基于串口通信的GPS数据提取与应用

摘要：该文首先介绍了常用的GPS数据格式，利用了VC++6.0的MSComm控件实现串口通信方式下的GPS数据中重要信息的提取。最后，探讨了GPS数据重要信息的具体应用。

关键词：GPS数据；串口通信；VC++ 6.0；MSComm控件

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）33-7416-02

GPS（Global Positioning System）全球定位系统，它是在地球上空布置了24颗专用GPS卫星，卫星轨道每时每刻的精确位置通过无线电波发送到地面上，地面上的GPS信号接收机可以接收到至少4颗以上的卫星信号，依据卫星的位置计算出地面的位置。它能够为用户提供全球性的、全天候的、高精度的、连续实时的三维坐标、三向速度等信息。这些信息包含在GPS数据格式里，可以通过遵循NMEA0183协议的GPS接口供给外部设备提取与应用。

1 GPS常用数据格式

GPS常用数据格式包括"$GPGGA"、"$GPGLL"、"$GPGSA"、"$GPGSV"、"$GPRMC"和"$GPVTG"。它们主要由帧头、帧尾和帧内数据组成，数据帧结构不同，帧头也不相同，各帧均以回车符和换行符作为帧尾标识。通常情况，我们所关心的定位数据如经纬度、速度、时间等均可以从"$GPRMC"帧中获取得到。如果和卫星通信正常，可以接收到的数据格式"$GPRMC"帧结构如下：$GPRMC，，，，，，，，，，，，*hh，其具体信息如表1所示。

2 GPS数据提取方法

GPS数据提取方法分为两个步骤：第一步，GPS数据的捕获；第二步，GPS数据的解析。前者采用串口通信的方式把GPS接口与主机相连接，利用VC++的MSComm控件实现对串口编程，捕获GPS接收机所发送的数据；后者根据捕获的GPS数据帧格式中的帧头确定要给哪个数据帧进行数据的解析，然后根据数据帧结构中的内容提取所需要的信息。

VC++6.0提供的MSComm控件可以通过串行端口捕获GPS信号接受机所发送过来的数据，为应用程序提供串行通信的功能。MSComm控件串口通信编程的基本流程如图1所示：

现以"$GPRMC"数据帧解析为例，首先针对串口通信下捕获的GPS数据，判定帧头是"$GPRMC"，其次根据所需要的信息（例如经纬度、时间、速度等）确定需要提取该帧头后的数据帧中哪些字段的内容，最后对所提取出来的内容进行恰当的变换，服务于后续的具体应用。

3 GPS数据具体应用

本文是把提取出来的GPS数据应用于对航海中的船舶进行定位与导航，将定位信息实时地传送到陆地上的监控服务中心，并且在电子航海图上标注与显示。这样，管理人员能够及时地掌握船舶行进的具置和了解航行的具体路线，方便其对船舶的监控与管理。简单的客户端应用程序界面如图2所示：

4 结论

文章重点研究GPS数据中的"$GPRMC"数据帧格式，可以利用VC++6.0的MSComm控件对串口通信中发送的GPS数据进行读取与解析，能够实现对物体的准确定位与安全导航等功能。

参考文献：

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