1.簡介

上圖為某公司的GPS定位模塊，自己在使用其進行GPS定位過程中學習到的知識分享給大家。

主要參數如下

◆半雙工 UART(3.3V_TTL 電平)/RS232/IIC/CAN 接口輸出，更快速的應用；

◆采用 KDS 0.5PPM 高精度 TCXO；

◆豐富的數據輸出速率：115200bps(默認) [可選: 9600/38400]；

◆輸出語句：NMEA 0183 V3.0/UBX 協議；

◆支持可調的數據刷新率：1Hz-10Hz；

◆自主研發設計天線振子，保證相位中心與幾何中心重合，將天線對測量誤差的影響 降低到最小； ◆支持選配 A-GPS 服務、地磁傳感器、壓力傳感器；

◆GPS、BD、GLONASS 混合引擎可選；

◆采用無鉛工藝制造，符合 RoHS 標準。

它支持兩種協議：

NMEA 0183 通用協議 和 UBX通信協議

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2. NMEA 0183 協議

NMEA 0183 是美國國家海洋電子協會（National Marine Electronics Association）為海用電子設備制定的標準格式。目前業已成了 GPS 導航設備統一的 RTCM（Radio Technical Commission for Maritime services）標準協議。NMEA0183 協議采用 ASCII 碼來傳遞 GPS 定位信息，我們稱之為幀。幀格式形如：

$aaccc,ddd,ddd,?,ddd*hh(CR)(LF)

1. “$”：幀命令起始位

2. “aaccc”：地址域，前兩位為識別符（aa），后三位為語句名（ccc）

3. “ddd,ddd”：數據內容

4. “*”：校驗和前綴（也可以作為語句數據結束的標志）

5. “hh”：校驗和（check sum），$與*之間所有字符 ASCII 碼的校驗和（各字 節做異或運算，得到校驗和后，再轉換 16 進制格式的 ASCII 字符）

6. “(CR)(LF)”：幀結束，回車和換行符

主要命令：

序號 命令 說明 最大幀長（Byte）

1 $GPRMC 推薦定位信息 70

2 $GPGGA GPS 定位信息 72

3 $GPVTG 地面速度信息 34

4 $RHXZ 地磁信息 24

5 $GPGSA 當前衛星信息 65

6 $GPGSV 可見衛星數 210

7 $GPGLL 大地坐標信息

指令解析：

1．$GPRMC(推薦定位信息，Recommended Minimum Specific GPS/Transit Data) $GPRMC 語句的基本格式如下： $GPRMC,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12)*hh(CR)(LF)

(1)UTC 時間，hhmmss（時分秒）

(2)定位狀態，A=有效定位，V=無效定位

(3)緯度 ddmm.mmmmm 度分）

(4)緯度半球 N（北半球）或 S（南半球）

(5)經度 dddmm.mmmmm 度分）

(6)經度半球 E（東經）或 W（西經）

(7)地面速率（000.0~999.9 節）

(8)地面航向（000.0~359.9 度，以真北方為參考基準）

(9)UTC 日期，ddmmyy（日月年）

(10)磁偏角（000.0~180.0 度，前導位數不足則補 0）

(11)磁偏角方向，E（東）或 W（西） (12)模式指示（A=自主定位，D=差分，R=RTK，E=估算，N=數據無效） 舉例如下： $GPRMC,084103.00,A,2233.395441,N,11356.556656,E,0.035,,220618,,,A*7A

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2．$GPGGA（GPS 定位信息，Global Positioning System Fix Data） $GPGGA 語句的基本格式如下（其中 M 指單位 M，下同）： $GPGGA,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),M,(10),M,(11),(12)*hh(CR)( LF)

(1)UTC 時間，格式為 hhmmss.ss；

(2)緯度，格式為 ddmm.mmmmmm 度分格式）；

(3)緯度半球，N 或 S（北緯或南緯）；

(4)經度，格式為 dddmm.mmmmmm 度分格式）；

(5)經度半球，E 或 W（東經或西經）；

(6)GPS 狀態，0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位；

(7)正在使用的用于定位的衛星數量（00~12）

(8)HDOP 水平精確度因子（0.5~99.9）

(9)海拔高度（-9999.9 到 9999.9 米）

(10)大地水準面高度（-9999.9 到 9999.9 米）

(11)差分時間（從最近一次接收到差分信號開始的秒數，非差分定位，此項為 空）

(12)差分參考基站標號（0000 到 1023，首位 0 也將傳送，非差分定位，此項為 空) 舉例如下： $GPGGA,070343.90,2236.360900,N,11352.021690,E,1,04,68.82,-72.83,M,- 1.00,M,,*68

3．$GPVTG（地面速度信息，Track Made Good and Ground Speed） $GPVTG 語句的基本格式如下： $GPVTG,(1),T,(2),M,(3),N,(4),K,(5)*hh(CR)(LF)

(1)以真北為參考基準的地面航向（000~359 度，前面的 0 也將被傳輸）

(2)以磁北為參考基準的地面航向(000~359 度，前面的 0 也將被傳輸)

(3)地面速率(000.0~999.9 節，前面的 0 也將被傳輸)

(4)地面速率(0000.0~1851.8 公里/小時，前面的 0 也將被傳輸)

(5)模式指示（A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數據無效） 舉例如下： $GPVTG,,T,,M,0.106,N,0.196,K,A*2A

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4．$RHXZ（地磁傳感器信息） $RHXZ 語句的基本格式如下： $RHXZ,(1),(2),(3) *hh(CR)(LF)

(1)地磁傳感器 X 軸的 16 進制值（高位在前，如 0057 表示 0x0057，范圍 0000~FFFF，前面的 0 也將被傳輸）

(2)地磁傳感器 Y 軸的 16 進制值（高位在前，如 FE6E 表示 0xFE6E，范圍 0000~FFFF，前面的 0 也將被傳輸）

(3)地磁傳感器 Z 軸的 16 進制值（高位在前，如 0210 表示 0x0210，范圍 0000~FFFF，前面的 0 也將被傳輸） 舉例如下： $RHXZ,0057,FE6E,0210*45

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5．$GPGSA（當前衛星信息） $GPGSA 語句的基本格式如下： $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 = 手動，A = 自動。

(2)定位類型，1=未定位，2=2D 定位，3=3D 定位。

(3)正在用于定位的衛星號（01~32）

(4)PDOP 綜合位置精度因子（0.5-99.9）

(5)HDOP 水平精度因子 1（0.5-99.9）

(6)VDOP 垂直精度因子（0.5-99.9） 舉例如下： $GPGSA,A,3,26,02,05,29,15,21,,,,,,,2.45,1.49,1.94*0E

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6．$GPGSV（可見衛星數，GPS Satellites in View） $GPGSV 語句的基本格式如下： $GPGSV,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),...,(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF)

(1)GSV 語句總數。

(2)本句 GSV 的編號。

(3)可見衛星的總數（00~12，前面的 0 也將被傳輸）。

(4)衛星編號（01~32，前面的 0 也將被傳輸）。

(5)衛星仰角（00~90 度，前面的 0 也將被傳輸）。

(6)衛星方位角（000~359 度，前面的 0 也將被傳輸）

(7)信噪比（00~99dB，沒有跟蹤到衛星時為空）。

注：每條 GSV 語句最多包括四顆衛星的信息，其他衛星的信息將在下一條 $GPGSV 語句中輸出。

舉例如下： $GPGSV,3,1,12,02,39,117,25,04,02,127,,05,40,036,24,08,10,052,*7E $GPGSV,3,2,12,09,35,133,,10,01,073,,15,72,240,22,18,05,274,*7B $GPGSV,3,3,12,21,10,316,31,24,16,176,,26,65,035,42,29,46,277,18*7A

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7．$GPGLL（定位地理信息，Geographic Position） $GPGLL 語句的基本格式如下： $GPGLL,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7)*hh(CR)(LF)

(1)緯度 ddmm.mmmmm（度分）

(2)緯度半球 N（北半球）或 S（南半球）

(3)經度 dddmm.mmmmm（度分）

(4)經度半球 E（東經）或 W（西經）

(5)UTC 時間：hhmmss（時分秒

(6)定位狀態，A=有效定位，V=無效定位

(7)模式指示（A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數據無效）

舉例如下： $GPGLL,2308.28715,N,11322.09875,E,023543.00,A,A*6A

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3. NMEA0183 協議校驗參考程序

unsigned char Calc_GPS_Sum( const char* Buffer ) { unsigned char i, j, k, sum; sum = 0; for ( i = 1; i < 255; i++ ) //i 從 1 開始是閃過$開始符 { if ( ( Buffer[i] != '*' ) && ( Buffer[i] != 0x00 ) ) //判斷結束符 { sum ^= Buffer[i];//GPS 校驗和算法為 XOR } else { break; } } j = Buffer[i + 1];//取結束符后兩位字符 k = Buffer[i + 2]; if ( isalpha( j ) ) //判斷字符是否為英文字母，為英文字母時返回非零值，否則返回零 { if ( isupper( j ) ) //判斷字符為大寫英文字母時，返回非零值，否則返回零 { j -= 0x37;//強制轉換為 16 進制 } else { j -= 0x57;//強制轉換為 16 進制 } } else { if ( ( j >= 0x30 ) && ( j <= 0x39 ) ) { j -= 0x30;//強制轉換為 16 進制 } } if ( isalpha( k ) ) //判斷字符是否為英文字母，為英文字母時返回非零值，否則返回零 { if ( isupper( k ) ) //判斷字符為大寫英文字母時，返回非零值，否則返回零 { k -= 0x37;//強制轉換為 16 進制 } else { k -= 0x57;//強制轉換為 16 進制 } } else { if ( ( k >= 0x30 ) && ( k <= 0x39 ) ) { k -= 0x30;//強制轉換為 16 進制 } } j = ( j << 4 ) + k; //強制合并為 16 進制 // gps_sum = j; if ( sum == j ) { return Valid; //校驗和正常 } else { return Invalid; //校驗和錯誤 } }

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4.GPS模塊測試軟件

gps模塊可以使用u-center測試軟件來測試，可以支持串口和網口兩種方式。

也可以使用SSCOM串口來采集GPS數據保存到文件使用

5.相關軟件下載

數字地球軟件下載地址：https://download.csdn.net/download/xipengbozai/19774250

GPS測試軟件下載地址：https://download.csdn.net/download/xipengbozai/19774233

GPS數據轉換工具：https://download.csdn.net/download/xipengbozai/19774213

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附圖(數字地球截軟件截圖)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的GPS定位及通信协议解析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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