GPS 0183协议

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、MCU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：“$”为语句起始标志；“，”为域分隔符；“\ast ”为校验和识别符，其后面的两位数为校验和，代表了“$”和“*”之间所有字符的按位异或值（不包括这两个字符）。
GPS 上电后，每隔一定的时间就会返回一定格式的数据
数据格式：

$信息类型，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x

每行开头的字符都是’$'，接着是信息类型，后面是数据，以逗号分隔开。
一行完整的数据如下：

$GPRMC,080655.00,A,4546.40891,N,12639.65641,E,1.045,328.42,170809,,,A*60 

GPS信息类型：

GPGSV：可见卫星信息
GPGLL：地理定位信息
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

• GPGGA GPS定位数据
  数据详解：

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*xx<CR><LF>

$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

• 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。2. 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。3. 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。4. 南北纬，这个位有两种值‘N’（北纬）和‘S’（南纬）5. 经度的计算方法和纬度的计算方法一样6. 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

• 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
  标准格式

$GPGSV，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，…(4),(5)，(6)，(7)*hh(CR)(LF)

例子

$GPGSV，2，1，08，06，33，240，45，10，36，074，47，16，21，078，44，17，36，313，42*78

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。

$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

$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

以MTK平台主机获取到的数据为例：

GPRMC的信息以上格式可以解析为：

09h29m27s，有效定位，维度2235.9058（海里/时，单位是节），北半球，经度11400.0518，
东经，地面速率0.000，地面航向74.11（偏离正北的角度），UTC日期15日12月16年，磁偏角，
磁偏角方向