GPS数据读取与处理（一）之GPS模块的数据格式

郭老师

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GPS模块简介
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SiRF芯片在2004年发布的最新的第三代芯片SiRFstar III（GSW 3.0/3.1），使得民用GPS芯片在性
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能方面登上了一个顶峰，灵敏度比以前的产品大为提升。这一芯片通过采用20万次/频率的相关器
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提高了灵敏度，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到42s/38s/8s，可以同时追踪20个卫星信道。
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是目前市场上应用最为广泛，同时性价比也非常高的一款芯片，因此在本设计中同样采用以此芯片
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为核心的GPS模块。（本文转载emouse）
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GPS模块的数据格式
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对GPS模块的数据处理本质上还是串口通信程序设计，只是GPS模块的输出遵循固定的格式，通过字
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符串检索查找即可从模块发送的数据中找出需要的数据，常用的GPS模块大多采用NMEA-0183 协议
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。NMEA-0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标
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准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的
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通讯协议。
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以下是一组正常的GPS 数据
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$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35
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$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38
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$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50
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下面分别对每组数据的含义进行分析。
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GPS 固定数据输出语句($GPGGA)，这是一帧GPS 定位的主要数据，也是使用最广的数据。为了便于
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理解，下面举例说明$GPGGA语句各部分的含义。
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例：$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35
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其标准格式为：
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$GPGGA，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)，(9)，M，(10)，M，(11)，(12)＊hh(CR)
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(LF)
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各部分所对应的含义为：
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(1) 定位UTC 时间：08 时20 分06 秒
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(2) 纬度(格式ddmm.mmmm:即dd 度，mm.mmmm 分)；
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(3) N/S(北纬或南纬)：北纬38 度52.9276 分；
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(4) 经度(格式dddmm.mmmm：即ddd 度，mm.mmmm 分)；
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(5) E/W(东经或西经)：东经115 度27.4283 分；
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(6) 质量因子(0=没有定位，1=实时GPS，2=差分GPS)：1=实时GPS；
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(7) 可使用的卫星数(0～8)：可使用的卫星数=08；
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(8) 水平精度因子(1.0～99.9)；水平精度因子=1.0；
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(9) 天线高程(海平面，－9999.9～99999.9，单位：m)；天线高程=20.6m);
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(10) 大地椭球面相对海平面的高度(－999.9～9999.9，单位：m):无;
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(11) 差分GPS 数据年龄，实时GPS 时无:无;
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(12) 差分基准站号(0000～1023)，实时GPS 时无:无;
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＊总和校验域；hh 总和校验数:35(CR)(LF)回车，换行。
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GPRMC（建议使用最小GPS 数据格式）
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$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38
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$GPRMC,,,,,,,,,,,
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(1) 标准定位时间（UTC time）格式：时时分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。
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(2) 定位状态，A = 数据可用，V = 数据不可用。
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(3) 纬度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。
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(4) 纬度区分，北半球（N）或南半球（S）。
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(5) 经度，格式：度度分分.分分分分。
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(6) 经度区分，东（E）半球或西（W）半球。
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(7) 相对位移速度， 0.0 至1851.8 knots
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(8) 相对位移方向，000.0 至359.9 度。实际值。
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(9) 日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。
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(10) 磁极变量，000.0 至180.0。
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(11) 度数。
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(12) Checksum.(检查位)
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$GPVTG 地面速度信息
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例：$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50
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字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地
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字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
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字段2：T=真北参照系
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字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）
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字段4：M=磁北参照系
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字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
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字段6：N=节，Knots
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字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）
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字段8：K=公里/时，km/h
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字段9：校验值
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