GNSS输出NEMA协议解析.doc-道客多多

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1、GNSS 导航芯片输出 NEMA 协议解析1 NEMA 协议的由来NMEA 协议是为了在不同的 GPS（全球定位系统）导航设备中建立统一的 BTCM（海事无线电技术委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（ NMEA-The National Marine Electronics Associa-tion）制定的一套通讯协议。 GPS 接收机根据 NMEA-0183 协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口

2、传送到 PC 机、 PDA 等设备。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，大多数常见的 GPS 接收机、 GPS 数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。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。

3、下面给出这些常用NMEA-0183 语句的字段定义解释。$GPGGA例： $GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,0000*1F字段 0： $GPGGA，语句 ID，表明该语句为 Global Positioning System Fix Data（ GGA）GPS 定位信息字段 1： UTC 时间， hhmmss.sss，时分秒格式字段 2：纬度 ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补 0）字

4、段 3：纬度 N（北纬）或 S（南纬）字段 4：经度 dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补 0）字段 5：经度 E（东经）或 W（西经）字段 6： GPS 状态， 0=未定位， 1=非差分定位， 2=差分定位， 3=无效 PPS， 6=正在估算字段 7：正在使用的卫星数量（ 00 - 12）（前导位数不足则补 0）字段 8： HDOP 水平精度因子（ 0.5 - 99.9）字段 9：海拔高度（ -99

5、99.9 - 99999.9）字段 10：地球椭球面相对大地水准面的高度字段 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）字段 12：差分站 ID 号 0000 - 1023（前导位数不足则补 0，如果不是差分定位将为空）字段 13：校验值$GPGSA例： $GPGSA,A,3,01,20,19,13,40.4,24.4,32.2*0A字段 0： $GPGSA，语句 ID，表明该语

6、句为 GPS DOP and Active Satellites（ GSA）当前卫星信息字段 1：定位模式， A=自动手动 2D/3D， M=手动 2D/3D字段 2：定位类型， 1=未定位， 2=2D 定位， 3=3D 定位字段 3： PRN 码（伪随机噪声码），第 1 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 4： PRN 码（伪随机噪声码），第 2 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（

7、前导位数不足则补 0）字段 5： PRN 码（伪随机噪声码），第 3 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 6： PRN 码（伪随机噪声码），第 4 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 7： PRN 码（伪随机噪声码），第 5 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 8： PRN 码（伪随

8、机噪声码），第 6 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 9： PRN 码（伪随机噪声码），第 7 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 10： PRN 码（伪随机噪声码），第 8 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 11： PRN 码（伪随机噪声码），第 9 信道正在使用的卫星

9、 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 12： PRN 码（伪随机噪声码），第 10 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 13： PRN 码（伪随机噪声码），第 11 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足则补 0）字段 14： PRN 码（伪随机噪声码），第 12 信道正在使用的卫星 PRN 码编号（ 00）（前导位数不足

10、则补 0）字段 15： PDOP 综合位置精度因子（ 0.5 - 99.9）字段 16： HDOP 水平精度因子（ 0.5 - 99.9）字段 17： VDOP 垂直精度因子（ 0.5 - 99.9）字段 18：校验值$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： $GPGSV，语句 ID，表明该语句为 GPS Satellites in View（ GSV）可见卫星信息字段 1：本次 GS

11、V 语句的总数目（ 1 - 3）字段 2：本条 GSV 语句是本次 GSV 语句的第几条（ 1 - 3）字段 3：当前可见卫星总数（ 00 - 12）（前导位数不足则补 0）字段 4： PRN 码（伪随机噪声码）（ 01 - 32）（前导位数不足则补 0）字段 5：卫星仰角（ 00 - 90）度（前导位数不足则补 0）字段 6：卫星方位角（ 00 - 359）度（前导位数不足则补 0）字段 7：信噪比（ 0

12、0 99） dbHz字段 8： PRN 码（伪随机噪声码）（ 01 - 32）（前导位数不足则补 0）字段 9：卫星仰角（ 00 - 90）度（前导位数不足则补 0）字段 10：卫星方位角（ 00 - 359）度（前导位数不足则补 0）字段 11：信噪比（ 00 99） dbHz字段 12： PRN 码（伪随机噪声码）（ 01 - 32）（前导位数不足则补 0）字段 13：卫星仰角（ 00 - 90）度（前导位数不足

13、则补 0）字段 14：卫星方位角（ 00 - 359）度（前导位数不足则补 0）字段 15：信噪比（ 00 99） dbHz字段 16：校验值NMEA0183 标准语句另一种表达方式详解1、 Global Positioning System Fix Data（ GGA） GPS 定位信息$GPGGA,M,M,*hhUTC 时间， hhmmss（时分秒）格式纬度 ddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）纬度半球 N（北半球）或 S（

14、南半球）经度 dddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）经度半球 E（东经）或 W（西经）GPS 状态： 0=未定位， 1=非差分定位， 2=差分定位， 6=正在估算正在使用解算位置的卫星数量（ 0012）（前面的 0 也将被传输）HDOP 水平精度因子（ 0.599.9）海拔高度（ -9999.999999.9）地球椭球面相对大地水准面的高度差分时间（从最近一次接收到差

15、分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空）差分站 ID 号 00001023（前面的 0 也将被传输，如果不是差分定位将为空）2、 GPS DOP and Active Satellites（ GSA）当前卫星信息$GPGSA,*hh模式， M=手动， A=自动定位类型， 1=没有定位， 2=2D 定位， 3=3D 定位PRN 码（伪随机噪声码），正在用于解算位置的卫星号（ 0132，前面的 0 也将被传输）

16、。PDOP 位置精度因子（ 0.599.9）HDOP 水平精度因子（ 0.599.9）VDOP 垂直精度因子（ 0.599.9）3、 GPS Satellites in View（ GSV）可见卫星信息$GPGSV,*hhGSV 语句的总数本句 GSV 的编号可见卫星的总数（ 0012，前面的 0 也将被传输）PRN 码（伪随机噪声码）（ 0132，前面的 0 也将被传输）卫星仰角（ 0090 度，前面的 0 也将被传输）卫星方位角

17、（ 000359 度，前面的 0 也将被传输）信噪比（ 0099dB，没有跟踪到卫星时为空，前面的 0 也将被传输）注： ,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、 Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（ RMC）推荐定位信息$GPRMC,*hhUTC 时间， hhm

18、mss（时分秒）格式定位状态， A=有效定位， V=无效定位纬度 ddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）纬度半球 N（北半球）或 S（南半球）经度 dddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）经度半球 E（东经）或 W（西经）地面速率（ 000.0999.9 节，前面的 0 也将被传输）地面航向（ 000.0359.9 度，以真北为参考基准，前面的 0 也将被传

19、输）UTC 日期， ddmmyy（日月年）格式磁偏角（ 000.0180.0 度，前面的 0 也将被传输）磁偏角方向， E（东）或 W（西）模式指示（仅 NMEA0183 3.00 版本输出， A=自主定位， D=差分， E=估算， N=数据无效）5、 Track Made Good and Ground Speed（ VTG）地面速度信息$GPVTG,T,M,N,K,*hh以真北为参考基准的地面航向（ 000359 度，前面的 0 也将被

20、传输）以磁北为参考基准的地面航向（ 000359 度，前面的 0 也将被传输）地面速率（ 000.0999.9 节，前面的 0 也将被传输）地面速率（ 0000.01851.8 公里 /小时，前面的 0 也将被传输）模式指示（仅 NMEA0183 3.00 版本输出， A=自主定位， D=差分， E=估算， N=数据无效）6、 Geographic Position（ GLL）定位地理信息$GPGLL,*hh纬度 ddmm.mmmm（度

21、分）格式（前面的 0 也将被传输）纬度半球 N（北半球）或 S（南半球）经度 dddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）经度半球 E（东经）或 W（西经）UTC 时间， hhmmss（时分秒）格式定位状态， A=有效定位， V=无效定位模式指示（仅 NMEA0183 3.00 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、 Estimate

22、d Error Information（ PGRME）估计误差信息$PGRME,M,M,M*hhHPE（水平估计误差）， 0.0999.9 米VPE（垂直估计误差）， 0.0999.9 米EPE（位置估计误差）， 0.0999.9 米8、 GPS Fix Data Sentence（ PGRMF） GPS 定位信息$PGRMF,*hhGPS 周数（ 01023）GPS 秒数（ 0604799）UTC 日期， ddmmyy（日月年）格式UTC 时间， hhmmss（时分秒）格式GPS 跳秒

23、数纬度 ddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）纬度半球 N（北半球）或 S（南半球）经度 dddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）经度半球 E（东经）或 W（西经）模式， M=手动， A=自动定位类型， 0=没有定位， 1=2D 定位， 2=3D 定位地面速率（ 01851 公里 /小时）地面航向（ 000359 度，以真北为参考基准）PDOP 位置精度因子（ 09，

24、四舍五入取整）TDOP 时间精度因子（ 09，四舍五入取整）9、 Map Datum（ PGRMM）坐标系统信息$PGRMM,*hh当前使用的坐标系名称（数据长度可变，如 “WGS 84”）注：该信息在与 MapSource 进行实时连接的时候使用。10、 Sensor Status Information（ PGRMT）工作状态信息$PGRMT,*hh产品型号和软件版本（数据长度可变，如 “GPS 15L/15H VER 2.0

25、5”）ROM 校验测试， P=通过， F=失败接收机不连续故障， P=通过， F=失败存储的数据， R=保持， L=丢失时钟的信息， R=保持， L=丢失振荡器不连续漂移， P=通过， F=检测到过度漂移数据不连续采集， C=正在采集，如果没有采集则为空GPS 接收机温度，单位为摄氏度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

26、关。11、 3D velocity Information（ PGRMV）三维速度信息$PGRMV,*hh东向速度， 514.4514.4 米 /秒北向速度， 514.4514.4 米 /秒上向速度， 999.99999.9 米 /秒12、 DGPS Beacon Information（ PGRMB）信标差分信息$PGRMB,K,*hh信标站频率（ 0.0， 283.5325.0kHz，间隔为 0.5kHz）信标比特率（ 0， 25， 50， 100 或 200bps）SNR 信标信号信噪比（ 031

27、）信标数据质量（ 0100）与信标站的距离，单位为公里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=正在扫描差分源， R=RTCM， W=WAAS， N=非差分定位差分状态， 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

28、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

30、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 Nl |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， (“

31、1234“ = 12.34 m/s)- - -句尾结束符 2 回车 , 0x0D, 和换行 0x0A- - -如果某字段的数值没有达到所定义的长度，将在前面添加 0。任何无效的数字将以下划线来代替。NMEA-0183 数据实际举例 :NMEA-0183 数据协议是一个比较复杂的多样的格式，这里有其中的几个例子nmea 数据如下：$GPGGA,121252.000,3937.3032,N,11611.6046,E,1,05,2.0,4

32、5.9,M,-5.7,M,0000*77$GPRMC,121252.000,A,3958.3032,N,11629.6046,E,15.15,359.95,070306,A*54$GPVTG,359.95,T,M,15.15,N,28.0,K,A*04$GPGGA,121253.000,3937.3090,N,11611.6057,E,1,06,1.2,44.6,M,-5.7,M,0000*72$GPGSA,A,3,14,15,05,22,18,26,2.1,1.2,1.7*3D$GPGSV,3,1,10,18,84,067,23,09,67,067,27,22,49,312,28,15,47

33、,231,30*70$GPGSV,3,2,10,21,32,199,23,14,25,272,24,05,21,140,32,26,14,070,20*7E$GPGSV,3,3,10,29,07,074,30,07,163,28*7D说明： NMEA0183 格式以 “$”开始，主要语句有 GPGGA， GPVTG， GPRMC 等1、 GPS DOP and Active Satellites（ GSA）当前卫星信息$GPGSA, 模式： M = 手动， A = 自动。定位型式 1 = 未定位， 2 = 二维定位， 3 =

34、三维定位。 PRN 数字： 01 至 32 表天空使用中的卫星编号，最多可接收 12 颗卫星信息。PDOP 位置精度因子（ 0.599.9）HDOP 水平精度因子（ 0.599.9）VDOP 垂直精度因子（ 0.599.9）Checksum.(检查位 ). 2、 GPS Satellites in View（ GSV）可见卫星信息$GPGSV, ,?, GSV 语句的总数本句 GSV 的编号可见卫星的总数， 00 至 12。卫星编号， 01 至 32。

35、卫星仰角， 00 至 90 度。卫星方位角， 000 至 359 度。实际值。讯号噪声比（ C/No）， 00 至 99 dB；无表未接收到讯号。 Checksum.(检查位 ). 第 ,项个别卫星会重复出现，每行最多有四颗卫星。其余卫星信息会于次一行出现，若未使用，这些字段会空白。 3、 Global Positioning System Fix Data（ GGA） GPS 定位信息$GPGGA,M,M,*hhUTC 时间

36、， hhmmss（时分秒）格式纬度 ddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）纬度半球 N（北半球）或 S（南半球）经度 dddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）经度半球 E（东经）或 W（西经）GPS 状态： 0=未定位， 1=非差分定位， 2=差分定位， 6=正在估算正在使用解算位置的卫星数量（ 0012）（前面的 0 也将被传输）HDOP 水平精度因子（

37、 0.599.9）海拔高度（ -9999.999999.9）地球椭球面相对大地水准面的高度差分时间（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）差分站 ID 号 00001023（前面的 0 也将被传输，如果不是差分定位将为空）4、 Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（ RMC）推荐定位信息$GPRMC,*hhUTC 时间， hhmmss（时分秒）格

38、式定位状态， A=有效定位， V=无效定位纬度 ddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）纬度半球 N（北半球）或 S（南半球）经度 dddmm.mmmm（度分）格式（前面的 0 也将被传输）经度半球 E（东经）或 W（西经）地面速率（ 000.0999.9 节，前面的 0 也将被传输）地面航向（ 000.0359.9 度，以真北为参考基准，前面的 0 也将被传输）UTC 日期， d

39、dmmyy（日月年）格式磁偏角（ 000.0180.0 度，前面的 0 也将被传输）磁偏角方向， E（东）或 W（西）模式指示（仅 NMEA0183 3.00 版本输出， A=自主定位， D=差分， E=估算， N=数据无效）5、 Track Made Good and Ground Speed（ VTG）地面速度信息$GPVTG,T,M,N,K,*hh以真北为参考基准的地面航向（ 000359 度，前面的 0 也将被传输）以磁北为参

40、考基准的地面航向（ 000359 度，前面的 0 也将被传输）地面速率（ 000.0999.9 节，前面的 0 也将被传输）地面速率（ 0000.01851.8 公里 /小时，前面的 0 也将被传输）模式指示（仅 NMEA0183 3.00 版本输出， A=自主定位， D=差分， E=估算， N=数据无效）对于确定数据精确度和 GPS 稳定性，卫星的位置是非常重要的信息。既然 GPS 精确读将被详细

41、地在这两部分介绍，那么这一部分将主要描述卫星位置和信号的强度。卫星二十四小时在轨道上运转着，它们在任一时间、任一地点上都至少有六颗能被用户看到。卫星不断地监测地球，这样就避免出现一些盲点或者卫星无法看到的地方。就像在天空中找星星一样，卫星的位置被表示为一个方位角和高程。如前面所述，方位角为直接水平测量

42、。高程测量则为一个与水平面的夹角，其中 0表示水平， 90表示为 “天顶 ”（或者说是头顶）。因此，如果设备说卫星的方位角为 45且高程为 45，那么卫星现在的位置就是处于水平的东北方向，高度为一半的位置。另外对于卫星位置，设备报告每个卫星的 “随机伪代码 ”（简称PRC），这个数值用来唯一标示一个卫星。这里有一个关于 $GPGSV 的语句：$

43、GPGSV,3,1,10,24,82,023,40,05,62,285,32,01,62,123,00,17,59,229,28*70每条语句包含四部分内容，例如：第一部分是 “24,82,023,40”，第二部分是 “05,62,285,32”等等。每部分的第一个词为 PRC，第二个词为卫星高程，跟着为方位角和信号强度。如果这个卫星信息用图来显示，那么就如图 1-1。（图 1-1： $GPGSV 语句的图形表示，中心点为当前位置，周边的圆标示水平面。）2常用 NMEA-0183 语句字段定义解释NMEA 协议是为了在不同的 GPS（全球定位系统）导航设备中建立统一的BTCM（海事无线电技术委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（NMEA-The National Marine Electronics Associa-tion）制定的一套通讯协议。GPS 接收机根据 NMEA-0183 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

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