GPS定位算法研究
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2018-08-01
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GPS 接收机串行通信标准摘要
参考 NMEA-0183
美国国家海洋电子协会(NMEA—The NationalMarine Electronics Association) 为了在不同的 GPS 导航设
备中建立统一的 RTCM(海事无线电技术委员会)标准，先后制定了 NMEA-0180、0182 和 0183 三个标准。
0183 可以认为是前两种的升级，也是目前使用最为广泛的一种。目前广泛采用的是 Ver 2.00 版本。现在
除少数 GPS 接收机外，几乎所有的 GPS 接收机均采用了这一格式。
接口电平
符合 NMEAO183 标准的 GPS 接收机的硬件接口能够兼容计算机的 RS-232C 协议串口，然而，严格
来说 NMEA 标准不是 RS-232C，规范推荐依照 EIA422(也称为 RS-422)。
EIA-422 是利用导线之间的信号电压差来传输信号的，其每个通道要用两条信号线，一条是逻辑
“1”，～条是逻辑“0”，通过传输线驱动器和传输线接收器实现逻辑电平和电位差之间的转换，一般允许驱
动器输出为±2V～ ±6V 。
标准 RS-232C 采用负逻辑，即逻辑“1”表示-5V～ -15v，逻辑“0”表示+5V～+15V，利用传输信号线和
信号地之间的电压差进行传输。
虽然存在区别，但在实际使用中，如果只是接收 GPS 的输出，则只需 GPS 数据输出线和信号地线同
计算机的 Rs232C 输入线相连（这个方法我并没有试验过，是从别的地方听来的，有兴趣有条件的兄弟可
以动手实验一下，不过后果自负哦！呵呵）。
NMEA 通讯协议所定义的标准通讯接口参数为：
波特率：4800bit/s；
数据位：8 位；
停止位：1 位；
奇偶校验：无；
输出语句格式
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）； 回车换行为终止符，所有的语句必须以此来结束，
也就是 ASCII 字符的 0x0D 和 0x0A。
接收机可能发送很多类型的语句，而我们需要的可能只是某些语句中的几个字段。因此就需要对接
收到的数据进行解析，取得所需的信息。另外，可能会由于小数点位数不同等原因，语句的长度是可变
的，因而分离感兴趣的信息时，不能按照该信息在语句中所处的字符位置来查找，只能依据逗号分隔符
这一点在数据提取的过程中非常重要。
GPS 接收 OEM 板的型号甚多、性能各异，但它们的 GPS 定位信息串行输出格式大多采用美国国家
海洋电子协会制定的 NMEA-0183 通信标准格式。其输出数据采用的是 ASCII 码，内容包含了纬度、经度、
高 度 、 速 度 、 日 期 、 时 间 、 航 向 以 及 卫 星 状 况 等 信 息 ， 常 用 语 句 有 6 种 ， 包 括
GGA、GLL、GSA、GSV、RMC 和 VTG。我们也可以通过 GPS 专用设置软件或普通的串口调试软件发
送相应的命令语句给 OEM 板，把 GPS OEM 板设置为每隔若干毫秒发送哪种或哪几种 NMEA 语句，然后
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