GPS NMEA-0183协议详解

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。目前业已成了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

全球定位数据

72

2

$GPGSA

卫星PRN数据

65

3

$GPGSV

卫星状态信息

210

4

$GPRMC

运输定位数据

70

5

$GPVTG

地面速度信息

34

6

$GPGLL

大地坐标信息

​

7

$GPZDA

UTC时间和日期

​

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

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=4800bps，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<CR><LF>

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><LF>——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><CR><LF>

<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（-999.9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><CR><LF>

<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><CR><LF>

<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><CR><LF>

<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：

$GPGGA,121252.000,3937.3032,N,11611.6046,E,1,05,2.0,45.9,M,-5.7,M,,0000*77$GPRMC,121252.000,A,3958.3032,N,11629.6046,E,15.15,359.95,070306,,,A*54$GPVTG,359.95,T,,M,15.15,N,28.0,K,A*04$GPGGA,121253.000,3937.3090,N,11611.6057,E,1,06,1.2,44.6,M,-5.7,M,,0000*72$GPGSA,A,3,14,15,05,22,18,26,,,,,,,2.1,1.2,1.7*3D$GPGSV,3,1,10,18,84,067,23,09,67,067,27,22,49,312,28,15,47,231,30*70$GPGSV,3,2,10,21,32,199,23,14,25,272,24,05,21,140,32,26,14,070,20*7E$GPGSV,3,3,10,29,07,074,,30,07,163,28*7D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><cr></cr><lf></lf>

<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><cr></cr><lf></lf>

<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<cr></cr><lf></lf>

<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<cr></cr><lf></lf><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<cr></cr><lf></lf><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）