NMEA-0183数据格式,NMEA0183数据格式

('目录NMEA-0183数据格式.........................................................................................................................................2GPS入门术语大全..................................................................................................................................................4NMEA-0183数据格式GPRMC（建议使用最小GPS数据格式）$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>1)标准定位时间（UTCtime）格式：时时分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。2)定位状态，A=数据可用，V=数据不可用。3)纬度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。4)纬度区分，北半球（N）或南半球（S）。5)经度，格式：度度分分.分分分分。6)经度区分，东（E）半球或西（W）半球。7)相对位移速度，0.0至1851.8knots8)相对位移方向，000.0至359.9度。实际值。9)日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。10)磁极变量，000.0至180.0。11)度数。12)Checksum.(检查位)GPGSV（可视卫星格式）$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,⋯<4>,<5>,<6>,<7>,<8>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99dB；无表未接收到讯号。8)Checksum.(检查位).第<4>,<5>,<6>,<7>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。GPGSA（GPS精度指针及使用卫星格式）$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,,,,,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>1)模式2：M=手动，A=自动。2)模式1：定位型式1=未定位，2=二维定位，3=三维定位。3)PRN数字：01至32表天空使用中的卫星编号，最多可接收12颗卫星信息。4)PDOP-位置精度稀释0.5至99.9.5)HDOP-水平精度稀释0.5to99.9.6)VDOP-垂直精度稀释0.5to99.9.7)Checksum.(检查位).NMEA－0183是美国国家海洋电子协会为海用电子设备制定的标准格式。NMEA－0183是美国国家海洋电子协会为海用电子设备制定的标准格式。它是在过去海用电子设备的标准格式0180和0182的基础上，增加了GPS接收机输出的内容而完成的。目前广泛采用的是Ver2.00版本。现在除少数GPS接收机外，几乎所有的接收机均采用了这一格式。为了有效地开发GPS－OEM芯片，必须熟练掌握这一格式。因此，下面介绍两种最常用的GN－77N输出语句格式。a.GPS固定数据输出语句($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：$GPGGA,080507.00,3959.46517,N,11620.98999,E,1,05,2.43,59.8,M,-6.4,M,,76其标准格式为：$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：08时05分07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59.46517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20.98999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=05；(8)水平精度因子(1.0～99.9)；水平精度因子=2.43；(9)天线高程(海平面，－9999.9～99999.9，单位：m)；天线高程=59.8);(10)大地椭球面相对海平面的高度(－999.9～9999.9，单位：m):－6.4m;(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:76(CR)(LF)回车，换行。b.可视卫星状态输出语句($GPGSV)例2：$GPGSV,4,2,14,50,35,140,42,16,72,018,26,06,09,040,36,07,17,043,3678标准格式：$GPGSV,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),...(4),(5),(6),(7)hh(CR)(LF)各部分含义为：(1)总的GSV语句电文数:4;(2)当前GSV语句号:2;(3)可视卫星总数:14;(4)卫星号:50;(5)仰角(00～90度):35度;(6)方位角(000～359度):140度;(7)信噪比(00～99dB):42dB(后面依次为第16，06，07号卫星的信息);总和校验域；hh总和校验数:78;(CR)(LF)回车，换行。注：每条语句最多包括四颗卫星的信息，每颗卫星的信息有四个数据项，即：(4)－卫星号，(5)－仰角，(6)－方位角，(7)－信噪比。NMEA-0183数据协议是一个比较复杂的多样的格式，这里有其中的几个例子nmea数据如下：$GPGGA,121252.000,3937.3032,N,11611.6046,E,1,05,2.0,45.9,M,-5.7,M,,000077$GPRMC,121252.000,A,3958.3032,N,11629.6046,E,15.15,359.95,070306,,,A54$GPVTG,359.95,T,,M,15.15,N,28.0,K,A04$GPGGA,121253.000,3937.3090,N,11611.6057,E,1,06,1.2,44.6,M,-5.7,M,,000072$GPGSA,A,3,14,15,05,22,18,26,,,,,,,2.1,1.2,1.73D$GPGSV,3,1,10,18,84,067,23,09,67,067,27,22,49,312,28,15,47,231,3070$GPGSV,3,2,10,21,32,199,23,14,25,272,24,05,21,140,32,26,14,070,207E$GPGSV,3,3,10,29,07,074,,30,07,163,287D说明：NMEA0183格式以“$”开始，主要语句有GPGGA，GPVTG，GPRMC等1、GPSDOPandActiveSatellites（GSA）当前卫星信息$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,,,,,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7><1>模式：M=手动，A=自动。<2>定位型式1=未定位，2=二维定位，3=三维定位。<3>PRN数字：01至32表天空使用中的卫星编号，最多可接收12颗卫星信息。<4>PDOP位置精度因子（0.5~99.9）<5>HDOP水平精度因子（0.5~99.9）<6>VDOP垂直精度因子（0.5~99.9）<7>Checksum.(检查位).2、GPSSatellitesinView（GSV）可见卫星信息$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,?<4>,<5>,<6>,<7>,<8><1>GSV语句的总数<2>本句GSV的编号<3>可见卫星的总数，00至12。<4>卫星编号，01至32。<5>卫星仰角，00至90度。<6>卫星方位角，000至359度。实际值。<7>讯号噪声比（C/No），00至99dB；无表未接收到讯号。<8>Checksum.(检查位).第<4>,<5>,<6>,<7>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。3、GlobalPositioningSystemFixData（GGA）GPS定位信息$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>hh<1>UTC时间，hhmmss（时分秒）格式<2>纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）<3>纬度半球N（北半球）或S（南半球）<4>经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）<5>经度半球E（东经）或W（西经）<6>GPS状态：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算<7>正在使用解算位置的卫星数量（00~12）（前面的0也将被传输）<8>HDOP水平精度因子（0.5~99.9）<9>海拔高度（-9999.9~99999.9）<10>地球椭球面相对大地水准面的高度<11>差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空）<12>差分站ID号0000~1023（前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空）4、RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData（RMC）推荐定位信息$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>hh<1>UTC时间，hhmmss（时分秒）格式<2>定位状态，A=有效定位，V=无效定位<3>纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）<4>纬度半球N（北半球）或S（南半球）<5>经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）<6>经度半球E（东经）或W（西经）<7>地面速率（000.0~999.9节，前面的0也将被传输）<8>地面航向（000.0~359.9度，以真北为参考基准，前面的0也将被传输）<9>UTC日期，ddmmyy（日月年）格式<10>磁偏角（000.0~180.0度，前面的0也将被传输）<11>磁偏角方向，E（东）或W（西）<12>模式指示（仅NMEA01833.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）5、TrackMadeGoodandGroundSpeed（VTG）地面速度信息$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>hh<1>以真北为参考基准的地面航向（000~359度，前面的0也将被传输）<2>以磁北为参考基准的地面航向（000~359度，前面的0也将被传输）<3>地面速率（000.0~999.9节，前面的0也将被传输）<4>地面速率（0000.0~1851.8公里/小时，前面的0也将被传输）<5>模式指示（仅NMEA01833.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）对于确定数据精确度和GPS稳定性，卫星的位置是非常重要的信息。既然GPS精确读将被详细地在这两部分介绍，那么这一部分将主要描述卫星位置和信号的强度。卫星二十四小时在轨道上运转着，它们在任一时间、任一地点上都至少有六颗能被用户看到。卫星不断地监测地球，这样就避免出现一些盲点或者卫星无法看到的地方。就像在天空中找星星一样，卫星的位置被表示为一个方位角和高程。如前面所述，方位角为直接水平测量。高程测量则为一个与水平面的夹角，其中0°表示水平，90°表示为“天顶”（或者说是头顶）。因此，如果设备说卫星的方位角为45°且高程为45°，那么卫星现在的位置就是处于水平的东北方向，高度为一半的位置。另外对于卫星位置，设备报告每个卫星的“随机伪代码”（简称PRC），这个数值用来唯一标示一个卫星。这里有一个关于$GPGSV的语句：$GPGSV,3,1,10,24,82,023,40,05,62,285,32,01,62,123,00,17,59,229,2870每条语句包含四部分内容，例如：第一部分是“24,82,023,40”，第二部分是“05,62,285,32”等等。每部分的第一个词为PRC，第二个词为卫星高程，跟着为方位角和信号强度。如果这个卫星信息用图来显示，那么就如图1-1。（图1-1：$GPGSV语句的图形表示，中心点为当前位置，周边的圆标示水平面。）这个语句里最重要的指标应该算是“信号躁声比（signal-to-noiseratio）”（以下简称为SNR）。这个数值标示卫星信号的接收率。我们知道，卫星是以相同的强度发射信号，但是传播过程中难免会遇到诸如树和墙之类的障碍物，这样就影响了信号的识别。典型的SNR值在0到50之间，其中50表示非常好的信号。（SNR可以达到99，但是我还从来没有见过50以上的数据哦。）。在图1-1里，绿色卫星表示强信号，然而黄色卫星则为中等（在第二部分，我将提供一个方法来实现信号强度的分类）。卫星#1的信号完全被阻挡了。GPS入门术语大全GPS常碰到的一些术语：1.坐标(coordinate)有2维、3维两种坐标表示，当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时，它能计算出本地的3微坐标：经度、纬度、高度，若只能收到3颗卫星的信号，它只能计算出2维坐标：精度和纬度，这时它可能还会显示高度数据，但这数据是无效的。大部分GPS不仅能以经/纬度(Lat/Long)的方式，显示坐标，而且还可以用UTM(UniversalTransverseMercator)等坐标系统显示坐标但我们一般还是使用LAT/LONG系统，这主要是由你所使用的地图的坐标系统决定的。坐标的精度在SelectiveAvailability(美国防部为减小GPS精确度而实施的一种措施)打开时，GPS的水平精度在100-50米之间，视接受到卫星信号的多少和强弱而定，若根据GPS的指示，说你已经到达，那么四周看看，应该在大约一个足球场大小的面积内发现你的目标的。在SA关闭时，精度能达到15米左右。高度的精确性由于系统结构的原因，更差些。经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择，一般有\\"hddd.ddddd\\",\\"hdddmm.mmm\\"\\"，\\"hdddmm\\"ss.s\\"\\"\\"(其中的“”代表“度”，以下同)地球子午线长是39940.67公里，纬度改变一度合110.94公里，一分合1.849公里，一秒合30.8米，赤道圈是40075.36公里，北京地区纬在北纬40度左右，纬度圈长为40075sin(90-40),此地经度一度合276公里，一分合1.42公里一秒合23.69米，你可以选定某个显示方式，并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住，这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。大部分GPS都有计算两点距离的功能，可给出两个坐标间的精确距离。高度的显示会有英制和公制两种方式，进GPS的SETUP页面，设置成公制，这样在其他象速度、距离等的显示也都会成公制的了。2.路标(LandmarkorWaypoint)GPS内存中保存的一个点的坐标值。在有GPS信号时，按一下\\"MARK\\"键，就会把当前点记成一个路标，它有个默认的一般是象\\"LMK04\\"之类的名字，你可以修改成一个易认的名字(字母用上下箭头输入)，还可以给它选定一个图标。路标是GPS数据核心，它是构成“路线”(见3)的基础。标记路标是GPS主要功能之一，但是你也可以从地图上读出一个地点的坐标，手工或通过计算机接口输入GPS，成为一个路标。一个路标可以将来用于GOTO功能(见5)的目标，也可以选进一条路线Route，见3.)作为一个支点。一般GPS能记录500个或以上的路标。3.路线(ROUTE)路线是GPS内存中存储的一组数据，包括一个起点和一个终点的坐标，还可以包括若干中间点的坐标，每两个坐标点之间的线段叫一条\\"腿\\"(leg)。常见GPS能存储20条线路，每条线路30条\\"腿\\"。各坐标点可以从现有路标中选择，或是手工/计算机输入数值，输入的路点同时做为一个路标(Waypoint/Landmark)保存。实际上一条路线的所有点都是对某个路标的引用，比如你在路标菜单下改变一个路标的名字或坐标，如果某条路线使用了它，你会发现这条线路也发生了同样的变化。可以有一条路线是\\"活跃\\"(Activity)的。“活跃”路线的路点是导向(见5)功能的目标。4.前进方向(Heading)GPS没有指北针的功能，静止不动时它是不知道方向的。但是一旦动了起来，它就能知道自己的运动方向。GPS每隔一秒更新一次当前地点信息，每一点的坐标和上一点的坐标一比较，就可以知道前进的方向，请注意这并不是GPS头指的方向，它老人家是不知道自己的脑袋和运动路线是成多少度角的。不同GPS关于前进方向的算法是不同的，基本上是最近若干秒的前进方向，所以除非你已经走了一段并仍然在走直线，否则前进方向是不准确的，尤其是在拐弯的时候你会看到数值在变个不停。方向的是以多少度显示的，这个度数是手表表盘朝上，12点指向北方，顺时针转的角度。有很多GPS还可以用指向罗盘和标尺的方式来显示这个角度。一般同时还显示前进平均速度，也是根据最近一段的位移和时间计算的。5.导向(Bearing)导向功能在以下条件下起作用：1.)以设定\\"走向\\"(GOTO)目标。\\"走向\\"目标的设定可以按\\"GOTO\\"键，然后从列表中选择一个路标。以后\\"导向\\"功能将导向此路标。2.)目前有活跃路线(Activityroute)。活跃路线一般在设置->路线菜单下设定。如果目前有活动路线，那么\\"导向\\"的点是路线中第一个路点，每到达一个路点后，自动指到下一个路点。在\\"导向\\"页面上部都会标有当前导向路点名称(\\"ROUTE\\"里的点也是有名称的)。它是根据当前位置，计算出导向目标对你的方向角，以与\\"前进方向\\"相同的角度值显示。同时显示离目标的距离等信息。读出导向方向，按此方向前进即可走到目的地。有些GPS把前进方向和导向功能结合起来，只要用GPS的头指向前进方向，就会有一个指针箭头指向前进方向和目标方向的偏角，跟着这个箭头就能找到目标。6.日出日落时间(Sunset/raisetime)大多数GPS能够显示当地的日出、日落时间，这在计划出发/宿营时间时是有用的。这个时间是GPS根据当地经度和日期计算得到的，是指平原地区的日出、日落时间，在山区因为有山脊遮挡，日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。GPS的时间是从卫星信号得到的格林尼制时间，在设置(setup)菜单里可以设置本地的时间偏移，对中国来说，应设+8小时，此值只与时间的显示有关。7.足迹线(Plottrail)GPS每秒更新一次坐标信息，所以可以记载自己的运动轨迹。一般GPS能记录1024个以上足迹点，在一个专用页面上，以可调比例尺显示移动轨迹。足迹点的采样有自动和定时两种方式自动采样由GPS自动决定足迹点的采样方式，一般是只记录方向转折点，长距离直线行走时不记点；定时采样可以规定采样时间间隔，比如30秒、一分钟、5分钟或其他时间，每隔这么长时间记一个足迹点。在足迹线页面上可以清楚地看到自己足迹的水平投影。你可以开始记录、停止记录、设置方式或清空足迹线。“足迹”线上的点都没有名字，不能单独引用，查看其坐标，主要用来画路线图(计算机下载路线?)和“回溯”功能。很多GPS有一种叫做“回溯”(Traceback)的功能，使用此功能时，它会把足迹线转化为一条“路线”(ROUTE)，路点的选择是由GPS内部程序完成的一般是选用足迹线上大的转折点。同时，把此路线激活为活动路线，用户即可按导向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般会把回溯路线放进某一默认路线(比如route0)中，看你GPS的说明书，使用前要先检查此线路是否已有数据，若有，要先用拷贝功能复制到另一条空线路中去，以免覆盖。回溯路线上的各路点用系统默认的临时名字如\\"T001\\"之类，有的GPS定第二条回溯路线时会重用这些名字，这时即使你已经把旧的路线做了拷贝，由于路点引用的名字被重用了，所以路线也会改变，不是原来那条回溯路线了。请查看你GPS的使用说明书，并试用以明确你的情况。有必要的话，对于需要长期保存的TraceBack路线，要拷贝到空闲路线，并重命名所有路点名字。GPS的热启动冷启动和温启动启动GPSGPS开机定位分为冷启动、温启动和热启动三种：冷启动：以下几种情况开机均属冷启动。初次使用时；电池耗尽导致星历信息丢失时；关机状态下将接收机移动1000公里以上距离。温启动：距离上次定位的时间超过两个小时的启动。热启动：距离上次定位的时间小于两个小时的启动。有时候如果机器有软件问题，需要进行冷启动，冷启动可以使用gpsviewer进行。',)