作者：良知犹存
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总述
GPS我们都知道，一种用来全球定位的系统，后来俄罗斯推出了格洛纳斯定位系统，中国推出了北斗定位，欧盟有伽利略，印度与日本也有有发展。所以后来把覆盖全球的自主地利空间定位的卫星系统成为GNSS。
现在卫星定位那么热，那么作为一个嵌入式人怎么获取这些数据为我们所用呢？下面就听作者一一道来。
通常GNSS定位的功能有：
精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中
工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量
勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到
导航：
武器导航：精确制导导弹、巡航导弹
车辆导航：车辆调度、监控系统
船舶导航：远洋导航、港口/内河引水
飞机导航：航线导航、进场着陆控制
星际导航：卫星轨道定位
个人导航：个人旅游及野外探险
定位：
车辆防盗系统
手机，PDA，PPC等通信移动设备防盗，电子地图，定位系统
儿童及特殊人群的防走失系统
精准农业：
农机具导航、自动驾驶，土地高精度平整
提供时间数据：用于给电信基站、电视发射站等提供精确同步时钟源
维基百科
从上面可知GNSS的功能相当丰富，那么作为一个嵌入式开发者怎么获得这些数据呢？
一、寻找合适模块
当然大家可以用各种渠道找到合适的模块，对于嵌入式端我们要选择哪种呢？我推荐了一下本篇所实际应用的模块——中移物联网的M6313模块，GSM与GNSS二合一模块（改天我介绍一下它的GSM功能）。
使用也比较方便，利用SOC的串口连接就可以
二、NMEA-0183协议
模块选好了，SOC也连接完毕，配置好模块，连接好GPS天线，这个时候GNSS模块的串口开始向SOC按照一定频率发送数据。并且猛的一看，我们可能看不懂，例如M6313的示例格式如下：
AT+QGNSSC=1 // 开启 GNSS 功能
OK
AT+QGNSSRD?
+QGNSSRD:
$GNRMC,032220.291,V,,,,,0.00,0.00,140716,,,N*5D
$GNVTG,0.00,T,,M,0.00,N,0.00,K,N*2C
$GNGGA,032220.291,,,,,0,0,,,M,,M,,*5D
$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*1E
$BDGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*0F
$GPGSV,2,1,07,23,,,31,08,,,49,30,,,33,16,,,45*7E
$GPGSV,2,2,07,07,,,44,27,,,49,26,,,43*72
$BDGSV,1,1,03,10,,,47,04,,,40,07,,,48*62
$GNGLL,,,,,032220.291,V,N*6F
OK
除去模块的回应的数据，中间那些数据是什么，我们分辨不轻，这时候就要请NMEA-0183协议出场了。
NMEA-0183是美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association）为海用电子设备制定的标准格式。目前业已成了GPS导航设备统一的RTCM（Radio Technical Commission for Maritime services ）标准协议。
由于美国GPS推出的时间很早，所以很多GNSS的标准都是依托美国一些协会制定好的标准。
上面看到的诸如$GNRMC打头数据每一个都代表不同的信息：
序号 命令 说明
1 $*GGA 卫星定位信息
2 $*GSA 卫星PRN数据
3 $*GSV 可视卫星信息
4 $*RMC 推荐定位信息
5 $*VTG 地面速度信息
6 $*GLL 地理定位信息
7 $*GPZDA UTC时间和日期
注：* 美国的GPS标准中*代表GP，现在由于其他国家的定位系统，所以扩展到其他字符例如：
标识符 含义
BD BDS,北斗二代卫星系统
GP GPS
GL GLONASS
GA Galileo
GN GNSS,全球导航卫星系统
协议帧总说明：
该协议采用ASCII码，其串行通信默认参数为：M6313的波特率默认为115200bps，数据位=8bit，开始位=1bit，停止位=1bit，无奇偶校验。
帧格式形如：$aaccc ,ddd ,ddd ,...... ,ddd*hh<CR><LF>
1、“$”——帧命令起始位
2、aaccc——地址域，前两位为识别符，后三位为语句名
3、ddd...ddd——数据
4、“*”——校验和前缀
5、hhh——校验和（check sum），$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，在转换16进制格式的ASCII字符。）
6、<CR><LF>——CR（Carriage Return）+ LF （Line Feed）帧结束，回车换行。
1.Global Positioning Positioning Positioning 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
范例数据：
$GPGGA,065545.789,2109.9551,N,12023.4047,E,1,9,0.85,18.1,M,-2.2，M,8.0，，*5E
名称 示例 单位 字节位置
消息 ID $GPGGA GGA
UTC 065545.789 hhmmss.sss <1>
纬度 2109.9551 ddmm.mmmm <2>
N/S 指示 N N=北， S=南 <3>
经度 12023.4047 dddmm.mmmm <4>
E/W 指示 E W=西， E=东 <5>
定位指示 1 0:未定位1:SPS 模式，定位有效2:差分， SPS 模式，定位有效3:PPS 模式，定位有效 <6>
星数目 9 范围 0 到 12 <7>
HDOP 0.85 水平精度（0.5~99.9） <8>
MSL 幅度（海拔） 18.1 米（-9999.9~99999.9） <9>
单位 M 米
大地 -2.2 米 <10>
单位 M -
差分时间 8.0 秒 <11>
差分 ID 0000
<12>
校验和 *5E
<CR><LF> 消息结束
2.GPS DOP and Active Satellites Satellites Satellites Satellites（GSA）当前卫星信息
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh
范例数据：
$GPGSA,A,3,10,24,12,32,25,21,15,20,31,,,,1.25,0.85,0.91*04
名称 示例 单位 描述
消息 ID $GPGSA GSA
模式 1 A M=手动， 强制在 2D 或 3D 模式A=自动
模式 2 3 1:定位无效2:2D 定位3:3D 定位
卫星使用 10 通道 1
卫星使用 24 通道 2
卫星使用 12 通道 3
卫星使用 32 通道 4
卫星使用 25 通道 5
卫星使用 21 通道 6
卫星使用 15 通道 7
卫星使用 20 通道 8
,,, ,,, ,,, ,,,
卫星使用 通道 12
PDOP 1.25 位置精度
HDOP 0.85 水平精度
VDOP 0.91 垂直精度
校验和 *04
<CR><LF> 消息结束
3. GPS Satellites Satellites Satellites Satellites in View（GSV）可见卫星信息
$GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>*hh
范例数据：
$GPGSV,3,1,12,14,75,001,31,32,67,111,38,31,57,331,33,26,47,221,20*73
名称 示例 单位 描述
消息 ID $GPGSV GSV
消息数目 3 范围 1 到 3
消息编号 1 范围 1 到 3
卫星数目 12
卫星 ID 14 范围 1 到 32
仰角 75 度 最大 90°
方位角 001 度 范围 0 到 359°
信噪比 31 dBHz 范围 0 到 99，没有跟踪时为空
卫星 ID 32 范围 1 到 32
仰角 67 度 最大 90°
方位角 111 度 范围 0 到 359°
信噪比 38 dBHz 范围 0 到 99，没有跟踪时为空
卫星 ID 31 范围 1 到 32
仰角 57 度 最大 90°
方位角 331 度 范围 0 到 359°
信噪比 33 dBHz 范围 0 到 99，没有跟踪时为空
卫星 ID 26 范围 1 到 32
仰角 47 度 最大 90°
方位角 221 度 范围 0 到 359°
信噪比 20 dBHz 范围 0 到 99，没有跟踪时为空
校验和 *73
<CR><LF> 消息结束
4. Recommended Recommended Recommended Recommended Minimum Minimum Minimum Minimum Specific Specific Specific Specific GPS/TRANSIT GPS/TRANSIT GPS/TRANSIT GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐定位信息
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh
范例数据：
$GPRMC,100646.000,A,3109.9704,N,12123.4219,E,0.257,335.62,291216,,,A*59
名称 示例 单位 描述
消息 ID $GPRMC RMC
UTC 100646.000 hhmmss.ss
状态 A A=数据有效；V=数据无效
纬度 2109.9704 ddmm.mmmm
N/S 指示 N N=北， S=南
经度 11123.4219 dddmm.mmmm
E/W 指示 E W=西， E=
地面速度 0.257 Knot（节）
方位 335.62 度
日期 291216 ddmmyy
磁 量 -
校验和 *59
<CR><LF> 消息结束
5. Track Made Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh
范例数据：
$GPVTG,335.62,T,,M,0.257,N,0.477,K,A*38
名称 示例 单位 描述
消息 ID $GPVTG VTG
方位 335.62 度
参考 T True
方位 335.62 度
参考 M Magnetic
速度 0.257 Knot
单位 N
速度 0.477 公里/小时
单位 K 公里/小时
校验和 *10
<CR><LF> 消息结束
这就是我分享的第一篇NMEA-0183到GNSS数据的文章，里面数据是实践过的，下一篇分享代码实现。如果大家有什么更好的思路，欢迎分享交流哈。
