GPS数据格式与分析.docx
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GPS数据格式与分析
目前GPS（全球定位系统）定位应用市场日趋成熟，正在进入应用的高速发展时期。
看到论坛里不断有人提问关于GPS的问题。
现将个人对GPS的了解写出来跟大家一块探讨。
1、GPS应用简介
近年来GPS系统，已经在大地测绘、海上渔用、车辆定位监控、建筑、农业等各个领域得到广泛应用。
从九十年代我国引进GPS定位技术开始，经过十多年的市场培育，GPS定位应用进入了发展的最好时机，未来十年基于GPS的应用将会改变我们的生活和工作方式。
目前市场上的大部分GPS接受模块都是通过RS232串口与MCU进行数据传输的。
这些数据包括经度、纬度、海拔高度、时间、卫星使用情况等基本信息。
开发人员再依据这些基本数据，进行数据处理来完成整套的定位系统软件。
2、数据格式
在进行数据接受编程之前，先介绍一下该模块的数据格式。
它支持NMEA-0183输出格式。
信息如下：
GGA位置测定系统定位资料（GlobalPositioningSystemFixData）
GSV导航卫星资料（GNSSSatellitesinView）
RMC导航卫星特定精简资料（RecommendedMinimumSpecificGNSSData）
VTG方向及速度等相关资料（CourseOverGroundandGroundSpeed）
由于文章篇幅问题，笔者在这里只以接收GGA数据为例，格式如下：
$GPGGA,hhmmss,dddmm.mmmm,a,dddmm.mmmm,a,x,xx,x.x,x.x,M,,M,x.x,xxxx*CS
例：
$GPGGA,033744,2446.5241,N,12100.1536,E,1,10,0.8,133.4,M,,,,*1F
说明见表：
上面例子中，我们可读出位置信息：
北纬24度46.5241分，西经121度00.1536分
格林威治时间：
3点37分44秒
3部分程序代码（c++）
//初始化串口//入口:
strComm（串口名）//返回:
TRUE（成功）;FALSE（失败）BOOLCGPSDlg:
:
InitComm（CStringstrComm）{inti;DCBdcb;COMMTIMEOUTSTimeOuts;for（i=0;i<3;i++）//串口最多初始化3次{m_hComm=CreateFile（strComm,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL）;if（m_hComm!
=INVALID_HANDLE_VALUE）break;}if（i==3）//串口初始化失败{AfxMessageBox（"串口初始化失败..."）;returnFALSE;}SetupComm（m_hComm,MAXLENGTH,MAXLENGTH）;//设置发送接收缓冲区大小TimeOuts.ReadIntervalTimeout=0;//设定5个超时参数TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=500;TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=0;TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;SetCommTimeouts（m_hComm,&TimeOuts）;//设置超时参数GetCommState（m_hComm,&dcb）;//获得通信状态dcb.fAbortOnError=FALSE;//有错误不停止dcb.BaudRate=CBR_4800;//波特率4800dcb.ByteSize=8;//8位dcb.Parity=NOPARITY;//奇校验dcb.StopBits=ONESTOPBIT;//1位停止位SetCommState（m_hComm,&dcb）;//设置通信状态PurgeComm（m_hComm,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR）;//清空发送和接收缓冲区returnTRUE;}//获得GPS参数//注意:
从GPS接收到的字符串已经在m_strRecv中,由于是定时接收,所以在这个字符串的头和尾都可能存在//不完整的NMEA输出字符串,在处理时要特别注意//返回:
TRUE（格式正确）;FALSE（格式错误）BOOLCGPSDlg:
:
GetGPSParam（）{inti,j;CStringstr,strNEMA;//先判断是否接收到数据if（m_strRecv.IsEmpty（））returnFALSE;//若字符串不是以'$'开头的,必须删掉这部分不完整的if（m_strRecv[0]!
='$'）{i=m_strRecv.Find（'\n',0）;if（i==-1）returnFALSE;//尾部未接收完整,必须等接收完后才能删除m_strRecv.Delete（0,i+1）;//尾部已接收完整（尾部为\r\n结束）,删除不完整的部分}//截取完整的NMEA-0183输出语句（m_strRecv中可能有多条语句,每条间以\r\n分隔）for（;;）{i=m_strRecv.Find（'\n',0）;if（i==-1）break;//所有的完整输出语句都已经处理完毕,退出循环//截取完整的NMEA-0183输出语句strNEMA=m_strRecv.Left（i+1）;m_strRecv.Delete（0,i+1）;//下面对各种输出语句进行分别处理if（strNEMA.Find（"$GPRMC",0）==0）{//该输出语句中的各项以','分隔for（i=j=0;strNEMA!
='\r';i++）//j为逗号的计数器{if（strNEMA==','）{j++;str="";for（i++;strNEMA!
=','&&strNEMA!
='\r';i++）str+=strNEMA;//str为某项的值i--;//对各项数据分别处理switch（j）{case1:
//时间（UTC）m_strTime=str.Left（6）;m_strTime.Insert（2,':
'）;m_strTime.Insert（5,':
'）;break;case2:
//状态（A-数据有效;V-数据无效,还未定位）if（str=="A"）m_strStatus="有效数据";elseif（str=="V"）m_strStatus="正在定位...";elsem_strStatus="非法数据格式";break;case3:
//纬度（ddmm.mmmm）str.Insert（2,"度"）;str+="分";m_strLatitude=str;break;case4:
//纬度指示（N-北纬;S-南纬）if（str=="N"）m_strLatitude.Insert（0,"北纬"）;elsem_strLatitude.Insert（0,"南纬"）;break;case5:
//经度（dddmm.mmmm）str.Insert（3,"度"）;str+="分";m_strLongitude=str;break;case6:
//经度指示（E-东经;W-西经）if（str=="E"）m_strLongitude.Insert（0,"东经"）;elsem_strLongitude.Insert（0,"西经"）;break;case7:
//速度（单位:
节）m_strSpeed=str;break;case8:
//航向（单位:
度）m_strCourse=str;break;case9:
//日期（UTC）m_strDate="";m_strDate+="20";m_strDate+=str[4];m_strDate+=str[5];m_strDate+="-";m_strDate+=str[2];m_strDate+=str[3];m_strDate+="-";m_strDate+=str[0];m_strDate+=str[1];break;default:
break;}}}}elseif（strNEMA.Find（"$GPGGA",0）==0）{}elseif（strNEMA.Find（"$GPGSA",0）==0）{}elseif（strNEMA.Find（"$GPGSV",0）==0）{}elseif（strNEMA.Find（"$GPGLL",0）==0）{}elseif（strNEMA.Find（"$GPVTG",0）==0）{}elsereturnFALSE;//格式错误}returnTRUE;}相关的主题文章：
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一、NMEA0183标准语句
1、GlobalPositioningSystemFixData（GGA）GPS定位信息
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh
<1>UTC时间，hhmmss（时分秒）格式
<2>纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）
<3>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<4>经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）
<5>经度半球E（东经）或W（西经）
<6>GPS状态：
0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算
<7>正在使用解算位置的卫星数量（00~12）（前面的0也将被传输）
<8>HDOP水平精度因子（0.5~99.9）
<9>海拔高度（-9999.9~99999.9）
<10>地球椭球面相对大地水准面的高度
<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>差分站ID号0000~1023（前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空）
2、GPSDOPandActiveSatellites（GSA）当前卫星信息
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh
<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，前面的0也将被传输）。
<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）
3、GPSSatellitesinView（GSV）可见卫星信息
$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>*hh
<1>GSV语句的总数
<2>本句GSV的编号
<3>可见卫星的总数（00~12，前面的0也将被传输）
<4>PRN码（伪随机噪声码）（01~32，前面的0也将被传输）
<5>卫星仰角（00~90度，前面的0也将被传输）
<6>卫星方位角（000~359度，前面的0也将被传输）
<7>信噪比（00~99dB，没有跟踪到卫星时为空，前面的0也将被传输）
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。
4、RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData（RMC）推荐定位信息
$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NMEA01833.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）
5、TrackMadeGoodandGroundSpeed（VTG）地面速度信息
$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NMEA01833.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效）
6、GeographicPosition（GLL）定位地理信息
$GPGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*hh
<1>纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）
<2>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<3>经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）
<4>经度半球E（东经）或W（西经）
<5>UTC时间，hhmmss（时分秒）格式
<6>定位状态，A=有效定位，V=无效定位
<7>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）
二、GARMIN定义的语句
7、EstimatedErrorInformation（PGRME）估计误差信息
$PGRME,<1>,M,<2>,M,<3>,M*hh
<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
8、GPSFixDataSentence（PGRMF）GPS定位信息
$PGRMF,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>*hh
<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）
9、MapDatum（PGRMM）坐标系统信息
$PGRMM,<1>*hh
<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。
10、SensorStatusInformation（PGRMT）工作状态信息
$PGRMT,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>*hh
<1>产品型号和软件版本（数据长度可变，如“GPS15L/15HVER2.05”）
<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。
11、3DvelocityInformation（PGRMV）三维速度信息
$PGRMV,<1>,<2>,<3>*hh
<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
12、DGPSBeaconInformation（PGRMB）信标差分信息
$PGRMB,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,K,<6>,<7>,<8>*hh
<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:
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句头起始符1始终为'@'
------------------------------------------------------
/年2UTC年的最后两位数字
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|月2UTC月,"01".."12"
T|------------------------------------------------------
i|日2UTC日,"01".."31"
m|------------------------------------------------------
e|时2UTC时,"00".."23"
|------------------------------------------------------
|分2UTC分,"00".."59"
|------------------------------------------------------
\秒2UTC秒,"00".."59"
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/纬度半球1'N'或'S'
|------------------------------------------------------
|纬度坐标7WGS84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8WGS84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
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|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"=123.4m/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"=123.4m/s）
t|------------------------------------------------------
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