Java——GPS数据处理

课程:零基础学Java语言翁恺)第6周编程题


题目内容:

NMEA-0183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。

其中$GPRMC语句的格式如下:

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50

这里整条语句是一个文本行,行中以逗号“,”隔开各个字段,每个字段的大小(长度)不一,这里的示例只是一种可能,并不能认为字段的大小就如上述例句一样。

字段0:$GPRMC,语句ID,表明该语句为Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data(RMC)推荐最小定位信息

字段1:UTC时间,hhmmss.sss格式

字段2:状态,A=定位,V=未定位

字段3:纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)

字段4:纬度N(北纬)或S(南纬)

字段5:经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)

字段6:经度E(东经)或W(西经)

字段7:速度,节,Knots

字段8:方位角,度

字段9:UTC日期,DDMMYY格式

字段10:磁偏角,(000 - 180)度(前导位数不足则补0)

字段11:磁偏角方向,E=东W=西

字段16:校验值

这里,“*”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(不包括这两个字符)的异或值的十六进制值。上面这条例句的校验和是十六进制的50,也就是十进制的80。

提示:^运算符的作用是异或。将$和*之间所有的字符做^运算(第一个字符和第二个字符异或,结果再和第三个字符异或,依此类推)之后的值对65536取余后的结果,应该和*后面的两个十六进制数字的值相等,否则的话说明这条语句在传输中发生了错误。注意这个十六进制值中是会出现A-F的大写字母的。另外,如果你需要的话,可以用Integer.parseInt(s)从String变量s中得到其所表达的整数数字;而Integer.parseInt(s, 16)从String变量s中得到其所表达的十六进制数字

现在,你的程序要读入一系列GPS输出,其中包含$GPRMC,也包含其他语句。在数据的最后,有一行单独的

END

表示数据的结束。

你的程序要从中找出$GPRMC语句,计算校验和,找出其中校验正确,并且字段2表示已定位的语句,从中计算出时间,换算成北京时间。一次数据中会包含多条$GPRMC语句,以最后一条语句得到的北京时间作为结果输出。

你的程序一定会读到一条有效的$GPRMC语句。

输入格式:

多条GPS语句,每条均以回车换行结束。最后一行是END三个大写字母。

输出格式:

6位数时间,表达为:

hh:mm:ss

其中,hh是两位数的小时,不足两位时前面补0;mm是两位数的分钟,不足两位时前面补0;ss是两位数的秒,不足两位时前面补0。

输入样例:

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50

END

输出样例:

10:48:13

时间限制:500ms内存限制:32000kb


代码一:

import java.text.ParseException;
import java.util.Scanner;

public class Main{

	public static void main(String[] args) throws ParseException {
		String timeChina = null;
		Scanner in = new Scanner(System.in);
		String sentence = in.nextLine();
		while( ! sentence.equals("END") ) {
			if(sentence.startsWith("$GPRMC")) {//判断是否为$GPRMC开头
				//计算异或值
				int a = sentence.indexOf('$');
				int b = sentence.indexOf('*');
				int value = sentence.charAt(a+1);
				for(int i=a+1;i<b-1;i++) {
					value = value ^ sentence.charAt(i+1);
				}
				int valueTen = value % 65536;
				String valueHex = Integer.toHexString(valueTen);//将异或值转为16进制
				String checkValue = sentence.substring(b+1);//获取校验值
				if(valueHex.equals(checkValue)) {//判断异或值和校验值是否相等
					String[] fields = sentence.split(",");
					if(fields[2].equals("A")) {//判断是否为已定位状态
						String timeUTC = fields[1];						
						String hh = timeUTC.substring(0, 2);
						String mm = timeUTC.substring(2, 4);
						String ss = timeUTC.substring(4, 6);
						int h = (Integer.parseInt(hh) + 8) % 24;
						if( h<10 ) {
							hh = "0"+ Integer.toString(h);
						}else {
							hh = Integer.toString(h);
						}
						timeChina = hh + ":" + mm + ":" + ss;
					}
				}
			}
			sentence = in.nextLine();
		}
		if(timeChina!=null) {
			System.out.println(timeChina);
		}	
	}
}

代码二:(测试用例未通过,不知道为啥,感觉没问题)

import java.text.DateFormat;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Scanner;
import java.util.TimeZone;

public class Main{

	public static void main(String[] args) throws ParseException {
		String timeChina = null;
		Scanner in = new Scanner(System.in);
		String sentence = in.nextLine();
		while( ! sentence.equals("END") ) {
			if(sentence.startsWith("$GPRMC")) {//判断是否为$GPRMC开头
				//计算异或值
				int a = sentence.indexOf('$');
				int b = sentence.indexOf('*');
				int value = sentence.charAt(a+1);
				for(int i=a+1;i<b-1;i++) {
					value = value ^ sentence.charAt(i+1);
				}
				int valueTen = value % 65536;
				String valueHex = Integer.toHexString(valueTen);//将异或值转为16进制
				String checkValue = sentence.substring(b+1);//获取校验值
				if(valueHex.equals(checkValue)) {//判断异或值和校验值是否相等
					String[] fields = sentence.split(",");
					if(fields[2].equals("A")) {//判断是否为已定位状态
						Date time = null;
						String timeUTC = fields[1];						
						DateFormat format1 = new SimpleDateFormat("HHmmss.SSS");
						DateFormat format2 = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");					
						TimeZone.setDefault(TimeZone.getTimeZone("UTC"));//修改默认Time Zone为UTC时区
						format1.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("UTC"));
						format2.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("Asia/Shanghai"));
						time = format1.parse(timeUTC);//将UTC时间转换为Date类型					
						timeChina = format2.format(time);//将UTC时间转为Asia/Shanghai时间
					}
				}
			}
			sentence = in.nextLine();
		}
		if(timeChina!=null) {
			System.out.println(timeChina);
		}	
	}
}
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