NMEA-0183

NMEA-0183

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。目前已成了GPS導航設備統一的RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services)標準協定。

簡介,協定幀總說明,幀格式形,

簡介

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)標準協定。
序號
命令
說明
最大幀長
1
$GPGGA
衛星定位信息
72
2
$GPGSA
衛星PRN數據
65
3
$GPGSV
可視衛星信息
210
4
$GPRMC
推薦定位信息
70
5
$GPVTG
地面速度信息
34
6
$GPGLL
地理定位信息
7
$GPZDA
UTC時間和日期
註:傳送次序$GPZDA、$GPRMC、$GPVTG、$GPGNS、$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV*3、$GPGLL、$GPGST

協定幀總說明

該協定採用ASCII碼,其串列通信默認參數為:波特率=9600bps,數據位=8bit,開始位=1bit,停止位=1bit,無奇偶校驗

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,後三位為語句名
3、ddd…ddd——數據
4、“*”——校驗和前綴
5、hh——校驗和(check sum),$與*之間所有字元ASCII碼的校驗和(各位元組做異或運算,得到校驗和後,再轉換16進制格式的ASCII字元。)
6、<CR><LF>——CR(Carriage Return) + LF(Line Feed)幀結束,回車和換行
GPS固定數據輸出語句,這是一幀GPS定位的主要數據,也是使用最廣的數據。
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>*<15><CR><LF>
<1> UTC時間,格式為hhmmss.sss。
<2> 緯度,格式為ddmm.mmmm(前導位數不足則補0)。
<3> 緯度半球,N或S(北緯或南緯)。
<4> 經度,格式為dddmm.mmmm(前導位數不足則補0)。
<5> 經度半球,E或W(東經或西經)。
<6> 定位質量指示,0=定位無效,1=定位有效。
<7> 使用衛星數量,從00到12(前導位數不足則補0)。
<8> 水平精確度,0.5到99.9。
<9> 天線離海平面的高度,-9999.9到9999.9米
<10> 高度單位,M表示單位米。
<11> 大地橢球面相對海平面的高度(-9999.9到9999.9)。
<12> 高度單位,M表示單位米。
<13> 差分GPS數據期限(RTCM SC-104),最後設立RTCM傳送的秒數量。
<14> 差分參考基站標號,從0000到1023(前導位數不足則補0)。
<15> 校驗和。
GPGSA
GPS精度指針及使用衛星格式
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>,<16>,<17>*<18><CR><LF>
<1> 模式2:M = 手動, A = 自動。
<2> 模式1:定位型式1 = 未定位,2 = 二維定位,3 = 三維定位。
<3> 第1信道正在使用的衛星PRN碼編號(Pseudo Random Noise,偽隨機噪聲碼),01至32(前導位數不足則補0,最多可接收12顆衛星信息)。
<4> 第2信道正在使用的衛星PRN碼編號
<5> 第3信道正在使用的衛星PRN碼編號
<6> 第4信道正在使用的衛星PRN碼編號
<7> 第5信道正在使用的衛星PRN碼編號
<8> 第6信道正在使用的衛星PRN碼編號
<9> 第7信道正在使用的衛星PRN碼編號
<10> 第8信道正在使用的衛星PRN碼編號
<11> 第9信道正在使用的衛星PRN碼編號
<12> 第10信道正在使用的衛星PRN碼編號
<13> 第11信道正在使用的衛星PRN碼編號
<14> 第12信道正在使用的衛星PRN碼編號
<15> PDOP綜合位置精度因子(0.5 - 99.9)
<16> HDOP水平精度因子(0.5 - 99.9)
<17> VDOP垂直精度因子(0.5 - 99.9)
<18> 校驗和
GPGSV
可視衛星狀態輸出語句
$GPGSV, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,...,<4>,<5>,<6>,<7>*<8><CR><LF>
<1> 總的GSV語句電文數。
<2> 當前GSV語句號。
<3> 可視衛星總數,00至12。
<4> 衛星編號,01至32。
<5> 衛星仰角,00至90度。
<6> 衛星方位角,000至359度。實際值。
<7> 信噪比(C/No),00至99dB;無表未接收到訊號。
<8> 校驗和。
註:每條語句最多包括四顆衛星的信息,每顆衛星的信息有四個數據項,即:衛星編號、衛星仰角、衛星方位角、信噪比。
GPRMC
推薦最小數據量的GPS信息(Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data)
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*<13><CR><LF>
<1> UTC(Coordinated Universal Time)時間,hhmmss(時分秒)格式
<2> 定位狀態,A=有效定位,V=無效定位
<3> Latitude,緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前導位數不足則補0)
<4> 緯度半球N(北半球)或S(南半球)
<5> Longitude,經度dddmm.mmmm(度分)格式(前導位數不足則補0)
<6> 經度半球E(東經)或W(西經)
<7> 地面速率(000.0~999.9節,Knot,前導位數不足則補0)
<8> 地面航向(000.0~359.9度,以真北為參考基準,前導位數不足則補0)
<9> UTC日期,ddmmyy(日月年)格式
<10> Magnetic Variation,磁偏角(000.0~180.0度,前導位數不足則補0)
<11> Declination,磁偏角方向,E(東)或W(西)
<12> Mode Indicator,模式指示(僅NMEA0183 3.00版本輸出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=數據無效)
<13> 校驗和。
地面速度信息(GPVTG)
$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh
<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(僅NMEA0183 3.00版本輸出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=數據無效
nmea數據如下(實際採集數據):
$GPZDA,104010.00,10,01,2019,00,00*68
$GPRMC,104011.00,A,3438.84935,N,11913.79787,E,0.031,,100119,,,A*7D
$GPVTG,,T,,M,0.031,N,0.058,K,A*2C
$GPGNS,104011.00,3438.84935,N,11913.79787,E,AN,02,5.52,-7.5,2.7,,*64
$GPGGA,104011.00,3438.84935,N,11913.79787,E,1,02,5.52,-7.5,M,2.7,M,,*41
$GPGSA,A,3,16,31,,,,,,,,,,,8.28,5.52,6.17*07
$GPGSV,4,1,13,03,00,234,,07,02,306,23,08,33,204,33,09,27,308,25*77
$GPGSV,4,2,13,14,02,160,,16,65,357,33,21,16,066,26,23,47,279,35*70
$GPGSV,4,3,13,26,49,044,21,27,63,185,30,31,33,111,35,39,,,39*4C
$GPGSV,4,4,13,40,13,255,40*4B
$GPGLL,3438.84935,N,11913.79787,E,104011.00,A,A*6E
$GPGST,104011.00,16,,,,18,33,42*74
說明:NMEA0183格式以“$”開始,主要語句有GPGGA,GPVTG,GPRMC等
1、 GPS DOP and Active Satellites(GSA)當前衛星信息
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,,,,,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7><cr></cr><lf></lf>
<1>模式 :M = 手動, A = 自動。
<2>定位型式 1 = 未定位, 2 = 二維定位, 3 = 三維定位。
<3>PRN 數字:01 至 32 表天空使用中的衛星編號,最多可接收12顆衛星信息。
<4> PDOP位置精度因子(0.5~99.9)
<5> HDOP水平精度因子(0.5~99.9)
<6> VDOP垂直精度因子(0.5~99.9)
<7> Checksum.(檢查位).
2、 GPS Satellites in View(GSV)可見衛星信息
$GPGSV, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,?<4>,<5>,<6>,<7>,<8><cr></cr><lf></lf>
<1> GSV語句的總數
<2> 本句GSV的編號
<3> 可見衛星的總數,00 至 12。
<4> 衛星編號, 01 至 32。
<5>衛星仰角, 00 至 90 度。
<6>衛星方位角, 000 至 359 度。實際值。
<7>訊號噪聲比(C/No), 00 至 99 dB;無表未接收到訊號。
<8>Checksum.(檢查位).
第<4>,<5>,<6>,<7>項個別衛星會重複出現,每行最多有四顆衛星。其餘衛星信息會於次一行出現,若未使用,這些欄位會空白。
3、Global Positioning System Fix Data(GGA)GPS定位信息
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh<cr></cr><lf></lf>
<1> UTC時間,hhmmss(時分秒)格式
<2> 緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
<3> 緯度半球N(北半球)或S(南半球)
<4> 經度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
<5> 經度半球E(東經)或W(西經)
<6> GPS狀態:0=未定位,1=非差分定位,2=差分定位,6=正在估算
<7> 正在使用解算位置的衛星數量(00~12)(前面的0也將被傳輸)
<8> HDOP水平精度因子(0.5~99.9)
<9> 海拔高度(-9999.9~99999.9)
<10> 地球橢球面相對大地水準面的高度
<11> 差分時間(從最近一次接收到差分信號開始的秒數,如果不是差分定位將為空)
<12> 差分站ID號0000~1023(前面的0也將被傳輸,如果不是差分定位將為空)
4、Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data(RMC)推薦定位信息
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh<cr></cr><lf></lf>
<1> UTC時間,hhmmss(時分秒)格式
<2> 定位狀態,A=有效定位,V=無效定位
<3> 緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
<4> 緯度半球N(北半球)或S(南半球)
<5> 經度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
<6> 經度半球E(東經)或W(西經)
<7> 地面速率(000.0~999.9節,前面的0也將被傳輸)
<8> 地面航向(000.0~359.9度,以真北為參考基準,前面的0也將被傳輸)
<9> UTC日期,ddmmyy(日月年)格式
<10> 磁偏角(000.0~180.0度,前面的0也將被傳輸)
<11> 磁偏角方向,E(東)或W(西)
<12> 模式指示(僅NMEA0183 3.00版本輸出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=數據無效)
5、 Track Made Good and Ground Speed(VTG)地面速度信息
$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh<cr></cr><lf></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(僅NMEA0183 3.00版本輸出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=數據無效)

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