NMEA-0183

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NMEA 0183是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association )为海用电子设备制定的标准格式。已成了GPS导航设备统一的RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services)标准协议。

简介

NMEA 0183是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association )为海用电子设备制定的标准格式。业已成了GPS导航设备统一的RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services)标准协议。

序号命令说明最大帧长
1$GPGGA卫星定位信息72
2$GPGSA卫星PRN数据65
3$GPGSV可视卫星信息210
4$GPRMC推荐定位信息70
5$GPVTG地面速度信息34
6$GPGLL地理定位信息
7$GPZDAUTC时间和日期

注:发送次序 $GPZDA、$GPRMC、$GPVTG、$GPGNS、$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV*3、$GPGLL、$GPGST

协议帧总说明

该协议采用ASCII码,其串行通信默认参数为:波特率=9600bps,数据位=8bit,开始位=1bit,停止位=1bit,无奇偶校验。

帧格式形

如:$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh

  1. “$”——帧命令起始位
  2. aaccc——地址域,前两位为识别符,后三位为语句名
  3. ddd…ddd——数据
  4. “*”——校验和前缀
  5. hh——校验和(check sum),$与*之间所有字符ASCII码的校验和(各字节做异或运算,得到校验和后,再转换16进制格式的ASCII字符。)
  6. ——CR(Carriage Return) + LF(Line Feed)帧结束,回车和换行

GPGGA

GPS固定数据输出语句,这是一帧GPS定位的主要数据,也是使用最广的数据。

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>*<15>

  • <1> UTC时间,格式为hhmmss.sss。
  • <2> 纬度,格式为ddmm.mmmm(前导位数不足则补0)。
  • <3> 纬度半球,N或S(北纬或南纬)。
  • <4> 经度,格式为dddmm.mmmm(前导位数不足则补0)。
  • <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(前导位数不足则补0)。
  • <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
  • <10> 高度单位,M表示单位米。
  • <11> 大地椭球面相对海平面的高度(-9999.9到9999.9)。
  • <12> 高度单位,M表示单位米。
  • <13> 差分GPS数据期限(RTCM SC-104),最后设立RTCM传送的秒数量。
  • <14> 差分参考基站标号,从0000到1023(前导位数不足则补0)。
  • <15> 校验和。

GPGSA

GPS精度指针及使用卫星格式

$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>,<16>,<17>*<18>

  • <1> 模式2:M = 手动, A = 自动。
  • <2> 模式1:定位型式1 = 未定位,2 = 二维定位,3 = 三维定位。
  • <3> 第1信道正在使用的卫星PRN码编号(Pseudo Random Noise,伪随机噪声码),01至32(前导位数不足则补0,最多可接收12颗卫星信息)。
  • <4> 第2信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <5> 第3信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <6> 第4信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <7> 第5信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <8> 第6信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <9> 第7信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <10> 第8信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <11> 第9信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <12> 第10信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <13> 第11信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <14> 第12信道正在使用的卫星PRN码编号
  • <15> PDOP综合位置精度因子(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> 校验和

GPGSV

可视卫星状态输出语句

$GPGSV, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…,<4>,<5>,<6>,<7>*<8>

  • <1> 总的GSV语句电文数。
  • <2> 当前GSV语句号。
  • <3> 可视卫星总数,00至12。
  • <4> 卫星编号,01至32。
  • <5> 卫星仰角,00至90度。
  • <6> 卫星方位角,000至359度。实际值。
  • <7> 信噪比(C/No),00至99dB;无表未接收到讯号。
  • <8> 校验和。

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:卫星编号、卫星仰角、卫星方位角、信噪比。

GPRMC

推荐最小数据量的GPS信息(Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data)

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

  • <1> UTC(Coordinated Universal Time)时间,hhmmss(时分秒)格式
  • <2> 定位状态,A=有效定位,V=无效定位
  • <3> Latitude,纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前导位数不足则补0)
  • <4> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)
  • <5> Longitude,经度dddmm.mmmm(度分)格式(前导位数不足则补0)
  • <6> 经度半球E(东经)或W(西经)
  • <7> 地面速率(000.0~999.9节,Knot,前导位数不足则补0)
  • <8> 地面航向(000.0~359.9度,以真北为参考基准,前导位数不足则补0)
  • <9> UTC日期,ddmmyy(日月年)格式
  • <10> Magnetic Variation,磁偏角(000.0~180.0度,前导位数不足则补0)
  • <11> Declination,磁偏角方向,E(东)或W(西)
  • <12> Mode Indicator,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)
  • <13> 校验和。

GPVTG

地面速度信息(GPVTG)

$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh

  • <1> 以真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

nmea数据如下(实际采集数据):

$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

说明:NMEA0183格式以“$”开始,主要语句有GPGGA,GPVTG,GPRMC等

1、 GPS DOP and Active Satellites(GSA)当前卫星信息

$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>

  • <1>模式 :M = 手动, A = 自动。
  • <2>定位型式 1 = 未定位, 2 = 二维定位, 3 = 三维定位。
  • <3>PRN 数字:01 至 32 表天空使用中的卫星编号,最多可接收12颗卫星信息。
  • <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.(检查位).

2、 GPS Satellites in View(GSV)可见卫星信息

$GPGSV, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,?<4>,<5>,<6>,<7>,<8>

  • <1> GSV语句的总数
  • <2> 本句GSV的编号
  • <3> 可见卫星的总数,00 至 12。
  • <4> 卫星编号, 01 至 32。
  • <5>卫星仰角, 00 至 90 度。
  • <6>卫星方位角, 000 至 359 度。实际值。
  • <7>讯号噪声比(C/No), 00 至 99 dB;无表未接收到讯号。
  • <8>Checksum.(检查位).

第<4>,<5>,<6>,<7>项个别卫星会重复出现,每行最多有四颗卫星。其余卫星信息会于次一行出现,若未使用,这些字段会空白。

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

  • <1> UTC时间,hhmmss(时分秒)格式
  • <2> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
  • <3> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)
  • <4> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
  • <5> 经度半球E(东经)或W(西经)
  • <6> GPS状态: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卫星数量(00~12)(前面的0也将被传输)
  • <8> HDOP水平精度因子(0.5~99.9)
  • <9> 海拔高度(-9999.9~99999.9)
  • <10> 地球椭球面相对大地水准面的高度
  • <11> 差分时间(从最近一次接收到差分信号开始的秒数,如果不是差分定位将为空)
  • <12> 差分站ID号0000~1023(前面的0也将被传输,如果不是差分定位将为空)

4、Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data(RMC)推荐定位信息

$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NMEA0183 3.00版本输出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=数据无效)

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

  • <1> 以真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)
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