GPS定位接口解析實習

GPS定位接口解析與開發(fā)第1頁GPS信號解析第2頁GPS信號解析GPS設(shè)備通過對接收到導航電文進行分析處理，計算出設(shè)備所在經(jīng)緯度、海拔、航速、航向等空間信息，并按照要求協(xié)議將空間信息以及衛(wèi)星信息進行組織，按照一定波特率通過串口通訊（按位發(fā)送）提供應GPS設(shè)備使用者或者在GPS設(shè)備上進行顯示。常用協(xié)議：

NMEA0183協(xié)議

GARMIN協(xié)議第3頁8.1NMEA協(xié)議NMEA協(xié)議是為了在不一樣GPS（全球定位系統(tǒng)）導航設(shè)備中建立統(tǒng)一BTCM（海事無線電技術(shù)委員會）標準，由美國國家海洋電子協(xié)會（NMEA-TheNationalMarineElectronicsAssocia-tion）制定一套通訊協(xié)議。GPS接收機根據(jù)NMEA-0183協(xié)議標準規(guī)范，將位置、速度等信息通過串口傳送到PC機、PDA等設(shè)備。第4頁

8.1NMEA協(xié)議

NMEA-0183協(xié)議是GPS接收機應當遵守標準協(xié)議，也是目前GPS接收機上使用最廣泛協(xié)議，大多數(shù)常見GPS接收機、GPS數(shù)據(jù)處理軟件、導航軟件都遵守或者最少兼容這個協(xié)議。不過，也有少數(shù)廠商設(shè)備使用自行商定協(xié)議例如GARMINGPS設(shè)備（部分GARMIN設(shè)備也能夠輸出兼容NMEA-0183協(xié)議數(shù)據(jù)）。第5頁NMEA種類說明GPGGAGPS定位信息GPGLL定位地理信息—經(jīng)度及緯度GPGSA目前衛(wèi)星信息(一種偏差資訊，說明衛(wèi)星定位資訊優(yōu)劣狀態(tài))GPRMC基本GNSS信息（可達成定位目標），推薦定位信息GPGSVGNSS天空范圍內(nèi)衛(wèi)星，可見衛(wèi)星信息GPVTG地面速度信息

第6頁波特率：

波特率，能夠理解為數(shù)據(jù)傳輸時載波頻率，是一種脈沖方波。跟據(jù)傳輸數(shù)據(jù)（信號）不一樣（數(shù)據(jù)量、帶寬等），對載波頻率（波特率）要求也不一樣樣。國際有關(guān)組織定義了多種端口（藍牙、串口、并口等等）傳輸協(xié)議。4800、9600、38400等等，都符合這個協(xié)議。波特率越高，能夠傳輸數(shù)據(jù)帶寬就越寬，能夠感覺到數(shù)據(jù)傳輸就越快。但會使數(shù)據(jù)誤碼率增高。產(chǎn)生誤碼會返回數(shù)據(jù)源再重新發(fā)送，又會使數(shù)據(jù)傳輸變慢。因此要選擇合適波特率。第7頁波特率：

一般來說，藍牙產(chǎn)品，推薦波特率為9600，整合設(shè)備（如GPS一體機）用4800較好。對GPS傳輸來說，無論什么機器，都推薦用4800。其他波特率對GPS來說，影響都不大。目前出現(xiàn)了很多軟件GPS就沒有COM口和波特率限制了。第8頁8.2、NMEA0183協(xié)議種類說明（1）

RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData（RMC）推薦定位信息

格式：$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh<CR><LF>

<1>

UTC時間，hhmmss（時分秒）格式

<2>

定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無效定位

<3>

緯度ddmm.mmmm（度分）格式（前面0也將被傳輸）

<4>

緯度半球N（北半球）或S（南半球）

<5>

經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式（前面0也將被傳輸）

<6>

經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

<7>

地面速率（000.0~999.9節(jié)，前面0也將被傳輸）

<8>

地面航向（000.0~359.9度，以真北為參照基準，前面0也將被傳輸）

第9頁8.2、NMEA0183協(xié)議種類說明

<9>

UTC日期，ddmmyy（日月年）格式

<10>

磁偏角（000.0~180.0度，前面0也將被傳輸）

<11>

磁偏角方向，E（東）或W（西）

<12>

模式批示（僅NMEA01833.00版本輸出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數(shù)據(jù)無效）第10頁示例:$GPRMC,191934.767,A,4738.0173,N,12211.1874,W,0.109623,12.14,291004,,*21解析出來信息：時間：19點19分34.767秒定位狀態(tài)：有效緯度：北緯47度38.0173分經(jīng)度：西經(jīng)122度11.1874分速度：0.109624節(jié)航向：北方12.14度日期：23年10月29日第11頁

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh<CR><LF>

<1>

UTC時間，hhmmss（時分秒）格式

<2>

緯度ddmm.mmmm（度分）格式（前面0也將被傳輸）

<3>

緯度半球N（北半球）或S（南半球）

<4>

經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式（前面0也將被傳輸）

<5>

經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

<6>

GPS狀態(tài)：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算

<7>

正在使用解算位置衛(wèi)星數(shù)量（00~12）（前面0也將被傳輸）

<8>

HDOP水平精度因子（0.5~99.9）

2、

GlobalPositioningSystemFixData（GGA）GPS定位信息第12頁<9>

海拔高度（-9999.9~99999.9）

<10>

地球橢球面相對大地水準面高度

<11>

差分時間（從近來一次接收到差分信號開始秒數(shù)，假如不是差分定位將為空）

<12>

差分站ID號0000~1023（前面0也將被傳輸，假如不是差分定位將為空）2、

GlobalPositioningSystemFixData（GGA）GPS定位信息第13頁3、

GeographicPosition（GLL）定位地理信息

$GPGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*hh<CR><LF>

<1>

緯度ddmm.mmmm（度分）格式（前面0也將被傳輸）

<2>

緯度半球N（北半球）或S（南半球）

<3>

經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式（前面0也將被傳輸）

<4>

經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）

<5>

UTC時間，hhmmss（時分秒）格式

<6>

定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無效定位

<7>

模式批示（僅NMEA01833.00版本輸出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數(shù)據(jù)無效）第14頁4、

GPSDOPandActiveSatellites（GSA）目前衛(wèi)星信息

$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh<CR><LF>

<1>

模式，M=手動，A=自動

<2>

定位類型，1=沒有定位，2=2D定位，3=3D定位

<3>

PRN碼（偽隨機噪聲碼），正在用于解算位置衛(wèi)星號（01~32，前面0也將被傳輸）。

<4>

PDOP位置精度因子（0.5~99.9）

<5>

HDOP水平精度因子（0.5~99.9）

<6>

VDOP垂直精度因子（0.5~99.9）

第15頁5、

GPSSatellitesinView（GSV）可見衛(wèi)星信息

$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>*hh<CR><LF>

<1>

GSV語句總數(shù)

<2>

本句GSV編號

<3>

可見衛(wèi)星總數(shù)（00~12，前面0也將被傳輸）

<4>

PRN碼（偽隨機噪聲碼）（01~32，前面0也將被傳輸）

<5>

衛(wèi)星仰角（00~90度，前面0也將被傳輸）

<6>

衛(wèi)星方位角（000~359度，前面0也將被傳輸）

<7>

信噪比（00~99dB，沒有跟蹤到衛(wèi)星時為空，前面0也將被傳輸）第16頁上頁注釋：注：<4>,<5>,<6>,<7>信息將按照每顆衛(wèi)星進行循環(huán)顯示，每條GSV語句最多能夠顯示4顆衛(wèi)星信息。其他衛(wèi)星信息將在下一序列NMEA0183語句中輸出。

第17頁6、

TrackMadeGoodandGroundSpeed（VTG）地面速度信息

$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh<CR><LF>

<1>

以真北為參照基準地面航向（000~359度，前面0也將被傳輸）

<2>

以磁北為參照基準地面航向（000~359度，前面0也將被傳輸）

<3>

地面速率（000.0~999.9節(jié)，前面0也將被傳輸）

<4>

地面速率（0000.0~1851.8公里/小時，前面0也將被傳輸）

<5>

模式批示（僅NMEA01833.00版本輸出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數(shù)據(jù)無效）第18頁試驗一：內(nèi)容：1、GPS設(shè)備使用要求：（1）熟悉GPS設(shè)備使用（2）使用GPS設(shè)備對地物進行靜態(tài)絕對定位和對運動物體進行動態(tài)絕對定位。

2、GPS信號解析編寫小程序讀取GPS信號并進行解析，將解析成果以一定形式展現(xiàn)出來。

第19頁展示示例：衛(wèi)星位置即星歷圖解析經(jīng)緯度、高度等航向、航速等所檢測到衛(wèi)星信號強弱展示第20頁要求:1、使用語言不限：C，C++，C#，JAVA2、對于獲取信號可采取以一定期間間隔讀取文獻中GPS信號