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GNSS输出NEMA协议解析

?摘要：本文详细介绍了GNSS输出的NEMA协议。首先阐述了NEMA协议的基本概念和背景，接着深入剖析了常见的NEMA语句结构、各字段含义及用途，包括GGA、RMC、VTG等语句。通过实际案例展示了如何解读和利用这些语句中的信息，如获取定位数据、速度信息等。同时，还探讨了NEMA协议在不同应用场景中的作用和优势，以及在使用过程中可能遇到的问题及解决方法。旨在为相关技术人员和开发者提供全面、深入的NEMA协议解析，以便更好地应用于GNSS相关领域。

一、引言

全球导航卫星系统（GNSS）在现代生活和众多领域中发挥着至关重要的作用，如交通运输、测绘、航海、航空等。而NEMA协议则是GNSS设备输出数据的一种常见标准格式。了解NEMA协议对于准确获取和利用GNSS定位及相关信息具有重要意义。它使得不同厂家生产的GNSS设备能够以统一的格式输出数据，方便用户进行处理和分析。

二、NEMA协议概述

（一）基本概念

NEMA（NationalElectricalManufacturersAssociation）协议是由美国国家电气制造商协会制定的一套标准协议，用于规范电子设备之间的数据通信。在GNSS领域，它定义了GNSS接收机与其他设备（如计算机、航海仪器等）之间交换定位数据、时间信息等的格式。

（二）背景与发展

随着GNSS技术的广泛应用，为了实现设备间的互操作性，需要一种统一的数据格式。NEMA协议应运而生，并在多年的发展过程中不断完善和扩展，以适应不同应用场景和新的GNSS功能需求。

三、常见NEMA语句结构及解析

（一）语句格式

NEMA语句通常以$符号开头，后面跟着语句标识符（如GGA、RMC等），然后是逗号分隔的各个字段，最后以回车符（CR）和换行符（LF）结束。例如：$GNGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47

（二）字段含义

1.语句标识符

-GGA：全球定位系统固定数据，包含了时间、纬度、经度、海拔高度、卫星数量、水平精度因子等信息。

-RMC：推荐的最小定位信息，包含了时间、日期、纬度、经度、速度、航向等。

-VTG：地面速度信息，包含了真航向、磁航向、地面速度（节和公里/小时）等。

2.时间字段

-以UTC时间表示，格式为小时、分钟、秒。如上述例子中的123519表示12时35分19秒。

3.位置字段

-纬度：以度为单位，格式为dddmm.mmmm，其中ddd表示度，mm.mmmm表示分。例如4807.038表示北纬48度07.038分。

-经度：同理，格式为dddmm.mmmm，如01131.000表示东经11度31.000分。

4.海拔高度字段

-单位为米，如上述例子中的545.4表示海拔高度为545.4米。

5.卫星数量字段

-表示当前接收的有效卫星数量，如08表示接收了8颗卫星。

6.水平精度因子字段

-用于衡量定位的精度，值越小精度越高，如0.9。

7.速度和航向字段

-在不同语句中有不同的表示方式。在RMC语句中，速度单位为节，航向为真航向；在VTG语句中，地面速度有节和公里/小时两种表示，航向包括真航向和磁航向。

四、GGA语句解析

（一）详细结构

$GNGGA,utc_time,latitude,latitude_dir,longitude,longitude_dir,fix_quality,num_sats,hdop,altitude,altitude_units,geoid_height,geoid_height_units,age_gps_data,diff_age,ref_station_id*cs

（二）字段详解

1.utc_time：UTC时间，格式为hhmmss.sss。

2.latitude：纬度，格式为dddmm.mmmm。

3.latitude_dir：纬度方向，N表示北纬，S表示南纬。

4.longitude：经度，格式为dddmm.mmmm。

5.longitude_dir：经度方向，E表示东经，W表示西经。

6.fix_quality：定位质量指示

-0：无效定位

-1：单点定位

-2：差分定位

-3：无效RTK固定解

-4：RT