NMEA-0183 协议

爱被打了一巴掌 2022-12-15 12:43 111阅读 0赞

**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 MarineElectronics 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 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 通讯协议所规定的通讯语句都已是以ASCII 码为基础的，NMEA-0183 协议语句的数据格式如下：“$”为语句起始标志；“，”为域分隔符；“ \*”为校验和识别符，其后面的两位数为校验和，代表了“$”和“\*”之间所有字符的按位异或值（不包括这两个字符）；“／”为终止符，所有的语句必须以来结束，也就是ASCII 字符的“回车”（十六进制的0D）和“换行”（十六进制的0A）。  
**一、语法格式：**  
NMEA 0183 的信息格式一般如下所示：  
$aaaaa,df1,df2,….\[CR\]\[LF\]  
所有的信息由$开始，以换行结束，紧跟着$后的五个字符解释了信息的基本类型，多个参数之间用逗号隔开。  
**二、协议类型：**  
NMEA 0183 中有以下三种基本的协议类型：  
a) 信息源  
b) 查询  
c) 属性  
1) 信息源  
标准格式为：  
$ttsss,df1,df2,….\[CR\]\[LF\]  
在紧随$后的两个字符用来识别作为信息内容识别码的后3 个字符，信息识别码定义了保留的数据区，在NMEA 0183 标准下，每个类型的数据区的信息内容是符合标准的。  
例如：$HCHDM,238,M\[CR\]\[LF\]  
标明“HC”说明信息源作为一个磁性的罗盘，“HDM” 指明以下是磁性的船首向航向，238 是船首向航向的值，M 指明船首向航向的值是磁性的  
2) 查询  
标准格式为：  
$ttllQ,sss,\[CR\]\[LF\]  
头两个字符做为请求者的信息源的识别码，后两个字符作为被查询的设备的信息识别，最后一个字符说明这是一个查询信息。紧跟着的字段（sss）包含了三个字的被查询内容的记忆信息。  
查询意味着接受端需要从信息源那里得到一个有规律的内容，例如，我们可以发一个信息给GPS 接受器请求传送一个“DISTANCE-TO-WAYPOINT”的信息，得到响应后，GPS 接受器会发送请求的内容，直到接到别的请求。  
例如： $CCGPQ,GGA\[CR\]\[LF\]  
说明“CC”这个设备(计算机)正从“GP”这个设备(GPS)查询GGA 的内容。GPS将每隔一秒传送这个内容，直到有别的查询请求。  
3) 属性  
这对厂商来说是一种使用没有在标准下预定义的特殊内容的方法。它通常的格式为：  
$PmmmA,df1,df2,…,\[CR\]\[LF\]  
P 说明是属性内容，mmm 定义为厂商信息代码，A(A-Z)标明信息类型。  
**三、常用协议类型解释：**  
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。下面给出这些常用NMEA-0183 语句的字段定义解释。  
1) Global Positioning System Fix Data（**GGA**）GPS 定位信息  
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>\*hh<CR><LF>  
<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) GPS DOP and Active Satellites（**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  
<CR><LF>  
<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) GPS Satellites in View（**GSV**）可见卫星信息  
$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>\*hh<CR><LF>  
<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) Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（**RMC**）推荐定位信息  
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>\*hh<CR><LF>  
<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,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>\*hh<CR><LF>  
<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,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>\*hh<CR><LF>  
<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NMEA0183 3.00 版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数  
据无效）

更全的资料请参考 [http://www.gnssweb.com/2848.html][http_www.gnssweb.com_2848.html]

[https://max.book118.com/html/2017/1227/146143338.shtm][https_max.book118.com_html_2017_1227_146143338.shtm]

[https://wenku.baidu.com/view/a5fafe600066f5335a812174.html][https_wenku.baidu.com_view_a5fafe600066f5335a812174.html]

[https://ishare.iask.sina.com.cn/f/31jF2DmcwX2.html][https_ishare.iask.sina.com.cn_f_31jF2DmcwX2.html]

[http_www.gnssweb.com_2848.html]: http://www.gnssweb.com/2848.html
[https_max.book118.com_html_2017_1227_146143338.shtm]: https://max.book118.com/html/2017/1227/146143338.shtm
[https_wenku.baidu.com_view_a5fafe600066f5335a812174.html]: https://wenku.baidu.com/view/a5fafe600066f5335a812174.html
[https_ishare.iask.sina.com.cn_f_31jF2DmcwX2.html]: https://ishare.iask.sina.com.cn/f/31jF2DmcwX2.html