GPS数据包解析
gps数据包格式
gps数据解析
车联网
目的
任务很简单就是将从串口获取的GPS数据包提取你需要的gps数据信息,过滤掉不用的数据即可.
GPS数据类型及格式
GPS数据信息类型有下面几类:
类别 | 描述 |
GPGSV | 可见卫星信息 |
GPRMC | 推荐最小定位信息 |
GPVTG | 地面速度信息 |
GPGGA | GPS定位信息 |
GPGSA | 当前卫星信息 |
数据格式
网上找的一串数据样例:
$GPRMC,092927.000,A,2235.9058,N,11400.0518,E,0.000,74.11,151216,,D*49
$GPVTG,74.11,T,,M,0.000,N,0.000,K,D*0B
$GPGGA,092927.000,2235.9058,N,11400.0518,E,2,9,1.03,53.1,M,-2.4,M,0.0,0*6B
$GPGSA,A,3,29,18,12,25,10,193,32,14,31,,,,1.34,1.03,0.85*31
$GPGSV,3,1,12,10,77,192,17,25,59,077,42,32,51,359,39,193,49,157,36*48
$GPGSV,3,2,12,31,47,274,25,50,46,122,37,18,45,158,37,14,36,326,18*70
$GPGSV,3,3,12,12,24,045,45,26,17,200,18,29,07,128,38,21,02,174,*79
当然我们不需要全部每个数据都去解释出它的含义,gps当然最重要的就是要知道它的地理位置啦,然后还有就是海拔高度,航速以及时间,找到这些然后提取即可.
数据解释
以下数据解释内容转自 : http://www.cnblogs.com/csMapx/archive/2011/11/02/2232663.html
GPRMC 最小定位信息:
数据详解:$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)
解析内容:
1.时间,这个是格林威治时间,是世界时间(UTC),我们需要把它转换成北京时间(BTC),BTC和UTC差了8个小时,要在这个时间基础上加8个小时。
- 定位状态,在接收到有效数据前,这个位是‘V’,后面的数据都为空,接到有效数据后,这个位是‘A’,后面才开始有数据。
- 纬度,我们需要把它转换成度分秒的格式,计算方法:如接收到的纬度是:4546.40891
4546.40891/100=45.4640891可以直接读出45度, 4546.40891–45*100=46.40891, 可以直接读出46分
46.40891–46 =0.40891*60=24.5346读出24秒, 所以纬度是:45度46分24秒。- 南北纬,这个位有两种值‘N’(北纬)和‘S’(南纬)
- 经度的计算方法和纬度的计算方法一样
- 东西经,这个位有两种值‘E’(东经)和‘W’(西经)
7.速率,这个速率值是海里/时,单位是节,要把它转换成千米/时,根据:1海里=1.85公里,把得到的速率乘以1.85。- 航向,指的是偏离正北的角度
- 日期,这个日期是准确的,不需要转换
GPGGA GPS定位数据
数据详解:GPGGA:起始引导符及语句格式说明(本句为GPS定位数据);
<1> UTC 时间,格式为hhmmss.sss;
<2> 纬度,格式为ddmm.mmmm(第一位是零也将传送);
<3> 纬度半球,N 或S(北纬或南纬)
<4> 经度,格式为dddmm.mmmm(第一位零也将传送);
<5> 经度半球,E 或W(东经或西经)
<6> 定位质量指示,0=定位无效,1=定位有效;
<7>使用卫星数量,从00到12(第一个零也将传送)
<8>水平精确度,0.5到99.9
<9>天线离海平面的高度,-9999.9到9999.9米M指单位米
<10>大地水准面高度,-9999.9到9999.9米M指单位米
<11>差分GPS数据期限(RTCMSC-104),最后设立RTCM传送的秒数量
<12>差分参考基站标号,从0000到1023(首位0也将传送)。
解析内容:
第9,10 个字段,海平面高度和大地水准面高度,单位是米GPVTG 地面速度信息
$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh
<1> 以正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
GPGSV 可视卫星状态
例:GPGSV,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),…(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF)
各部分含义为:
(1)总的GSV语句电文数;2;
(2)当前GSV语句号:1;
(3)可视卫星总数:08;
(4)PRN码(伪随机噪声码) 也可以认为是卫星编号
(5)仰角(00~90度):33度;
(6)方位角(000~359度):240度;
(7)信噪比(00~99dB):45dB(后面依次为第10,16,17号卫星的信息); *总和校验域; hh 总和校验数:78; (CR)(LF)回车,换行。
注:每条语句最多包括四颗卫星的信息,每颗卫星的信息有四个数据项,即:
(4)-卫星号,(5)-仰角,(6)-方位角,(7)-信噪比。
例:
$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。
这个语句里最重要的指标应该算是“信号躁声比(signal-to-noise ratio)”(以下简称为SNR)。
这个数值标示卫星信号的接收率。我们知道,卫星是以相同的强度发射信号,但是传播过程中难免会遇到诸如树和墙之类的 障碍物,这样就影响了信号的识别。
典型的SNR值在0到50之间,其中50表示非常好的信号。(SNR可以达到99)。
GPGSA 当前卫星信息
例:GPGSA,语句ID,表明该语句为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)(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
解析代码
结构体定义
typedef
struct _date{
int year;
int month;
int day;
int hour;
int minute;
int second;
}date;
typedef
struct _gps_info{
double latitude;
//经度
double longitude;
//纬度
int latitude_degree;
//度
int latitude_cent;
//分
int latitude_second;
//秒
int longitude_degree;
//度
int longitude_cent;
//分
int longitude_second;
//秒
double speed;
//速度
double direction;
//航向
double
height;
//海拔高度
int satellite;
//卫星编号
unsigned
char ns;
unsigned
char ew;
date time;
}gps_info;
GPRMC解析函数
GPRMC包含了几乎我需要的所有信息,位置时间,地面速率等等.
/**
* @gprmc_analysis
*
* @brief 解析gprmc
*
* @param[out] p
* 输出到p指向的结构体
* @param[in] str
* 包含逗号的原始字符串.
*
* @return
* SUCCESS 0
* FAILURE <0.
*/
int gprmc_analysis(gps_info *p, unsigned char *str)
{
unsigned char buf[
32][
128];
int i;
if(str[
5] !=
'C')
//非GPRMC
{
return -
1;
}
if(str[
18] !=
'A')
//无效数据
{
return -
2;
}
data_filter(buf, str);
for(i=
0; i <
13; i++)
{
printf(
"%s ",buf[i]);
}
printf(
"\n");
p->ns = buf[
4][
0];
p->ew = buf[
6][
0];
//经度半球
p->latitude = atof(buf[
3]);
p->longitude = atof(buf[
5]);
//经纬度
p->
latitude_degree = (int)p->latitude/
100;
//转换成度分秒
p->
latitude_cent = (int)( p->
latitude - p->latitude_degree *
100);
p->
latitude_second = (int)(((p->
latitude - p->
latitude_degree*100) - p->latitude_cent) *
60);
p->
longitude_degree = (int)p->longitude/
100;
//转换成度分秒
p->
longitude_cent = (int)( p->
longitude - p->longitude_degree *
100);
p->
longitude_second = (int)(((p->
longitude - p->
longitude_degree*100) - p->longitude_cent) *
60);
p->speed = atof(buf[
7]);
//地面速率
p->speed *=
1.85;
p->direction = atof(buf[
8]);
//航向
p->
time.year = (buf[
9][
4] -
'0') *
10 + buf[
9][
5] -
'0';
//时间
p->
time.month = (buf[
9][
2] -
'0') *
10 + buf[
9][
3] -
'0';
p->
time.day = (buf[
9][
0] -
'0') *
10 + buf[
9][
1] -
'0';
p->
time.hour = (buf[
1][
0] -
'0') *
10 + buf[
1][
1] -
'0';
p->
time.minute = (buf[
1][
2] -
'0') *
10 + buf[
1][
3] -
'0';
p->
time.second = (buf[
1][
4] -
'0') *
10 + buf[
1][
5] -
'0';
return
0;
}
GPGGA解析函数
GPGGA用来获取海拔高度和卫星编号.
/**
*
@gpgga_analysis
*
*
@brief 解析gpgga
*
*
@param[out] p
* 输出到p指向的结构体
*
@param[in] str
* 包含逗号的原始字符串.
*
*
@return
* SUCCESS 0
* FAILURE -1.
*/
int gpgga_analysis(gps_info *p, unsigned
char *str)
{
unsigned
char buf[
32][
128];
int i;
if(str[
4] !=
'G')
{
return
-1;
}
data_filter(buf, str);
for(i=
0; i <
13; i++)
{
printf(
"%s ",buf[i]);
}
printf(
"\n");
p->height = atof(buf[
9]);
p->satellite = atoi(buf[
7]);
return
0;
}
测试样例输出
unsigned char tmp[
128] =
"$GPRMC,092927.000,A,2235.9058,N,4546.40891,E,31.14,74.11,150618,,N*49";
unsigned char tmp2[
128] =
"$GPGGA,092927.000,2235.9058,N,11400.0518,E,2,9,1.03,53.1,M,-2.4,M,0.0,0*6B";
gps_info gps_st;
memset(&gps_st,
0, sizeof(gps_st));
gprmc_analysis(&gps_st, tmp);
gpgga_analysis(&gps_st, tmp2);
printf(
"%c %c\n",gps_st.ns,gps_st.ew);
printf(
"%d度%d分%d秒\n",gps_st.latitude_degree, gps_st.latitude_cent, gps_st.latitude_second);
printf(
"%d度%d分%d秒\n",gps_st.longitude_degree, gps_st.longitude_cent, gps_st.longitude_second);
printf(
"%lf %lf\n", gps_st.speed, gps_st.direction);
printf(
"%d年%d月%d日%d时%d分%d秒\n",gps_st.time.year, gps_st.time.month, gps_st.time.day, gps_st.time.hour, gps_st.time.minute, gps_st.time.second);
printf(
"海拔高度 %lf, 卫星编号 %d", gps_st.height, gps_st.satellite);
data_filter()是个简单的逗号过滤函数,这里不给出了。