GPS数据格式分析

0 概述

 GPS接收机能提供ASCII和二进制两种格式.

其中ASCII码为NMEA-0183,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Ver 2.00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.

GPS上电后,每隔一定的时间就会返回一定格式的数据,数据格式为:$信息类型,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x,x.

每行开头的字符都是‘$’,接着是信息类型,后面是数据,以逗号分隔开.

其中$GPGGA是最常用的一种数据格式.一行完整的数据如下:

$GPRMC,204523.00,A,2233.94321,N,11402.42498,E,0.000,,121213,,,A*78
 信息类型为:

• GPGSV:可见卫星信息;
• GPGLL:地理定位信息;
• GPRMC:推荐最小定位信息;
• GPVTG:地面速度信息;
• GPGGA:GPS定位信息;
• GPGSA:当前卫星信息.

1 GSA

GPS DOP and Active Satellites(GSA)当前卫星信息,格式:$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).

比如:$GPGSA,A,3,09,19,07,08,27,11,03,01,28,23,,,2.64,1.59,2.11*0F

2  GSV

GPS Satellites in View(GSV)可见卫星信息,格式:$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 99 dB;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 GGA

Global Positioning System Fix Data(GGA)GPS定位信息,这是一帧GPS定位的主要数据,也是使用最广的数据.

格式:$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh
<1>  UTC时间，格式为hhmmss.sss;
<2>  纬度，格式为ddmm.mmmm(第一位是零也将传送)；
<3>  纬度半球，N或S(北纬或南纬)
<4>  经度，格式为dddmm.mmmm(第一位零也将传送)；
<5>  经度半球，E或W(东经或西经)
<6>  GPS状态， 0未定位， 1非差分定位， 2差分定位， 3无效PPS， 6正在估算
<7>  使用卫星数量，从00到12(第一个零也将传送)
<8>  水平精确度，0.5到99.9
<9>  天线离海平面的高度，-9999.9到9999.9米
M    指单位米
<10> 大地水准面高度，-9999.9到9999.9米
M    指单位米
<11> 差分GPS数据期限(RTCM SC-104)，最后设立RTCM传送的秒数量，如不是差分定位则为空
<12>  差分参考基站标号，从0000到1023(首位0也将传送)。
*    语句结束标志符
hh    从$开始到*之间的所有ASCII码的异或校验和
比如:$GPGGA,215026.00,2233.94798,N,11402.42687,E,1,10,2.24,58.8,M,-2.4,M,,*77

4 RMC

Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data(RMC)推荐定位信息,格式:$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NMEA0183 3.00版本输出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=数据无效)

比如:$GPRMC,204522.00,A,2233.94321,N,11402.42498,E,0.000,,121213,,,A*79

5 VTG 

Track Made Good and Ground Speed(VTG)地面速度信息,格式:$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NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）