GPS通讯协议(NMEA0183)协议解析_台积电回应芯片巨头撤离

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GPS NEMA 0183协议

一、 NMEA0183标准语句(GPS常用语句) GPGGA 例：GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F 字段0：

GPGLL 例：GPGLL,4250.5589,S,14718.5084,E,092204.999,A*2D 字段0：

GPGSA 例：GPGSA,A,3,01,20,19,13,,,,,,,,,40.4,24.4,32.2*0A 字段0：

GPGSV 例：GPGSV,3,1,10,20,78,331,45,01,59,235,47,22,41,069,,13,32,252,45*70 字段0：

GPRMC 例：GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50 字段0：

GPVTG 例：GPVTG,89.68,T,,M,0.00,N,0.0,K*5F 字段0：

Data and time (ZDA)时间和日期信息 $GPZDA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>*hh<CR><LF> <1> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 <2> UTC日期，日 <3> UTC日期，月 <4> UTC日期，年<5>时区

Datum(DTM) 大地坐标系信息

$GPDTM,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>*hh<CR><LF> <1>本地坐标系代码 W84 <2>坐标系子代码 空 <3>纬度偏移量 <4>纬度半球N（北半球）或S（南半球） <5>经度偏移量 <6>经度半球E（东经）或W（西经） <7>高度偏移量 <8>坐标系代码 W84

二、 GARMIN定义的语句 1、Estimated Error Information（PGRME）估计误差信息 $PGRME,<1>,M,<2>,M,<3>,M*hh<CR><LF> <1> HPE（水平估计误差），0.0~999.9米 <2> VPE（垂直估计误差），0.0~999.9米 <3> EPE（位置估计误差），0.0~999.9米

2、 GPSFix Data Sentence（PGRMF）GPS定位信息 $PGRMF,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>*hh<CR><LF> <1> GPS周数（0~1023） <2> GPS秒数（0~604799） <3> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式 <4> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 <5> GPS跳秒数 <6> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） <7> 纬度半球N（北半球）或S（南半球） <8> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） <9> 经度半球E（东经）或W（西经） <10> 模式，M=手动，A=自动 <11> 定位类型，0=没有定位，1=2D定位，2=3D定位 <12> 地面速率（0~1851公里/小时） <13> 地面航向（000~359度，以真北为参考基准） <14> PDOP位置精度因子（0~9，四舍五入取整） <15> TDOP时间精度因子（0~9，四舍五入取整）

3、 MapDatum（PGRMM）坐标系统信息 $PGRMM,<1>*hh<CR><LF> <1> 当前使用的坐标系名称（数据长度可变，如“WGS84”） 注：该信息在与MapSource进行实时连接的时候使用。

4、Sensor Status Information（PGRMT）工作状态信息 $PGRMT,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>*hh<CR><LF> <1> 产品型号和软件版本（数据长度可变，如“GPS15L/15H VER 2.05”） <2> ROM校验测试，P=通过，F=失败 <3> 接收机不连续故障，P=通过，F=失败 <4> 存储的数据，R=保持，L=丢失 <5> 时钟的信息，R=保持，L=丢失 <6> 振荡器不连续漂移，P=通过，F=检测到过度漂移 <7> 数据不连续采集，C=正在采集，如果没有采集则为空 <8> GPS接收机温度，单位为摄氏度 <9> GPS接收机配置数据，R=保持，L=丢失 注：本语句每分钟发送一次，与所选择的波特率无关。

5、 3Dvelocity Information（PGRMV）三维速度信息 $PGRMV,<1>,<2>,<3>*hh<CR><LF> <1> 东向速度，514.4~514.4米/秒 <2> 北向速度，514.4~514.4米/秒 <3> 上向速度，999.9~9999.9米/秒

6、 DGPSBeacon Information（PGRMB）信标差分信息 $PGRMB,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,K,<6>,<7>,<8>*hh<CR><LF> <1> 信标站频率（0.0，283.5~325.0kHz，间隔为0.5kHz） <2> 信标比特率（0，25，50，100或200bps） <3> SNR信标信号信噪比（0~31） <4> 信标数据质量（0~100） <5> 与信标站的距离，单位为公里 <6> 信标接收机的通讯状态，0=检查接线，1=无信号，2=正在调谐，3=正在接收，4=正在扫描 <7> 差分源，R=RTCM，W=WAAS，N=非差分定位 <8> 差分状态，A=自动，W=仅为WAAS，R=仅为RTCM，N=不接收差分信号

三、TEXT文本格式说明:

区域描述: 长度: 注释: ———————– ——- ———————— 句头起始符 1 始终为 ‘@’ ———————– ——- ———————— /年 2 UTC年的最后两位数字 | ———————– ——- ———————— | 月 2 UTC月,”01″..”12″ T | ———————– ——- ———————— i | 日 2 UTC日,”01″..”31″ m | ———————– ——- ———————— e | 时 2 UTC时,”00″..”23″ | ———————– ——- ———————— | 分 2 UTC分,”00″..”59″ | ———————– ——- ———————— \秒 2 UTC秒,”00″..”59″ ———————– ——- ———————— /纬度半球 1 ‘N’或 ‘S’ | ———————– ——- ———————— | 纬度坐标 7 WGS84坐标系统，坐标格式ddmmmmm, | 在第4位数字后省略了一个小数点。 | ———————– ——- ———————— | 经度半球 1 ‘E’或 ‘W’ | ———————– ——- ———————— | 经度坐标 8 WGS84坐标系统，坐标格式dddmmmmm, P | 在第5位数字后省略了一个小数点。 o | ———————– ——- ———————— s | 定位状态 1 ‘d’2维差分定位 i | ‘D’ 3维差分定位 t | ‘g’ 2维定位 i | ‘G’ 3维定位 o | ‘S’ 模拟状态 n | ‘_’ 无效 | ———————– ——- ———————— | 水平定位误差 3 单位为“米” | ———————– ——- ———————— | 高度符号 1 ‘+’或 ‘-‘ | ———————– ——- ———————— \高度 5 海拔高，单位为“米” ———————– ——- ———————— /东/西速度方向 1 ‘E’或 ‘W’ | ———————– ——- ———————— | 东/西速度 4 单位是“米/秒”，在第三位后省略了一个小数点， | (“1234” = 123.4 m/s) V | ———————– ——- ———————— e | 南/北速度方向 1 ‘S’或 ‘N’ l | o | ———————– ——- ———————— c | 南/北速度 4 单位是“米/秒”，在第三位后省略了一个小数点， i | (“1234” = 123.4 m/s) t | ———————– ——- ———————— y | 垂直速度方向 1 ‘U'(上) 或 ‘D’ (下) | ———————– ——- ———————— | 垂直速度 4 单位是“米/秒”，在第二位后省略了一个小数点， \ (“1234” = 12.34 m/s) ———————– ——- ———————— 句尾结束符 2 回车,’0x0D’, 和换行’0x0A’

实际使用中在软件中需要实现的常用功能

在目前手持项目中，正常的定位或导航系统，基本主要完成如下的功能：

读取当前坐标 使用报文：RecommendedMinimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐定位信息

读取速度 使用报文：TrackMade Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息

读取方向 使用报文：TrackMade Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息 －－注：速度和方向的计算这块，有一点需要注意，就是GPS接收机并非简单的将两次坐标相减进行计算，而是采用的多普勒效应进行处理，所以在实际应用中，速度和方向的计算会稍后一点延迟，因为信号是1秒接收一次，而且方向的计算还要根据前几秒的方向进行加权平均。

读取卫星数及状态 使用报文：GPSSatellites in View（GSV）可见卫星信息 GPS DOP and Active Satellites（GSA）当前卫星信息

GPS的误差

有很多种因素会影响到GPS的准确率，以下是一个GPS误差引入简表： 卫星时钟误差：0-1.5米 卫星轨道误差：1-5米 电离层引入的误差：0-30米 大气层引入的误差：0-30米 接收机本身的噪音：0-10米 多路反射：0-1米 总定位误差：大约28米

上述的简表，并不表示一定会存在这么大的误差，这是给出的最好及最差的范围，当然最好情况不能同时发生，最差的情况也不能同时发生。 实际在卫星的导航电文中，已经包含了大气层的修正参数，能够消除50%到70%的误差，而且这两年出的GPS的误差大致范围是10米或以内。 在现有情况下，民用级单台GPS接收机要想达到1m以内的精度是不可能实现的，原因除GPS本身精度外，还包括地图、定位点测绘、嵌入式设备的运行速度等，所以过度追求定位精度对于民用产品来说已无实际的意义。

GPS的漂移

漂移是GPS导航时需要处理的问题之一，漂移主要有两个方面，第一，速度过快，以至于GPS的响应时间短于当前运行速度，出现漂移；第二，在高大建筑密集或天气情况不好的地方，因为GPS信号经过多次的折、反射，造成信号误差，出现漂移。

解决GPS漂移主要从两方面入手： 一、主系统的设计主要减少在近距离内对GPS信号的干扰。 二、软件处理。软件处理主要集中在导航软件处完成，导航软件会将坐标定位在道路之内，如果GPS接收到的信号超出道路的半径范围将自动过滤这个数据，并根据上次的速度及方向推算出当前点的位置。

对于静态漂移，也有建议做软件判断： 1.检测到的状态为静止时，强制速度为0； 2.速度为0时，强制方向为0； 3.数据中的速度值为0时，就不去更新地图上的经纬度； 4.通过比较上次定位数据的经纬度差的绝对值（同时包括时间）再来判定是否有慢速移动；

另外有些GPS模块（UBLOX）可设置静止模式、行走模式、汽车模式、海上模式、飞行模式，通过设置这些参数来解决漂移问题。

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