uint16_t azideg;	//卫星方位角
	uint8_t sn;		//信噪比		   
}nmea_satellitemsg; 
//北斗 NMEA-0183协议重要参数结构体定义 
//卫星信息
__packed typedef struct  
{	
 	uint8_t beidou_num;		//卫星编号
	uint8_t beidou_eledeg;	//卫星仰角
	uint16_t beidou_azideg;	//卫星方位角
	uint8_t beidou_sn;		//信噪比		   
}beidou_nmea_satellitemsg; 

//UTC时间信息
__packed typedef struct  
{										    
 	uint16_t year;	//年份
	uint8_t month;	//月份
	uint8_t date;	//日期
	uint8_t hour; 	//小时
	uint8_t min; 	//分钟
	uint8_t sec; 	//秒钟
}nmea_utc_time;   	   
//NMEA 0183 协议解析后数据存放结构体
__packed typedef struct  
{										    
 	uint8_t svnum;					//可见GPS卫星数
	uint8_t beidou_svnum;			//可见GPS卫星数
	nmea_satellitemsg slmsg[12];		//最多12颗GPS卫星
	beidou_nmea_satellitemsg beidou_slmsg[12];		//暂且算最多12颗北斗卫星
	nmea_utc_time utc;			//UTC时间
	uint32_t latitude;				//纬度 分扩大100000倍,实际要除以100000
	uint8_t nshemi;					//北纬/南纬,N:北纬;S:南纬				  
	uint32_t longitude;			    //经度 分扩大100000倍,实际要除以100000
	uint8_t ewhemi;					//东经/西经,E:东经;W:西经
	uint8_t gpssta;					//GPS状态:0,未定位;1,非差分定位;2,差分定位;6,正在估算.				  
 	uint8_t posslnum;				//用于定位的GPS卫星数,0~12.
 	uint8_t possl[12];				//用于定位的卫星编号
	uint8_t fixmode;					//定位类型:1,没有定位;2,2D定位;3,3D定位
	uint16_t pdop;					//位置精度因子 0~500,对应实际值0~50.0
	uint16_t hdop;					//水平精度因子 0~500,对应实际值0~50.0
	uint16_t vdop;					//垂直精度因子 0~500,对应实际值0~50.0 

	int altitude;			 	//海拔高度,放大了10倍,实际除以10.单位:0.1m	 
	uint16_t speed;					//地面速率,放大了1000倍,实际除以10.单位:0.001公里/小时	 
}nmea_msg;
 
int NMEA_Str2num(uint8_t *buf,uint8_t*dx);
void NMEA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);
void NMEA_GPGSV_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);
void NMEA_BDGSV_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);
void NMEA_GNGGA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);
void NMEA_GNGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);
void NMEA_GNGSA_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);
void NMEA_GNRMC_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);
void NMEA_GNVTG_Analysis(nmea_msg *gpsx,uint8_t *buf);

#endif