GPS数据格式

GPS接收机串行通信标准摘要

参考NMEA-0183

美国国家海洋电子协会(NMEA—The NationalMarine Electronics Association) 为了在不同的GPS导航设备中建立统一的RTCM(海事无线电技术委员会)标准，先后制定了NMEA-0180、0182和0183三个标准。0183可以认为是前两种的升级，也是目前使用最为广泛的一种。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GPS接收机均采用了这一格式。

接口电平

符合NMEAO183标准的GPS接收机的硬件接口能够兼容计算机的RS-232C协议串口，然而，严格来说NMEA标准不是RS-232C，规范推荐依照EIA422(也称为RS-422)。

EIA-422是利用导线之间的信号电压差来传输信号的，其每个通道要用两条信号线，一条是逻辑“1”，～条是逻辑“0”，通过传输线驱动器和传输线接收器实现逻辑电平和电位差之间的转换，一般允许驱动器输出为±2V～±6V 。

标准RS-232C采用负逻辑，即逻辑“1”表示-5V～-15v，逻辑“0”表示+5V～+15V，利用传输信号线和信号地之间的电压差进行传输。

虽然存在区别，但在实际使用中，如果只是接收GPS的输出，则只需GPS数据输出线和信号地线同计算机的Rs232C输入线相连（这个方法我并没有试验过，是从别的地方听来的，有兴趣有条件的兄弟可以动手实验一下，不过后果自负哦！呵呵）。

NMEA通讯协议所定义的标准通讯接口参数为：

波特率：4800bit/s；

数据位：8位；

停止位：1位；

奇偶校验：无；

输出语句格式

NMEA通讯协议所规定的通讯语句都已是以ASCII码为基础的，NMEA-0183协议语句的数据格式如下：“$”为语句起始标志；“，”为域分隔符；“ *”为校验和识别符，其后面的两位数为校验和，代表了“$”和“*”之间所有字符的按位异或值（不包括这两个字符）；回车换行为终止符，所有的语句必须以此来结束，也就是ASCII 字符的0x0D和0x0A。

接收机可能发送很多类型的语句，而我们需要的可能只是某些语句中的几个字段。因此就需要对接收到的数据进行解析，取得所需的信息。另外，可能会由于小数点位数不同等原因，语句的长度是可变的，因而分离感兴趣的信息时，不能按照该信息在语句中所处的字符位置来查找，只能依据逗号分隔符，这一点在数据提取的过程中非常重要。

GPS 接收OEM 板的型号甚多、性能各异，但它们的GPS定位信息串行输出格式大多采用美国国家海洋电子协会制定的NMEA-0183 通信标准格式。其输出数据采用的是ASCII码，内容包含了纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息，常用语句有6 种，包括GGA、GLL、GSA、GSV、RMC 和VTG。我们也可以通过GPS 专用设置软件或普通的串口调试软件发送相应的命令语句给OEM 板，把GPS OEM 板设置为每隔若干毫秒发送哪种或哪几种NMEA 语句，然后该OEM 板将这些设置参数存储到板上的EEPROM 芯片内，此后该OEM 板将按照这些设置每隔相应的毫秒数发送出一个或几个

GPS 输出NMEA 语句。根据不同的应用需要，设置选择不同的输出记录语句以及它们的发送时间间隔，如本系统我们只关心其时间、经纬度、海拔高度、地面速度信息以及卫星使用数信息，因而可只选用GGA，VTG记录语句并设成每1s发送一次。不过须注意，这些设置信息只在系统本次上电，并设置后方有效，在下次重新上电时需重新设置。

•$GPAAM - Waypoint Arrival Alarm

•$GPBOD - Bearing, Origin to Destination

•$GPBWW - Bearing, Waypoint to Waypoint

•$GPGGA - Global Positioning System Fix Data

•$GPGLL - Geographic Position, Latitude/Longitude

•$GPGSA - GPS DOP and Active Satellites

•$GPGST - GPS Pseudorange Noise Statistics

•$GPGSV - GPS Satellites in View

•$GPHDG - Heading, Deviation & Variation

•$GPHDT - Heading, True

•$GPRMB - Recommended Minimum Navigation Information

•$GPRMC - Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data

•$GPRTE - Routes

•$GPVTG - Track Made Good and Ground Speed

•$GPWCV - Waypoint Closure Velocity

•$GPWNC - Distance, Waypoint to Waypoint

•$GPWPL - Waypoint Location

•$GPXTE - Cross-Track Error, Measured

•$GPXTR - Cross-Track Error, Dead Reckoning

•$GPZDA - UTC Date/Time and Local Time Zone Offset

•$GPZFO - UTC and Time from Origin Waypoint

•$GPZTG - UTC and Time to Destination Waypoint

$GPGGA

固定数据输出语句

这是一帧GPS定位的主要数据，也是使用最广的数据。

$GPGGA 语句包括17个字段：语句标识头，世界时间，纬度，纬度半球，经度，经度半球，定位质量指示，使用卫星数量，水平精确度，海拔高度，高度单位，大地水准面高度，高度单位，差分GPS数据期限，差分参考基站标号，校验和结束标记(用回车符和换行符)，分别用14个逗号进行分隔。该数据帧的结构及各字段释义如下：

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

$GPGGA：起始引导符及语句格式说明(本句为GPS定位数据)；

<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> 定位质量指示，0=定位无效，1=定位有效；