GPGGA数据解析论文

摘要

GPS全球定位系统能连续、实时地确定船舶的准确位置，并将它的信息反馈给船舶驾驶自动控制系统的中央处理系统，以便中央处理系统随时检查船舶是否偏离最佳航线，据此采取措施，确保船舶稳定而精确地沿最佳航线航行。

GPGGA，作为GPS NMEA-0183协议主要数据之一，是目前使用最广的数据。最大帧长72，包括17个字段。我们可以通过解析它来确定船舶当前的时间，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。

本次设计主要是要通过学习GPS原理及NMEA-0183协议，运用C语言进行编程，即读取、解析数据的定位信息。

关键字：GPS，GPGGA，C语言，NMEA-0183协议

目录

前言 (1)

1．绪论 (3)

2．方案设计 (6)

3．PCB图绘制 ............................................................................. 错误！未定义书签。4．调试.. (25)

[参考文献] (26)

前言

GPS的工作原理，简单地说来，是利用我们熟知的几何与物理上一些基本原理。首先我们假定卫星

的位置为已知，而我们又能准确测定我们所在地点A至卫星之间的距离，那么A点一定是位于以卫星为

中心、所测得距离为半径的圆球上。进一步，我们又测得点A至另一卫星的距离，则A点一定处在前后

两个圆球相交的圆环上。我们还可测得与第三个卫星的距离，就可以确定A点只能是在三个圆球相交的

两个点上。根据一些地理知识，可以很容易排除其中一个不合理的位置。当然也可以再测量A点至另一

个卫星的距离，也能精确进行定位。事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，收到四颗则加上高

程值这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用

作定位，从而提高精度。

NMEA-0183协议是GPS接收机应当遵守的标准协议，也是目前GPS接收机上使用最广泛的协议。GPGGA

是GPS NMEA0183协议语句中的一种格式，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。利用一些软件就能把GPGGA的这些信息数据完整的显示出来。

GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其最初目的是

为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯

等一些军事目的；目前已被广泛应用于交通、测绘等许多行业。GPS由21颗工作的卫星和3颗备用

的卫星组成。它能够覆盖全球，可以为公路、铁路、空中和海上的交通运输工具提供导航定位服务。它

能够军民两用，战略作用与商业利益并举。全球卫星定位系统包括绕地球运行的多颗卫星，能连续发射

一定频率的无线电信号。只要持有便携式信号接收仪，则无论身处陆地、海上还是空中，都能收到卫星

发出的特定信号。接收仪中的电脑选取几颗卫星发出的信号进行分析，就能确定接收仪持有者的位置。

全球定位系统用途广泛，主要有三个方向的应用：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急

反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控

制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、

航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

【1】随着科技的发展，GPS定位系统应用越来越广泛。不光在尖端科技方面普遍，就在我们的生活方面也得到广泛的应用。

在军事、科技等尖端方面应用有航空方面的，还有导弹方面的。在军事领域和科技领域起着越来越重要的作用。并且在这些方面的发展很有前景。未来在这方面的竞争将非常激烈。

现在已经进入3G时代，有许多手机已经安装了导航系统。为我们的生活提供了很大的方便，越来越贴近我们的生活。还有在其他方面的应用主要有：

1.船舶远洋导航和进港引水；

2.飞机航路引导和进场降落；

3.汽车自主导航；

4.地面车辆跟踪和城市智能交通管理；

5.紧急救生；

6.个人旅游及野外探险；

【2】下面主要介绍一下GPS一下在一些具体方面的应用：

（1）车辆跟踪 :利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并可任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。

（2）提供出行路线规划和导航 :提供出行路线规划是汽车导航系统的一项重要的辅助功能，它包括自动线路规划和人工线路设计。自动线路规划是由驾驶者确定起点和目的地，由计算机软件按要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线的计算。人工线路设计是由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立路线库。线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计路线，并同时显示汽车运行路径和运行方法。

（3）信息查询 :为用户提供主要物标、如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上显示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。

（4）话务指挥 :指挥中心可以监测区域内车辆运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。

（5）紧急援助通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。

（6）三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、可以利用GPS导航器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。

(7)GPS在道路工程中的应用: GPS在道路工程中的应用，目前主要是用于建立各种道路工

程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，以知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度，同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益。

GPS的未来发展前景。

由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水

平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。据有关专家预测，在美国，单单是汽车GPS导航系统，2000年后的市场将达到30亿美元，而在我国，汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见，GPS技术市场的应用前景非常可观。

这次的设计任务主要是利用C语言程序编程，通过WIN-TC把NMEA-0183协议中GPGGA中的信息数据分别解析输出，使输出来的信息一目了然。