第三章 系统硬件设计 3、GPS信号接收机
GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星 到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置， 位置，甚至三维速度和时间。 静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度 地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的 三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机 所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上 的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地 测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。 3.5.3 GPS 输入输出语句说明
NMEA协议是为了在不同的GPS（全球定位系统）导航设备中建立统一的BTCM（海事无线电技术委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（NMEA-The National Marine Electronics Associa-tion）制定的一套通讯协议。GPS接收机根据NMEA-0183协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。 NMEA-0183协议是GPS接收机应当遵守的标准协议，也是目前GPS接收机上使用最广泛的协议，大多数常见的GPS接收机、GPS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。 NMEA-0183协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等（见表3.5）。下面给出这些常用NMEA-0183语句的字段定义解释。齡践砚语蜗铸转絹攤濼。 表3.5 信息简称
序号 1 2 3 4 5 6 命令 $GPGGA $GPGSA $GPGSV $GPRMC $GPVTG $GPGLL 说明 全球定位数据 卫星PRN数据 卫星状态信息 运输定位数据 地面速度信息 大地坐标信息 最大帧长 72 65 210 70 34 16
第三章 系统硬件设计 序号 7 命令 $GPZDA 说明 UTC时间和日期 最大帧长 注：发送次序$PZDA、$GPGGA、$GPGLL、$GPVTG、$GPGSA、$GPGSV*3、$GPRMC绅薮疮颧訝标販繯轅赛。 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。饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。 帧格式形如：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh
2、aaccc——地址域，前两位为识别符，后三位为语句名 3、ddd…ddd——数据 4、“*”——校验和前缀
5、hh——校验和（check sum），$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。）烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。 6、
$GPGGA、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、M, <11>、<12>*hh
撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。 <1>UTC时间，hh mm ss格式（定位它的） <2>经度dd mm mmmm 格式（非0） <3>经度方向 N或S
<4>纬度ddd mm mmmm 格式（非0） <5>纬度方向E或W
<6>GPS状态批示0—未定位 1—无差分定位信息 2—带差分定位信息 <7>使用卫星号（00~08） <8>精度百分比 <9>海平面高度
<10>*大地随球面相对海平面的高度 <11>差分GPS信息 <12>差分站ID号 0000-123 ②、GPS DOP 和活动卫星
$GPGSA、<1>、<2>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<3>、<4>、<5>、<6>、*hh
<2>当前状态 1—无定位信息，2—2D 3—3D
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第三章 系统硬件设计 <3>PRN号01~32 <4>位置精度 <5>垂直精度 <6>水平精度
③、当前GPS卫星状态（GSV）
$GPGSV、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7><4>、<5>、<6>、<7>*hh
婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。 <1>GSV语句的总数目 <2>当前GSV语句数目 <3>显示卫星的总数目00~12 <4>卫星的PRV号星号 <5>卫星 仰角 <6>卫星 旋角 <7>信噪比
语句共两条，第条最多包括4颗星的处所。每个星有4个数据，即<4>—星号 <5>—仰角
④、最简特性（RMC）
推荐最小数据量的GPS信息（Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data）
譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。 $GPRMC、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、<10>、<11>、*hh
俦聹执償閏号燴鈿膽賾。 <1>定位时UTC时间hhmmss 格式 <2>状态A=定位V=导航 <3>经度ddmm.mmm 格式 <4>经度方向N 或S <5>纬度dddmm.mmmm <6>纬度方向E或W <7>速率
<8>方位敬爱（二维方向指向，相当于二维罗盘） <9>当前UTC日期ddmmyy 格式 <10>太阳方位 <11>太阳方向
⑤、VTG速度相对正北的方向
$GPVTG、<1>、T、<2>、M、<3>、N、<4>K*hh
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第三章 系统硬件设计 例：$GPVTG,89.68,T,,M,0.00,N,0.0,K*5F
字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。 字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0） 字段2：T=真北参照系
字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0） 字段4：M=磁北参照系
字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0） 字段6：N=节，Knots
字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0） 字段8：K=公里/时，km/h 字段9：校验值
⑥、$GPGLL
例：$GPGLL,4250.5589,S,14718.5084,E,092204.999,A*2D
字段0：$GPGLL，语句ID，表明该语句为Geographic Position（GLL）地理定位信息骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。 字段1：纬度ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0） 字段2：纬度N（北纬）或S（南纬）
字段3：经度dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0） 字段4：经度E（东经）或W（西经） 字段5：UTC时间，hhmmss.sss格式 字段6：状态，A=定位，V=未定位 字段7：校验值
⑦、ALM（历书信息）格式
$GPALM、<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>、<7>、<8>、<9>、<10>、<11>、<12>、<13>、<14>、<15>、*hh
<1>在历书下传时能将历书总数传至GPS板上，当发送历书到GPS板上此字段可空或任意数。 <2>当前历书数20这个字段可为空或任意值； <3>卫星PRN数不清0到32
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