NMEA 0813标准数据格式的解释和模拟.docx
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NMEA0813标准数据格式的解释和模拟
NMEA0813标准数据格式的解释和模拟
NMEA是“NationalMarineElectronicsAssociation”(国际海洋电子协会)的缩写,同时也是数据传输标准工业协会,该协会定制的GNSS数据格式是NMEA0183数据格式,它是一套定义接收机输出的标准信息,有几种不同的格式,每种都是独立相关的ASCII格式,逗点隔开数据流,数据流长度从30-100字符不等,通常以每秒间隔选择输出。
最常用的格式为“GGA”,它包含了定位时间、纬度、经度、高度、定位所用的卫星数、DOP值、差分状态和校正时段等,还有速度,跟踪,日期等。
GPS接收机根据NMEA0183协议的标准规范,将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。
NMEA实际上已成为所有的GNSS接收机和最通用的数据输出格式,同时它也被用于与GNSS接收机接口的大多数软件包里。
NMEA-0183协议是GNSS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,大多数常见的GNSS接收机、GNSS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。
NMEA0813格式与专业RTCM2.3/3.0和CMR+的GNSS数据格式不同,NMEA0813格式主要针对民用定位导航设备,通过NMEA0183格式,可以实现GNSS接收机与PC或PDA之间的数据交换,可以通过USB和COM口等通用数据接口进行数据传输,其兼容性高,数据传输稳定。
同时NMEA0183可以作为民用差分GPS服务解算基础数据,通过CORS参考站和GPRS/CDMA公网通讯,直接接收NMEA0183兼容格式的差分信息,实现一般差分GNSS服务。
NMEA最基本的使用方式如图1所示。
图一
NMEA-0183协议定义的语句非常多,但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。
NMEA-0183的每条语句的格式如下表1所示。
表1NMEA协议语句格式定义
符号(ASCII)
定义
“$”
语句起始位
aaccc
地址域,前两位为识别符,后三位为语句名
“,”
域分隔符
ddd…ddd
发送的数据内容
“*”
效验和符号,后面的两位数是效验和
hh
效验和
终止符,回车或换行
不同的GPSOEM接收板提供的NMEA语句有很大差异,主要表现在字段的意义和位置上。
用户需要先弄清楚需要哪些信息,然后对照GPSOEM接收板的技术资料,寻找那些包括所需信息的NMEA语句。
下面将介绍兼容性最广泛的6条NMEA语句
(1)$GPGGA语句
GlobalPositioningSystemFixData(GGA),即GPS定位信息。
该语句中反映GPS定位主要数据,包括经纬度、质量因子、HDOP、高程、参考站号等字段。
其标准格式如下:
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh
各字段的含义和取值范围见表2所示。
表2$GPGGA语句各字段的含义和取值范围
字段
含义
取值范围
<1>
UTC时间hhmmss.ss
000000.00~235959.99
<2>
纬度,格式:
ddmm.mmmm
000.00000~8959.9999
<3>
南北半球
N北纬;S南纬
<4>
经度格式dddmm.mmmm
00000.0000~17959.9999
<5>
东西半球
E表示东经;W表示西经
<6>
GPS状态
0=未定位,1=GPS单点定位固定解,2=差分定位,3=PPS解;4=RTK固定解;5=RTK浮点解;6=估计值;7=手工输入模式;8=模拟模式
<7>
应用解算位置的卫星数
00~12
<8>
HDOP,水平图形强度因子
0.500~99.000(大于6不可用)
<9>
海拔高度
-9999.9~99999.9
地球椭球面相对大地水准面的高度(高程异常)
-9999.9~99999.9
<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>
参考站号
0000~1023;不使用DGPS时为空
例句:
$GPGGA,074529.82,2429.6717,N,11804.6973,E,1,8,1.098,42.110,M,,M,,*76
(2)$GPGSA语句
GPSDOPandActiveSatellites(GSA)即当前卫星信息,其标准格式如下:
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh
各字段的含义和取值范围见表3所示。
表3$GPGSA语句各字段的含义和取值范围
字段
含义
取值范围
<1>
模式
M=手动,A=自动
<2>
定位类型
1=没有定位,2=2D定位,3=3D定位
<3>
PRN码(伪随机噪声码),正在用于解算位置的卫星号
01~32
<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
例句:
$GPGSA,A,3,19,11,03,23,27,13,16,,,,,,3.43,1.67,2.99*0E
(3)$GPGSV语句
GPSSatellitesinView(GSV)可见卫星信息,反映GPS可见星的方位角、俯仰角、信噪比等。
其标准格式如下:
$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>*hh
各字段的含义和取值范围见表4所示。
表4$GPGSV语句各字段的含义和取值范围
字段
含义
取值范围
<1>
总的GSV语句电文数
0~12
<2>
当前GSV语句号
1-3
<3>
可视卫星总数
00~12
<4>
卫星号
01~32
<5>
卫星仰角
00~90度
<6>
卫星方位角
000~359度
<7>
信噪比
00~99dB,没有跟踪到卫星时为空
注:
<4>,<5>,<6>,<7>信息将按照每颗卫星进行循环显示,每条GSV语句最多可以显示4颗卫星的信息。
其他卫星信息将在下一序列的NMEA0183语句中输出。
例句:
$GPGSV,3,1,11,1,83,54,32,3,19,192,28,6,26,57,36,7,51,140,37*7D
$GPGSV,3,2,11,14,40,136,34,16,64,266,36,20,21,293,,22,2,168,*4C
$GPGSV,3,3,11,23,10,321,,25,53,7,40,30,2,46,*48
(4)$GPRMC语句
RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData(RMC),即推荐定位信息。
其标准格式如下:
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh
各字段的含义和取值范围见表5所示。
表5$GPRMC语句各字段的含义和取值范围
字段
含义
取值范围
<1>
UTC时间,hhmmss.ss
000000.00~235959.99
<2>
定位状态
A=有效定位,V=无效定位
<3>
纬度,格式:
ddmm.mmmm
000.00000~8959.9999
<4>
南北半球
N表示北纬;S表示南纬
<5>
经度格式dddmm.mmmm
00000.0000~17959.9999
<6>
东西半球
E表示东经;W表示西经
<7>
地面速率
000.0~999.9节
<8>
地面航向
000.0~359.9,以真北为参考基准
<9>
UTC日期,格式:
ddmmyy
日月年
<10>
磁偏角
000.0~180.0度
<11>
磁偏角
E表示偏东;W表示偏西
<12>
模式指示(NMEA01833.00版本输出)
A=自主定位,D=差分,E=估算,N=数据无效
例句:
$GPRMC,074529.82,A,2429.6717,N,11804.6973,E,12.623,32.122,010806,,W,A*08
(5)$GPVTG语句
TrackMadeGoodandGroundSpeed(VTG),即地面速度信息。
其标准格式为:
$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh
各字段的含义和取值范围见表6所示。
表6$GPVTG语句各字段的含义和取值范围
字段
含义
取值范围
<1>
以真北为参考基准的地面航向
000~359度
<2>
以磁北为参考基准的地面航向
000~359度
<3>
地面速率
000.0~999.9节
<4>
地面速率
0000.0~1851.8公里/小时
<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
例句:
$GPVTG,257.314,T,257.314,M,10.739,N,19.888,K,A*2F
(6)$GPGLL语句
GeographicPosition(GLL),即定位地理信息。
其标准格式如下:
$GPGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*hh
各字段的含义和取值范围见表7所示。
表7$GPGLL语句各字段的含义和取值范围
字段
含义
取值范围
<1>
纬度,格式:
ddmm.mmmm
000.00000~8959.9999
<2>
南北半球
N表示北半球;S表示南半球
<3>
经度,格式:
dddmm.mmmm
00000.0000~17959.9999
<4>
东西半球
E表示东经;W表示西经
<5>
UTC时间,格式:
hhmmss
000000.00~235959.99
<6>
定位状态
A=有效定位,V=无效定位
<7>
模式指示(NMEA01833.00版本输出)
A=自主定位,D=差分,E=估算,N=数据无效
5NMEA0183数据模拟
该源代码为VC++源代码,是对一个模拟NMEA数据的类的定义。
structCNmeaData
{
CNmeaData();
voidResetData();
//DataretrievedfromtheNMEAsentences.
doublelat;//纬度,单位为度(正数为北纬,负数为南纬) doublelon;//经度,单位为度(正数为东经,负数为西经)
doublealtitude;
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- NMEA 0813标准数据格式的解释和模拟 0813 标准 数据格式 解释 模拟