Windows USB串口接收GPS北斗模块数据和数据说明

陈拓 2022/05/07-2022/05/09

1. 简介

本文以GPS+北斗卫星定位授时导航模块HT1818Z3G5L为例，在Win10下读数据。

   

• 产品参数

• 引脚定义

2. 连接PC机和HT1818Z3G5L模块

如图，用CH340G USB转串口线连接PC和HT1818Z3G5L模块。

3. Win10使用CH340 USB-SERIAL串口读数据

https://blog.youkuaiyun.com/chentuo2000/article/details/112323488?spm=1001.2014.3001.5501

打开串口调试助手，设置波特率为9600，就能读到HT1818Z3G5L模块的数据了。

HT1818Z3G5L模块每秒发送一次数据。每次发送若干行组成一帧，一帧数据样例：

$GNGGA,132506.000,2233.87430,N,11407.13740,E,1,13,1.0,103.3,M,-2.8,M,,*5E

$GNGLL,2233.87430,N,11407.13740,E,132506.000,A,A*4E

$GNGSA,A,3,02,05,15,23,24,29,195,,,,,,1.6,1.0,1.3,1*07

$GNGSA,A,3,07,10,16,21,34,42,,,,,,,1.6,1.0,1.3,4*33

$GPGSV,3,1,09,02,34,134,15,05,40,044,14,15,71,308,25,18,32,326,26,0*68

$GPGSV,3,2,09,20,25,074,,23,13,293,37,24,32,174,31,29,45,251,37,0*6B

$GPGSV,3,3,09,195,50,158,31,0*6A

$BDGSV,3,1,11,03,,,28,07,13,193,27,10,14,207,32,12,,,35,0*71

$BDGSV,3,2,11,16,66,191,29,21,47,308,41,22,41,027,,34,33,309,25,0*74

$BDGSV,3,3,11,40,,,33,42,12,265,36,44,,,28,0*4B

$GNRMC,132506.000,A,2233.87430,N,11407.13740,E,0.00,244.71,080522,,,A,V*0A

$GNVTG,244.71,T,,M,0.00,N,0.00,K,A*27

$GNZDA,132506.000,08,05,2022,00,00*44

$GPTXT,01,01,01,ANTENNA OPEN*25

4. 数据格式和解析

HT1818Z3G5L模块使用NMEA-0183协议的报文，详细说明见《CASIC多模卫星导航接收机协议规范》

https://download.youkuaiyun.com/download/chentuo2000/85317996

• 标识符和消息名

每帧数据由若干行组成，每行从标识符和消息名开始。

$：起始符

接下来的2个字母

接下来的3个字母

• 数据解析

第1行

$GNGGA,132506.000,2233.87430,N,11407.13740,E,1,13,1.0,103.3,M,-2.8,M,,*5E

$GNGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,*CS

GGA接收机定位数据。GN是GPS+北斗双模式

<1> 132506.000：UTC时间，hhmmss.sss（时分秒.毫秒）格式

<2> 2233.87430：纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前导位数不足补0）

<3> N：纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<4> 11407.13740：经度dddmm.mmmm（度分）格式（前导位数不足补0）

<5> E：经度半球E（东经）或W（西经）

<6> 1: GPS状态：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，3=PPS模式

<7> 13：正在使用解算位置的卫星数量（00~24）（前导位数不足补0）

<8> 1.0：HDOP水平精度因子（0.5~99.9）

<9> 103.3：海拔高度（-9999.9~99999.9）

<10> M：高度单位

<11> -2.8：地球椭球面相对于海平面的高度

<12> M：高度单位

<13>  ：差分修订时间。如果不是差分定位，此项为空

<CS> *5E：校验和，$和*之间（不包括$和*）所有字符的异或结果

第2行

$GNGLL,2233.87430,N,11407.13740,E,132506.000,A,A*4E

$GNGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,*CS

GLL地理位置-经度/纬度

<1> 2233.87430：纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前导位数不足补0）

<2> N：纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<3> 11407.13740：经度dddmm.mmmm（度分）格式（前导位数不足补0）

<4> E：经度半球E（东经）或W（西经）

<5> 132506.000：UTC时间，hhmmss.sss（时分秒.毫秒）格式

<6> A: 定位状态，A=定位，V=未定位

<CS> A*4E：校验和

第3行、第4行（当接收机处于多系统联合工作时，每个系统的可用卫星对应一条 GSA语句， 每条GSA语句都包含根据组合卫星系统得到的PDOP、HDOP 和VDOP。当前接收机处于GPS+BD联合工作，所有有2条GSA语句）

$GNGSA,A,3,02,05,15,23,24,29,195,,,,,,1.6,1.0,1.3,1*07

$GNGSA,A,3,07,10,16,21,34,42,,,,,,,1.6,1.0,1.3,4*33

$GNGSA,<1>,<2>,<3>,<4>~<14>,<15>,<16>,<17>,*CS

GSA精度因子与有效卫星

<1> A：定位模式，M：手动；A：自动

<2> 3：定位类型，1 无定位信息；2 二维定位；3 三维定位

<3> 02：第1信道正在使用的卫星PRN编号，01~32，最多可接收12颗卫星信息

<4>~<14> 第2信道~第12信道正在使用的卫星PRN码

<15> 1.6：PDOP综合位置精度因子，范围：0.5–99.9

<16> 1.0：HDOP水平精度因子，范围：0.5–99.9

<17> 1.3：VDOP垂直精度因子，范围：0.5–99.9

<CS> 1*07：校验和

第5行、第6行、第7行（每条GSV语句最多输出 4 颗可见卫星信息，因此，当该系统可见卫星多于4颗时，将需要多条GSV语句。）

$GPGSV,3,1,09,02,34,134,15,05,40,044,14,15,71,308,25,18,32,326,26,0*68

$GPGSV,3,2,09,20,25,074,,23,13,293,37,24,32,174,31,29,45,251,37,0*6B

$GPGSV,3,3,09,195,50,158,31,0*6A

$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>~<11>,<12>~<15>,<16>~<19>,*CS

GSV可见卫星

<1> 3：本次GSV语句的总数目，范围：1-3

<2> 1：当前GSV语句序号，范围：1-3

<3> 09：当前可见卫星总数

<4> 02：卫星PRN码编号，范围：01-32

<5> 34：卫星仰角，单位：度，范围：00-90

<6> 134：卫星方位角，单位：度，范围：000-359

<7> 15：信噪比，单位：dbHz，范围：00-99

<8>~<11>、<12>~<15>、<16>~<19>同<4>~<7>，共09（当前可见卫星总数）组数据

<CS> 0*68、0*6B\0*6A：校验和

第8行、第9行、第10行

$BDGSV,3,1,11,03,,,28,07,13,193,27,10,14,207,32,12,,,35,0*71

$BDGSV,3,2,11,16,66,191,29,21,47,308,41,22,41,027,,34,33,309,25,0*74

$BDGSV,3,3,11,40,,,33,42,12,265,36,44,,,28,0*4B

北斗GSV：参数说明与GPGSV相同。

第11行

$GNRMC,132506.000,A,2233.87430,N,11407.13740,E,0.00,244.71,080522,,,A,V*0A

$GNRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,*CS

RMC推荐的最少专用导航数据

<1> 132506.000：定位点的UTC时间，hhmmss.sss（时分秒.毫秒）格式

<2> A: 定位状态，A=定位，V=未定位

<3> 2233.87430：纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前导位数不足补0）

<4> N：纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<5> 11407.13740：经度dddmm.mmmm（度分）格式（前导位数不足补0）

<6> E：经度半球E（东经）或W（西经）

<7> 0.00：对地航速，单位：Knots，范围：000.0-999.9

<8> 244.71：对地航向，单位：度，以真北为参考基准，二维方向指向，相当于二维罗盘

<9> 080522：定位到UTC日期，格式：ddmmyy（日月年）

<10> ：磁偏角，单位：度，范围：000-180

<11> ：磁偏角方向，E：东，W：西

<12> A：定位模式标志，A：自主模式，E：估算模式，N：数据无效，D：差分模式

<13> V：导航状态标志，V表示系统不输出导航状态信息

<CS> *0A：校验和

第12行

$GNVTG,244.71,T,,M,0.00,N,0.00,K,A*27

$GNVTG,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,*CS

VTG对地速度与航向

<1> 244.71：对地航向，单位：度，以真北为参考基准，二维方向指向，相当于二维罗盘

<2> T：真北参考系

<3> ：磁偏角

<4> M：磁北参考系

<5> 0.00：对地航速，单位：Knots，范围：000.0-999.9

<6> N：航速单位：节

<7> 0.00：水平运动速度

<8> K：速度单位：公里/时，km/h

<CS> A*27：校验和

第13行

$GNZDA,132506.000,08,05,2022,00,00*44

$GNZDA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,*CS

ZDA时间与日期

<1> 132506.000：定位时的UTC时间，hhmmss.sss（时分秒.毫秒）格式

<2> 08：日day，固定2位数字，范围：01-31

<3> 05：月month，固定2位数字，范围：01-12

<4> 2022：年year，固定4位数字

<5> 00：本时区小时，不支持，固定位00

<6> 00：本时区分钟，不支持，固定位00

<CS> *44：校验和

第14 行

$GPTXT,01,01,01,ANTENNA OPEN*25

$GPTXT,<1>,<2>,<3>,<4>,*CS

TXT天线状态

<1> 01：当前消息的语句总数01-99，如果某个消息过长，需要分为多条信息显示

<2> 01：语句编号01-99

<3> 01：文本识别符，固定位01

<4> ANTENNA OPEN：文本信息，ANTENNA OPEN=天线开路，ANTENNA OK=天线良好，ANTENNA SHORT=天线短路

<CS> *25：校验和

5. 经纬度转换及地图验证

• 将度.分格式转换为度的十进制

原始数据：

2233.87430：纬度ddmm.mmmm度分.分格式

11407.13740：经度dddmm.mmmm度分.分格式

转换为度的十进制

22+33.87430/60 = 22.564571666666667

114+07.13740/60 = 114.118956666666667

• 将度的十进制转换为百度地图格式

用百度服务器转换：

https://api.map.baidu.com/geoconv/v1/?coords=114.118956666666667, 22.564571666666667&from=1&to=5&ak=yBeph9or2paaHVyhddaCvGWQ44SSVUjA

结果：

{"status":0,"result":[{"x":114.13049746053471,"y":22.568222248485843}]}

• 在百度地图上验证

https://api.map.baidu.com/lbsapi/getpoint/index.html

输入坐标：

114.13049746053471,22.568222248485843

勾选坐标反查，点击放大镜按钮：

参考文档

1. GPS坐标转化为百度坐标
   https://blog.youkuaiyun.com/zjj084/article/details/123197553