1.1.2 NMEA消息的接收和解析
当接收机工作在NMEA协议时,以一定的速率向外输出数据。如
$GPGGA,140144.000,2232.2513,N,11401.6763,E,1,04,,20.3,M,,M,,0000*58
$GPGLL,2232.2513,N,11401.6763,E,140144.000,A*35
$GPRMC,140144.000,A,2232.2513,N,11401.6763,E,9.17,,140703,,*12
$GPVTG,,T,,M,9.17,N,17.0,K*47
$GPGGA,140148.000,2232.2654,N,11401.6738,E,1,04,,36.1,M,,M,,0000*5F
$GPGLL,2232.2654,N,11401.6738,E,140148.000,A*37
$GPRMC,140148.000,A,2232.2654,N,11401.6738,E,12.95,,140703,,*20
$GPVTG,,T,,M,12.95,N,24.0,K*77
最好将所有的消息输出速率设置为相同的(使用输入指令103),或者根据具体情况打开或关闭一些不不需要的消息。
消息里各字段的格式都不复杂,以下几个稍微注意:
l 经纬度的表示法为ddmm.mmmm和方向指示,以纬度举例:当纬度为9730.765,方向指示为N,则表示为北半球的97度30.765分.有的地理信息组件使用经纬度的时候不用度分秒表示法,而是用浮点数表示法,那么97度30.765分就约等于97.5(97+30.765/60)度。
l 方向角以正北向为0度,正东向为90度,也就是顺时针方向从0度增加到359度
l 校验码为一个消息包(包括消息头和体)里每个ASCII字符的值依次进行异或得到,算法(c++代码)如下
unsigned char CheckSum(string s)
{
unsigned char c = 0;
for(int o=1;o
{
unsigned char h = s[o];
c ^= h;
}
return c;
}
sprintf(StrCheckSum,"*%02X",CheckSum(data) );
一般的地理数据,只取RMC消息包就够了,如果还需要其他的数据,比如当前卫星数,卫星状态等等,又或者接受机本身关闭了RMC消息包,只输出其他的消息包,那么就需要解析其他消息包。
应用程序逐行分析消息包。我的做法是先将消息包按逗号分割原则解析成一个字符数组,然后根据包头指令字,按协议含义取数组里的字符串。
ParseMessage(sMessage,Array)); //将一行消息解析到字符串数组Array里
if (Array[0].CompareTo("$GPRMC") ==0 ) //是RMC消息
{
if(Array.size()!=12) //要求有12个字段
return -1;
//以下依次填充RMC数据结构
recRMC Rmc
Rmc.UTCTime = Array[1];
Rmc.Status = Str2Char(Array[2]);
Rmc.Latitude = Array[3];
Rmc.Latitude.DirIndicator = Str2Char(Array[4]);
Rmc.Longitude = Array[5];
Rmc.Longitude.DirIndicator = Str2Char(Array[6]);
Rmc.SpeedOverGround = Str2Num(Array[7]);
Rmc.CourseOverGround = Str2Num(Array[8]);
Rmc.Date = Array[9];
Rmc.Magnetic[0] = Str2Char(Array[10]);
Rmc.Checksum = (int)Str2Hex(Array[11]);
//检查CheckSum,
return CheckSum(Rmc.CheckSum,sMessage);
}
以类似的方法构造解析其他消息的函数。组消息包则是依次将字段转成字符串连接起来,最后附加校验码即可。
1.2 SiFR协议.
SiFR协议是GPS模块厂商制定的二进制协议,提供了对GPS模块操作的更多接口,厂家号称此协议(用于操作本家的模块)更稳定,更高效,更容易操作。
1.2.1协议格式
消息头 |
消息体长度 |
消息体 |
校验码 |
消息结束符 |
双字节 0xA0 0xA2 |
双字节 |
长度小于1023字节的数据 |
双字节 |
双字节 0xB0 0xB3 |
具体消息格式可以参考厂家提供的协议文档(GPS.G2-X-01003-E.pdf)。
1.2.2 日志操作
SiFR包括了读取地理数据,刷写Flash,配置GPS模块参数,读取/擦写日志等一系列的操作。以日志操作最为有用。TimGPS可以脱离计算机运行,将所到之处的地理信息保存在内部存储器里,然后再接上计算机,获取地理信息日志,得到携带该GPS的载体在一段时间里运行轨迹。
读取Log的大致过程是 :
读取Log Sector信息,得到最小Sector号和最大Sector号,依次发指令读取每个Sector的Log信息,并解析转换成NMEA协议消息。
擦除Log时,虽然u-blox提供了全部擦除指令,实际应用的时候发现该指令成功率不高。还是依次发指令逐个擦除比较好。
TimGPS的log格式定义在厂家提供的TIM_Data_Logger_Manual(GPS.G2-SW-02015).pdf里。
日志中包含的消息如下
消息号 |
消息名 |
字节数 |
内容 |
111 |
NONE |
1 |
无数据 |
100 |
FIX_FULL |
9 |
全部地理定位信息 |
100 |
FIX_INCL |
5 |
地理定位信息,增量数据 |
000 |
FIX_INCM |
4 |
地理定位信息,增量数据, 在字节上比FIX_INCL少一个 |
110 |
FIX_INCS |
3 |
地理定位信息,增量数据,使用更少的字节数 |
101 |
GPIO_FULL |
3 |
GPIO( General-purpose_input/output)数据 |
011 |
GPIO_INC |
2 |
GPIO数据,增量数据 |
001 |
ESCAPE |
不定 |
用于扩展 |
以上所有消息都是二进制编码,按位存储,解析消息需要使用二进制位操作。
消息解析成功后,u-blox建议按以下逻辑处理这些消息
WHILE (Data) --读入新数据
--获取消息类型,并根据消息类型得到对应消息的字节数
IF (Type = EMPTY) THEN -- 空数据,跳过
ELSE IF (Type = FIX_FULL) THEN - 保存时间信息,保存位置,速度和其他模式信息
ELSE IF ((Type = FIX_INCL) OR (Type = FIX_INCM) OR (Type = FIX_INCS)) THEN
-- 将时间和位置增量数据叠加到最近一个定位记录上,保存速度数据
ELSE IF (Type = GPIO_FULL) THEN -- 保存时间和GPIO数据
ELSE IF (Type = GPIO_INC) THEN -- 叠加时间到最近一个GPIO数据的时间字段上,保存GPIO数据
ELSE IF (Type = ESCAPE) THEN --处理自定义数据
-- END IF
END WHILE