GPS 入门 4 —— GPS NMEA-0183协议 [转]

GPS 入门 4 —— GPS NMEA-0183协议 [转] (2008-10-11 18:42:39)

标签：gps nmea-0183协议 超级终端 杂谈

分类：GPS.our.life

GPS可以输出实时定位数据让其他的设备使用，这就牵扯到了数据交换协议。几乎现在所有的GPS接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。NMEA协议有0180、0182和0183三种，0183可以认为是前两种的超集，现在正广泛的使用，0183有几个版本，V1.5 V2.1。所以，如果大家的GPS接收机如果要联上笔记本里通用的GPS导航程序，比如OZIEXPLORER和俺的GPSRECEIVER，就应该选择NEMA V2.0以上的协议。NMEA规定的通讯速度是4800 b/S。现在有些接收机也可以提供更高的速度，但说实话，没有什么用，4800就足够了。

　　象GARMIN，自己有一个mapsource软件，为了不让其他品牌的GPS使用该软件，就设计了私有的GARMIN协议，只有GARMIN的机器才能输出这种数据，而MAPSOURCE只能接收GARMIN协议，这样一来MAPSOURCE就只能让GARMIN的机器使用.

SIFR 天宝、摩托罗拉也有自己的专用二进制协议，但都支持NMEA协议输出的，通过专用的设置软件可以更改输出方式。

下面是NMEA协议常用的几种输出类型：

GPRMC（建议使用最小GPS数据格式）

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11><CR><LF>
1) 标准定位时间（UTC time）格式：时时分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。
2) 定位状态，A = 数据可用，V = 数据不可用。
3) 纬度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。
4) 纬度区分，北半球（N）或南半球（S）。
5) 经度，格式：度度分分.分分分分。
6) 经度区分，东（E）半球或西（W）半球。
7) 相对位移速度， 0.0 至 1851.8 knots
8) 相对位移方向，000.0 至 359.9度。实际值。
9) 日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。
10) 磁极变量，000.0 至180.0。
11) 度数。
12) Checksum.(检查位)

GPGSV（所示卫星格式）

$GPGSV, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,⋯<4>,<5>,<6>,<7>,<8><CR><LF>
1) 天空中收到讯号的卫星总数。
2) 定位的卫星总数。
3) 天空中的卫星总数，00 至 12。
4) 卫星编号， 01 至 32。
5) 卫星仰角， OO 至 90 度。
6) 卫星方位角， OOO 至 359 度。实际值。
7) 讯号噪声比（C/No）， 00 至 99 dB；无表未接收到讯号。
8) Checksum.(检查位).





GPGSA（GPS精度指针及使用卫星格式）
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,,,,,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7><CR><LF>

1)模式 2：M = 手动， A = 自动。
2)模式 1：定位型式 1 = 未定位， 2 = 二维定位， 3 = 三维定位。
3) PRN 数字：01 至 32 表天空使用中的卫星编号，最多可接收12颗卫星信息。
4) PDOP-位置精度稀释 0.5 至 99.9.
5) HDOP-水平精度稀释 0.5 to 99.9.
6) VDOP-垂直精度稀释 0.5 to 99.9.
7) Checksum.(检查位).  



GPS固定数据输出语句($GPGGA) 　　
这是一帧GPS定位的主要数据，也是使用最广的数据。为了便于理解，下面举例说明$GPGGA语句各部分的含义。例1是用GN－77N和笔者开发的软硬件接口，在笔者所在地接收到的$GPGGA语句的内容。
例1：$GPGGA，050901，3931.4449，N，11643.5123，E，1，07，1.4，76.2，M，－7.0，M，，＊65 　　
其标准格式为：$GPGGA，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)，(9)，M，(10)，M，(11)，(12)＊hh(CR)(LF) 　
各部分所对应的含义为： 　　
(1)定位UTC时间：05时09分01秒　　
(2)纬度(格式ddmm.mmmm:即dd度，mm.mmmm分)；　　
(3)N/S(北纬或南纬)：北纬39度31.4449分；　　
(4)经度(格式dddmm.mmmm：即ddd度，mm.mmmm分)；　　
(5)E/W(东经或西经)：东经116度43.5123分；　　
(6)质量因子(0=没有定位，1=实时GPS，2=差分GPS)：1=实时GPS；　　
(7)可使用的卫星数(0～8)：可使用的卫星数=07；　　
(8)水平精度因子(1.0～99.9)；水平精度因子=1.4；　　
(9)天线高程(海平面，－9999.9～99999.9，单位：m)；天线高程=76.2m); 　　
(10)大地椭球面相对海平面的高度(－999.9～9999.9，单位：m):－7.0m; 　　
(11)差分GPS数据年龄，实时GPS时无:无; 　　
(12)差分基准站号(0000～1023)，实时GPS时无:无; 　　
＊总和校验域；　　
hh 总和校验数:65 　　
(CR)(LF)回车，换行。 　　

GPGLL地理定位信息

例：$GPGLL,4250.5589,S,14718.5084,E,092204.999,A*2D
字段0：$GPGLL，语句ID，表明该语句为Geographic Position（GLL）地理定位信息
字段1：纬度ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0）
字段2：纬度N（北纬）或S（南纬）
字段3：经度dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0）
字段4：经度E（东经）或W（西经）
字段5：UTC时间，hhmmss.sss格式
字段6：状态，A=定位，V=未定位
字段7：校验值


$GPVTG地面速度信息

例：$GPVTG,89.68,T,,M,0.00,N,0.0,K*5F
字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息
字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
字段2：T=真北参照系
字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
字段4：M=磁北参照系
字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
字段6：N=节，Knots
字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
字段8：K=公里/时，km/h
字段9：校验值


收到的信息就是这样的：

$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,99.9,99.9,99.9*09

$GPVTG,000.0,T,,M,000.0,N,000.0,K*60

$GPGGA,062320,3537.8333,N,13944.6667,E,0,00,99.9,0100,M,,M,000,0000*7D

$GPGLL,3537.8333,N,13944.6667,E,062320,V*3B

$GPRMC,062320,V,3537.8333,N,13944.6667,E,000.0,000.0,030222,,*0D

$GPZDA,062320,03,02,2022,,*4E

$GPGSV,1,1,00,,,,,,,,,,,,,,,,*79

$GPVTG,000.0,T,,M,000.0,N,000.0,K*60

$GPGGA,062321,3537.8333,N,13944.6667,E,0,00,99.9,0100,M,,M,000,0000*7C

$GPGLL,3537.8333,N,13944.6667,E,062321,V*3A

$GPRMC,062321,V,3537.8333,N,13944.6667,E,000.0,000.0,030222,,*0C

$GPZDA,062321,03,02,2022,,*4F

$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,99.9,99.9,99.9*09

$GPVTG,000.0,T,,M,000.0,N,000.0,K*60

$GPGGA,062322,3537.8333,N,13944.6667,E,0,00,99.9,0100,M,,M,000,0000*7F

$GPGLL,3537.8333,N,13944.6667,E,062322,V*39

$GPRMC,062322,V,3537.8333,N,13944.6667,E,000.0,000.0,030222,,*0F

$GPZDA,062322,03,02,2022,,*4C

第<3>,<4>,<5>,<6>项个别卫星会重复出现，每行最多有四颗卫星。其余卫星信息会于次一行出现，若未使用，这些字段会空白。

这下，超级终端中显示的数据就能看懂了吧，其实所有的软件也都是对这些标准的输出数据进行处理和运算！