NMEA0813標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的解釋和模擬

1、v1.0可編輯可修改NMEA 0813標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的解釋和模擬NME是“ Natio nal Marine Electro nics Association” （國(guó)際海洋電子協(xié)會(huì)）的縮寫，同時(shí)也是數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)會(huì)，該協(xié)會(huì)定制的GNS敎據(jù)格式是NMEA0183數(shù)據(jù)格式，它是一套定義接收機(jī)輸出的標(biāo)準(zhǔn)信息，有幾種不同的格式，每 種都是獨(dú)立相關(guān)的ASCII格式，逗點(diǎn)隔開(kāi)數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流長(zhǎng)度從 30-100字符不 等，通常以每秒間隔選擇輸出。最常用的格式為“ GGA，它包含了定位時(shí)間、 緯度、經(jīng)度、高度、定位所用的衛(wèi)星數(shù)、DOPS、差分狀態(tài)和校正時(shí)段等，還有速度，跟蹤，日期等。GPS接收機(jī)根據(jù)NMEA

2、0183協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將位置、速度等信息通過(guò)串口 傳送到PC機(jī)、PDA等設(shè)備。NME實(shí)際上已成為所有的GNS接收機(jī)和最通用的數(shù) 據(jù)輸出格式，同時(shí)它也被用于與 GNS取收機(jī)接口的大多數(shù)軟件包里。NMEA-018協(xié)、議是GNS接收機(jī)應(yīng)當(dāng)遵守的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也是目前 GPSS收機(jī) 上使用最廣泛的協(xié)議，大多數(shù)常見(jiàn)的 GNS接收機(jī)、GNS數(shù)據(jù)處理軟件、導(dǎo)航軟 件都遵守或者至少兼容這個(gè)協(xié)議。NMEA 081豁式與專業(yè)和 CMR的 GNSS據(jù)格式不同，NMEA 0813格式主要針對(duì) 民用定位導(dǎo)航設(shè)備，通過(guò) NMEA 018豁式，可以實(shí)現(xiàn)GNS取收機(jī)與PC或PDA 之間的數(shù)據(jù)交換，可以通過(guò)USB和COM口等通用

3、數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其兼容 性高，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。同時(shí)NMEA 018列以作為民用差分GPS服務(wù)解算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò) CORS考 站和GPRS/CDM公網(wǎng)通訊，直接接收NMEA183兼容格式的差分信息，實(shí)現(xiàn)一般 差分GNSS艮務(wù)。NMEAI基本的使用方式如圖1所示。7Yr -NMEA0I83A1差分信息數(shù)據(jù)1 (ASCH)PDA-簿*圖一NMEA-0183*議定義的語(yǔ)句非常多，但是常用的或者說(shuō)兼容性最廣的語(yǔ)句只有 $GPGGA$GPGS、$GPGS、$GPRMC$GPVTG $GPGL等。NMEA-0183的每條語(yǔ)句的格式如下表1所示。表1 NMEA協(xié)議語(yǔ)句格式定義符號(hào)（ASCII）定義“ $”

4、語(yǔ)句起始位aaccc地址域，前兩位為識(shí)別 符，后三位為語(yǔ)句名a»域分隔符ddd d dd發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)容“ * ”效驗(yàn)和符號(hào)，后面的兩 位數(shù)是效驗(yàn)和hh效驗(yàn)和不同的GPSOE接收板提供的NMEA語(yǔ)句有很大差異，主要表現(xiàn)在字段的 意義和位置上。用戶需要先弄清楚需要哪些信息，然后對(duì)照 GPSOEM接收板的技 術(shù)資料，尋找那些包括所需信息的 NMEA語(yǔ)句。下面將介紹兼容性最廣泛的6條NMEA語(yǔ)句（1）$GPGG語(yǔ)句Global Positioning System Fix Data （ GGA，即卩 GPS定位信息。該 語(yǔ)句中反映GPS定位主要數(shù)據(jù)，包括經(jīng)緯度、質(zhì)量因子、HDOP高程、參考站

5、號(hào) 等字段。其標(biāo)準(zhǔn)格式如下：$GPGG，1，2，3，4，5，6，7，8，9，M, 10，M 11，12*hhCRxLF各字段的含義和取值范圍見(jiàn)表2所示表2 $GPGG語(yǔ)句各字段的含義和取值范圍字段含義取值范圍<1>UTC寸間<2>緯度，格式：000. 00000<3>南北半球N北緯；S南緯<4>經(jīng)度格式<5>東西半球E表示東經(jīng)；W表示西經(jīng)<6>GPS犬態(tài)0-未定位，1-GPS單點(diǎn)定位固定解，2- 差分定位，3=PPS解；4=RTK固定解；5=RTK 浮點(diǎn)解；6=估計(jì)值；7=手工輸入模式；8=模 擬模式<7>應(yīng)用

6、解算位置的衛(wèi)星數(shù)0012<8>HDOP水平圖形強(qiáng)度 因子 （大于6不可用）<9>海拔高度<10>地球橢球面相對(duì)大地水準(zhǔn)面的高度（高程異常）<11>差分時(shí)間從最近一次接收到差分信號(hào)開(kāi)始的秒 數(shù)，如果不是差分定位將為空<12>參考站號(hào)00001023;不使用DGPS寸為空例句:$GPGG，N, E, 1, 8, M , M , *76(2) $GPGS語(yǔ)句GPS DOP and Active Satellites(GSA即當(dāng)前衛(wèi)星信息， 其標(biāo)準(zhǔn)格式如下：$GPGS,<1>, <2>, <3>, <

7、3>, <3>, <3>, <3>, <3>, <3>, <3>, <3>,<3>, <3>, <3>, <4>, <5>, <6>*hh<CRxLF>各字段的含義和取值范圍見(jiàn)表3所示。表3 $GPGSA語(yǔ)句各字段的含義和取值范圍字段含義取值范圍例句:$GPGS,A, 3, 19, 11, 03, 23, 27, 13, 16,*0E(3) $GPGS語(yǔ)句GPS Satellites in View(GSV可見(jiàn)衛(wèi)星信息，反

8、映 GPS可見(jiàn)星的方位角、俯仰角、信噪比等。其標(biāo)準(zhǔn)格式如下：$GPGS,<1>, <2>, <3>, <4>, <5>, <6>, <7>,<4>, <5>, <6>,<7>*hh<CRxLF>各字段的含義和取值范圍見(jiàn)表4所示。表4 $GPGSV語(yǔ)句各字段的含義和取值范圍字段含義取值范圍<1>總的GSV語(yǔ)句電文數(shù)012<2>當(dāng)前GSV語(yǔ)句號(hào)1-3<3>可視衛(wèi)星總數(shù)0012<4>衛(wèi)星號(hào)0132<5&g

9、t;衛(wèi)星仰角0090度<6>衛(wèi)星方位角000359度<7>信噪比0099dB,沒(méi)有跟蹤到衛(wèi)星時(shí)為空注：<4>, <5>, <6>, <7>言息將按照每顆衛(wèi)星進(jìn)行循環(huán)顯示，每條GSV語(yǔ)句最多可以顯示4顆衛(wèi)星的信息。其他衛(wèi)星信息將在下一序列的NMEA018語(yǔ)句中輸出。例句：$GPGS，3, 1，11，1, 83, 54, 32，3，19，192, 28，6，26, 57, 36， 7，51, 140, 37*7D$GPGS,3, 2, 11, 14, 40, 136, 34, 16, 64, 266, 36, 20, 21,

10、293, 22, 2, 168, *4C$GPGS,3, 3, 11, 23, 10, 321, 25, 53, 7, 40, 30, 2, 46, *48（4）$GPRM語(yǔ)句Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（ RMC，即推薦定 位信息。其標(biāo)準(zhǔn)格式如下：$GPRMC<1>, <2>, <3>, <4>, <5>, <6>, <7>, <8>, <9>, <10>, <11>, <12>*hh&l

11、t;CRxLF>各字段的含義和取值范圍見(jiàn)表5所示。v1.0可編輯可修改表7 $GPGLL語(yǔ)句各字段的含義和取值范圍段7含義取值范圍<1>UTC寸間，<2>定位狀態(tài)A=有效定位，效定位<3>緯度，格式：000. 00000<4>南北半球N表示北緯；S表示南緯<5>經(jīng)度格式<6>東西半球E表示東經(jīng)；W表示西經(jīng)<7>地面速率節(jié)<8>地面航向，以真北為參考基準(zhǔn)<9>UTC日期，格式：ddmmyy日月年<10>磁偏角度<11>磁偏角E表示偏東；W表示偏西<12&

12、gt;模式指示（NMEA0183版本輸出）A=自主定位，D=差分，E= 古算，N=數(shù)據(jù)無(wú)效例句：$GPRMC, A, N, E, 010806, W A*08(5) $GPVTG§句Track Made Good and Ground Speed (VTG，即地面速度信息。其標(biāo)準(zhǔn)格式為：$GPVTG<1>, T, <2>, M <3>, N, <4>, K, <5>*hh<CRxLF>各字段的含義和取值范圍見(jiàn)表6所示。表6 $GPVTG語(yǔ)句各字段的含義和取值范圍字段含義取值范圍<1>以真北為參考基準(zhǔn)的

13、地面航 向000359度<2>以磁北為參考基準(zhǔn)的地面航 向000359度<3>地面速率節(jié)<4>地面速率公里/小時(shí)<5>模式指示（僅NMEA0183版本輸出）A=自主定位，D=差分，E= 古算，”=數(shù)據(jù)無(wú)效例句：$GPVTG , T, M , N, K, A*2F（6）$GPGL語(yǔ)句Geographic Position（ GLL），即定位地理信息。其標(biāo)準(zhǔn)格式如下:$GPGLL <1>, <2>, <3>, <4>, <5>, <6>, <7>*hh<CR&g

14、t;<LF>各字段的含義和取值范圍見(jiàn)表7所示。字段含義取值范圍<1>緯度，格式：000. 00000<2>南北半球N表示北半球；S表示南半球<3>經(jīng)度，格式：<4>東西半球E表示東經(jīng)；W表示西經(jīng)<5>UTC時(shí)間，格式：hhmmss<6>定位狀態(tài)A=有效定位，效定位<7>模式指示（NMEA0183版本輸出）A=自主定位，D=差分，E= 古算，N= 數(shù)據(jù)無(wú)效5 NMEA 0183數(shù) 據(jù)模擬該源代碼為VC+源代碼，是對(duì)一個(gè)模擬 NME數(shù)據(jù)的類的定義。struct CNmeaDataCNmeaData（）；

15、void ResetData （）；double lat ； /緯度，單位為度（正數(shù)為北緯，負(fù)數(shù)為南緯）double Ion ； / 經(jīng)度，單位為度（正數(shù)為東經(jīng)，負(fù)數(shù)為西經(jīng)）double altitude ； / 海拔高度，米double speed ； / 速度，節(jié)double track ； /追蹤衛(wèi)星高度角，度double magVariation ； / 磁偏角，度double hdop ; / HDOP 值int numSats ; / 追蹤衛(wèi)星數(shù)int UTCYear ； / UTC 年int UTCMonth ； / UTC 月int UTCDay ； / UTC 日int UT

16、CHour ； / UTC 時(shí)int UTCMinute ； / UTC 分int UTCSecond ； / UTC 秒CSatData satDataMAC_SATS;/衛(wèi)星鎖定數(shù)：/ 0 = 無(wú)效，1 = 衛(wèi)星鎖定，2 = DGPS狀態(tài)GPS_FIX_QUALITY lastFixQuality ；/有效衛(wèi)星數(shù)bool isValidLat； / 緯度bool isValidLon； / 經(jīng)度bool isValidAltitude ； / 高程bool isValidSpeed ； / 速度bool isValidDate； /日期bool isValidTime； /時(shí)間bool i

17、sValidTrack ； / 追蹤衛(wèi)星角bool isValidMagVariatio n； / 磁偏角變化bool isValidHdop ； / HDOP 值11v1.0可編輯可修改bool isValidSatData ; / 衛(wèi)星數(shù)/確定是否有有效的坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)端口bool hasCoordEverBee nV alid ；class CNmeaParserpublic:CNmeaParser()；SENTENCE_STATUS ParseSentencgconst char* sentence)；void GetData ( CNmeaData& data const

18、 ；void ResetData () ()； private:bool ParseDegrees ( double& degrees ， const char* degString)const ；bool ParseDate ( int& year ， int& month ， int& day ，const char* dateString )const ；bool ParseTime ( int& hour ， int& minute ， int& second ，const char* timeString )const ；voi

19、d ParseA ndValidateAltitude(const char* field，const charvoid ParseA ndValidateDate(const char* field）；void ParseA ndValidateFixQuality( const char*field）；void ParseA ndValidateLat(const char* field ，constchar hem)；void ParseA ndValidateL on(const char* field ，constchar hem)；void ParseA ndValidateHdo

20、p(const char* field）；void ParseA ndValidateSpeed(const char* field）；void ParseA ndValidateMagVariati on(const char* field ，const char direct ion )；void ParseA ndValidateTime( const char* field););void ParseGGA(const char* sentencevoid ParseGLL(const char* sentencevoid ParseRMC(const char* sentencevo

21、id ParseGSV(const char* sentencebool GetNextField ( char* data ， const char* sentence ，uint& curre ntPositi on)const ;bool IsValidSe nten ceType(const char* sentence ) const ;bool IsCorrectChecksum(const char* sentence ) const ;CNmeaData m_data/需要分解GSV語(yǔ)句int m lastSentenceNumber;/確定結(jié)束語(yǔ)句int m_numS

22、entences ； /處理語(yǔ)句數(shù)int m_numSatsExpected ；/分析捕獲衛(wèi)星數(shù)int m_numSatsLeft ； /分析失鎖衛(wèi)星數(shù)int m_satArrayPos ； /下一次捕獲衛(wèi)星位置預(yù)測(cè)void ParseA ndValidateTrack( const char* fieldCSatData m_tempSatDataMAC_SATS；class CNmeaSerial public:CNmeaSerial ()；CNmeaSerial ( HWND hMsgWndDWORD timeou);CNmeaSerial ();SERIAL_RESULT_TYPE CloseConnection ();SERIAL_RESULT_TYPE OpenConnectio();SERIAL_RESULT_TYPE OpenConnectio( uint8 comPort , uint32 baudRate,uint8 dataBits, SETPARITY parity , STOPBITS stopBits );SERIAL_RESULT_TYPE GetDat( CNmeaData& d