標(biāo)題: 單片機(jī)解讀GPS信息 [打印本頁]
作者: shshhzbbb    時間: 2019-3-7 23:24
標(biāo)題: 單片機(jī)解讀GPS信息
用單片機(jī)解讀GPS信息是GPS模塊使用最重要的環(huán)節(jié)，由于汲設(shè)到產(chǎn)品的保密問題，這里只介紹時間的處理方法，而方位、速度的處理方法不做介紹，但通過時間的處理方法，同樣可以處理方位、速度。
1、        獲取GPS模塊的輸出信息
由于GPS模塊每秒輸出一次：$GPGGA 、$GPGSA、$GPGSV、 $GPRMC數(shù)據(jù)。速率慢，因此必須采用中斷方式接收！（采用查詢會造成數(shù)據(jù)丟失），而且單片機(jī)只需要處理$GPRMC信息，即可得到時間、方位、速度。程序采用C51編制，在Keil C中編譯！

code unsigned char GPS_ASC[]="$GPRMC" ;  //定義特征字符串
unsigned char idata RsBuf[60];
//**********************************************************

//讀取GPS模塊串口數(shù)據(jù), 采用中斷方式
void GetRs232_Data() interrupt 4
{
        unsigned char i;
        unsigned int j;
        if (RI){
                RI=0;
                RsBuf[0]=SBUF;
                if (RsBuf[0]=='$'){   //是GPS數(shù)據(jù)的開始，進(jìn)入查詢接收
                       for (i=1;i<sizeof(GPS_ASC)-1;i++){
                               j=GetUartDat();     //接收下一個數(shù)據(jù)
                               if (j<256) {
                                       RsBuf=(unsignedchar)j;
                                       if(RsBuf!=GPS_ASC) return;  
                               }        
                       }
//判別是否為$GPRMC數(shù)據(jù)，是繼續(xù)接收!
                       for (;i<sizeof(RsBuf);i++){
                               j=GetUartDat();      
                               if (j<256) {
                                       RsBuf=(unsignedchar)j;
                               }else{
                                       break;
                               }        
                       }
//       接收完畢處理數(shù)據(jù)!
                       if (1==JiaoYanDat(RsBuf)){
                               FormatTimer(RsBuf);           //格式化時間               
                               FormatSpeed(RsBuf);          //處理速度
                       }
                }
        }
}
//    2、       接收數(shù)據(jù)的處理
//數(shù)據(jù)處理前，必須要再次檢驗(yàn)是否為$GPRMC信息。
unsigned char JiaoYanDat(unsigned char *p){
        unsigned char *pP;
        pP=strstr(p,GPS_ASC);
        if (pP == NULL) return 0;
        return 1;               
}
//     3、接收的數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，便于糾錯處理。
unsigned char ASC_To_Bin(unsigned char *p){
        unsigned char i;
        if (p[0]<'0' || p[0]>'9') return 0;
        if (p[1]<'0' || p[1]>'9') return 0;
        i=(p[0]-'0')*10;
        return (i+p[1]-'0');
}
//     4、時間調(diào)整
//由于GPS模塊采用格林威治時間，與北京時間相差8個時區(qū)，所以要加入8小時。
unsigned char TurnGLW(unsigned char GLW){
        return (GLW+8)%24;
}            
//     5、       格式化標(biāo)準(zhǔn)時間
//  定義一個時間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):
typedef struct{
        unsigned int  ms;
        unsigned char Sec;
        unsigned char Min;
        unsigned char Hour;
        unsigned char Day;
        unsigned char Mon;
        unsigned char Week;
        unsigned char Year;
}TIMER;
//由于GPS模塊輸出的毫秒不準(zhǔn)，所以時間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的ms變量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)！請不要隨便使用！
void FormatTimer(unsigned char *p){
        unsigned char i;
        Timer.ms=(p[14]-'0')*100+(p[15]-'0')*10+p[16]-'0';
        Timer.Hour=TurnGLW(ASC_To_Bin(&p[7]));
        Timer.Min=ASC_To_Bin(&p[9]);
        Timer.Sec=ASC_To_Bin(&p[11]);
        if (p[50]==','){
               Timer.Day=ASC_To_Bin(&p[51]);        
               Timer.Mon=ASC_To_Bin(&p[53]);        
               Timer.Year=ASC_To_Bin(&p[55]);        
        }
}
//    6、 單片機(jī)接收串口的數(shù)據(jù)
//由于單片機(jī)接收GPS后續(xù)數(shù)據(jù)，采用了查詢方式！所以要注意避免死機(jī)!必須要帶超時處理！
unsigned int GetUartDat(void){
        unsigned int i=0,j=0;
        RI=0;
        while(!RI){
                if(i++>30000){  //超時時間
                       j=256;
                       return j;         //退出標(biāo)志
                }
        }
        j=SBUF;
        RI=0;
        return j;
}
//    7、單片機(jī)的串口設(shè)置
//    采用89C52接收GPS數(shù)據(jù)的串口設(shè)置
#define  OSC               0                //定義使用晶振0=11.0592  1=18.4320
#if OSC
        code char BPSAsc[]={
        0x60,0xb0,0xd8,0xec,0xf6,0xfb,0xfb,
        };        //18.4320MHz
#else
        code char BPSAsc[]={
        0xa0,0xd0,0xe8,0xf4,0xfa,0xfd,0xfd,
        };        //11.0592MHz
#endif
//  串口設(shè)置
void InitBps (char Bps ){
        PCON &=0x7f;        //PCON。7==0
        SCON =0x50;        //設(shè)置成串口1方式
        TH1=BPSAsc[Bps];  //22.1184必須*22004-12-16
        TL1=TH1;
        TR1=1;
}
四、NEMA 0183協(xié)議祥解
該協(xié)議為NAEA 0183 20版（此協(xié)議是為了在不同的GPS導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的RTCM標(biāo)準(zhǔn)）。
下列命令描述了GPS 25導(dǎo)航儀的數(shù)據(jù)格式定義，包括波特率選擇，秒脈沖輸出，RTCM定義輸出。

1、NMEA接收語句
*GPS 25輸入語句，主要為初始化，參數(shù)設(shè)置導(dǎo)通過RXP管腳
（1）ALM（歷書信息）格式：$GPALM、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、<10>、<11>、<12>、<13>、<14>、<15>、*hh<CR><LF>
如果板上的備用電池耗完，用此語句初始化信息
<1>在歷書下傳時能將歷書總數(shù)傳至GPS板上，當(dāng)發(fā)送歷書到GPS板上此字段可空或任意數(shù)。
   <2>當(dāng)前歷書數(shù)20這個字段可為空或任意值；
   <3>衛(wèi)星PRN數(shù)不清0到32
   <4>GPS星歷數(shù)
   <5>SV狀態(tài)，每個歷書的17-24位
   <6>離心率
   <7>星歷參考時間
   <8>傾角
   <9>上升速率
  <10>半軸
  <11>近地點(diǎn)的末端
  <12>節(jié)經(jīng)度
  <13>近點(diǎn)離角
  <14>Afo 時間參數(shù)
  <15> Af1 時間參數(shù)
   hh：語句末端的hh為該語句的校檢符，應(yīng)由用戶計算送給GPS 25板，計算規(guī)則為：“S”后的所有字節(jié)的8個計，每4個組成一個BCD碼（A、B、C等應(yīng)用大寫）。GPS 25輸出，語句后均有校驗(yàn)位，用戶可通過它，驗(yàn)證結(jié)果。
（2）初始化信息命令（僅在GPS 25上用）
$PGRMI用來初始化板子設(shè)定衛(wèi)星位置和時間
該語句一般在裙位置和當(dāng)前實(shí)際位置的距離超過800公里時使用，以回憶定位速度
格式：$PGRMI$GPALM、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、*hh<CR><LF>
  <1>緯度ddmm.mmm格式（初始化必須被寫入板子）
  <2>緯度方向N或S
  <3>經(jīng)度ddmm.mmm格式（初始化必須被寫入板子）
  <4>經(jīng)度方向E或N
  <5>當(dāng)前UTC日期,kkmm yy格式
  <6>當(dāng)前UTC時間hhmm ss格式
（3）板子配置信息命令（僅用于GPS 25）
$GPALM配置接收板上的參數(shù)，存儲在備用電池上。
$GPALM、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、<10>、<11>、<12>、*hh<CR><LF>
  <1>合適的工作模式A——自動，2——2D模式，3—3D模式
  <2>海平面高度-1500.00~1800.00米
  <3>地理坐標(biāo)索引
  <4>用戶在地坐標(biāo)
  <5>用戶大地坐標(biāo)精度
  <6>用戶大地坐標(biāo) x軸
  <7>用戶大地坐標(biāo) y軸
  <8>用戶大地坐標(biāo)z軸
  <9>差分模式A—自動（激活時自動輸出差分信息）D—差分模式
  <10>NMEA波特率1=200 2=2400 3=4800 4=9600
  <11>速度濾波器狀態(tài)0=不過濾  1—自動 2~255=濾波器時間常數(shù)
  <12>PPS模式：1=無Z=1HZ
  波特率和PPS的改變在重新加電或PIN6初始化后發(fā)揮作用。
（4）輸出語句的激活（僅適用于GPS 25）
$PGRMO決定是否進(jìn)行語句輸出。
$PGRMO<1>、<2>*hh<CR><LF>
（1）語句描述
（2）語句模式0—關(guān)閉特殊1 —開啟特  2—關(guān)閉所有  3—開啟所有（除GPALM）
注意：（1）如果為2或3時，不做檢驗(yàn)。允許有空字段
（2）如果為0或1時，描述字段必須被定義
（3）如果如果都不作用時（指上語句中<1><2>），該語句無影響
（4）$PGRMO、GPALM、1將傳送所有昨歷

2、NMEA的發(fā)送語句
   通過TXD管腳（GPS 25板上）
（1）傳輸速率
     用戶可自定義
     傳輸長度表傳輸長度=傳輸總字符數(shù)/每秒傳輸數(shù)
波特率        每秒傳輸數(shù)       語句        最大字符
1200        120        GPGGA       72
2400        240        GPGSA       65
4800        480        GPGSV       210
9600        960        GPRMC       70
                GPVTG       34
                PGRME       36
                PGRMT       47
                PGRMV       26
                PGRMF       79
                LCGLL       36
                LCDTG       34
缺省波特率為48000。
（2）時間傳輸
     輸出UTC時間和日期，通過計算板上時間得到當(dāng)前日期時間。
（3）全球衛(wèi)星的星歷（ALM）
$GPALM、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、<10>、<11>、<12>、<13>、<14>、<15>、*hh<CR><LF>
I 不能正常傳送，要通過$PGRMO、GPALM、1命令初始化后得到
*在讀取輸出語句時數(shù)據(jù)之間最好用“、”區(qū)分，不要按位讀取，以保證應(yīng)用程序兼容性
（4）位置信息（GGA）
$GPGGA、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、M, <11>、<12>*hh<CR><LF>
    <1>UTC時間，hh mm ss格式（定位它的）
    <2>經(jīng)度dd mm mmmm 格式（非0）
    <3>經(jīng)度方向 N或S
    <4>緯度ddd mm mmmm 格式（非0）
    <5>緯度方向E或W
    <6>GPS狀態(tài)批示0—未定位 1—無差分定位信息 2—帶差分定位信息
    <7>使用衛(wèi)星號（00~08）
    <8>精度百分比
    <9>海平面高度
    <10>*大地隨球面相對海平面的高度
    <11>差分GPS信息
    <12>差分站ID號 0000-123
（5）GPS  DOP 和活動衛(wèi)星
  $GPGSA、<1>、<2>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<4>、<5>、<6>、*hh<CR><LF>
    <1>模式M—手動，A—自動
    <2>當(dāng)前狀態(tài) 1—無定位信息，2—2D  3—3D
    <3>PRN號01~32
    <4>位置精度
    <5>垂直精度
    <6>水平精度
（6）當(dāng)前GPS衛(wèi)星狀態(tài)（GSV）
    $GPGSV、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7><4>、<5>、<6>、<7>*hh<CR><LF>
    <1>GSV語句的總數(shù)目
    <2>當(dāng)前GSV語句數(shù)目
    <3>顯示衛(wèi)星的總數(shù)目00~12
    <4>衛(wèi)星的PRV號星號
    <5>衛(wèi)星      仰角
    <6>衛(wèi)星      旋角
    <7>信操比
    語句共兩條，第條最多包括4顆星的處所。每個星有4個數(shù)據(jù)，即<4>—星號 <5>—仰角<6>—方位<7>—信噪比
（7）最簡特性（RMC）
$GPRMC、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、<10>、<11>、*hh<CR><LF>
    <1>定位時UTC時間hhmmss 格式
    <2>狀態(tài)A=定位V=導(dǎo)航
    <3>經(jīng)度ddmm.mmm 格式
    <4>經(jīng)度方向N 或S
    <5>緯度dddmm.mmmm
    <6>緯度方向E或W
    <7>速率
    <8>方位敬愛（二維方向指向，相當(dāng)于二維羅盤）
    <9>當(dāng)前UTC日期ddmmyy 格式
    <10>太陽方位
    <11>太陽方向
（8）VTG速度相對正北的方向
  $GPVTG、<1>、T、<2>、M、<3>、N、<4>K*hh<CR><LF>
<1>真實(shí)方向<2>、相對方向<3>步長<4>速率
（9）帶有LORAN ID的地理信息命令
LCGLL 報告位置信息
     $LCGLL、<1>、<2>、<3>、<4>，<5><CR><LF>
1、        經(jīng)度，ddmm .mm格式
2、        經(jīng)度方向 N或S
3、        緯度，dddmm .mm格式
4、        緯度方向 E或W
5、        UTC時間（定位點(diǎn)）hhmmss格式
（10）帶有LORAN ID的軌跡，速度信息
LCVTG報告軌跡和速度信息
    $LCVTG、<1>、T、<2>、、<3>、N、<4>，K，<CR><LF>
1、        真實(shí)方向（相對于正北）
2、        相對方向
3、        步長
4、        速率
（11）評估錯誤信息
$PGRME 報告評估錯誤信息
    $PGRME、<1>、M、<2>、M、<3>、M、*hh<CR><LF>
1、        GPS星號（0-1023）
2、        附加PGS（0-604799）
3、        UTC日期（當(dāng)前點(diǎn)）hhmmss格式
4、        UTC時間（當(dāng)前點(diǎn)）hhmmss格式
5、        GPS跳躍秒數(shù)
6、        經(jīng)度，ddmm.mmmm格式
7、        經(jīng)度方向，N或S
8、        緯度，dddmm.mmmm格式
9、        緯度方向，E或W
10、模式 M=手動  A=自動
11、定位類型   0=沒定位  1=2D  2=3D
12、速率
13、方位角
（13）狀態(tài)信息
$PGRMT、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>*hh<CR><LF>
報告板子狀態(tài)語句
1、        產(chǎn)品名稱，模式和軟件版本
2、        自測 P-通過 F-失敗
3、        接收檢測 P-通過  F-失敗
4、        儲存數(shù)據(jù)狀態(tài) R-保留 L-丟失
5、        時鐘數(shù)據(jù)狀態(tài)  R-保存 L-丟失
6、        晶振檢測 P-通過 F-測試有誤
7、        數(shù)據(jù)采集 C-收集  空時為不收集
8、        板子溫度 ℃
9、        板子配置數(shù)據(jù) R-保留 L-丟失
(14) 3D定位信息
$PGRMV、<1>、<2>、<3>*hh<CR><LF>
1、        向東真實(shí)速率  -999.9to 9999.9
2、        向北真實(shí)速率  -999.9to 9999.9
3、        垂直速率     -999.9 to 9999.9
$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,99.9,99.9,99.9*09
$PSNY,0,00,05,500,06,06,06,06*14
$GPVTG,000.0,T,,M,000.0,N,000.0,K*60
$GPGGA,062320,3537.8333,N,13944.6667,E,0,00,99.9,0100,M,,M,000,0000*7D
$GPGLL,3537.8333,N,13944.6667,E,062320,V*3B
$GPRMC,062320,V,3537.8333,N,13944.6667,E,000.0,000.0,030222,,*0D
$GPZDA,062320,03,02,2022,,*4E
$GPGSV,1,1,00,,,,,,,,,,,,,,,,*79
$GPVTG,000.0,T,,M,000.0,N,000.0,K*60
$GPGGA,062321,3537.8333,N,13944.6667,E,0,00,99.9,0100,M,,M,000,0000*7C
$GPGLL,3537.8333,N,13944.6667,E,062321,V*3A
$GPRMC,062321,V,3537.8333,N,13944.6667,E,000.0,000.0,030222,,*0C
$GPZDA,062321,03,02,2022,,*4F
$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,99.9,99.9,99.9*09
$PSNY,0,00,05,500,06,06,06,06*14
$GPVTG,000.0,T,,M,000.0,N,000.0,K*60
$GPGGA,062322,3537.8333,N,13944.6667,E,0,00,99.9,0100,M,,M,000,0000*7F
$GPGLL,3537.8333,N,13944.6667,E,062322,V*39
$GPRMC,062322,V,3537.8333,N,13944.6667,E,000.0,000.0,030222,,*0F
$GPZDA,062322,03,02,2022,,*4C
作者: 小丑only    時間: 2021-1-21 09:45
學(xué)習(xí)下，最近在研究UBLOX m8n模塊�？吹侥愕奈恼掠悬c(diǎn)思路了。
作者: myliliyi    時間: 2022-10-11 09:52
學(xué)習(xí)下，最近在研究
作者: park05pc    時間: 2023-7-17 17:39
非常感謝樓主作品， 仔細(xì)閱讀了， 非常好！  謝謝！



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