NMEA

NMEA («National Marine Electronics Association») — полное название «NMEA 0183» — текстовый протокол связи морского (как правило, навигационного) оборудования между собой. Стал особенно популярен в связи с распространением GPS приёмников, использующих этот стандарт. (В настоящее время внедряется стандарт «NMEA 2000»).

Если приёмник имеет последовательный интерфейс RS-232 (COM-порт) (согласованный по напряжениям и скорости передачи (обычно 4800, 8, N, 1) со стандартным), то «общаться» с таким приёмником можно, подключив его, например, к IBM PC-совместимому компьютеру и пользуясь какой-либо терминальной программой, например, PuTTY (а в простейшем случае программой «HyperTerminal», входящей в состав ОС Windows до Windows XP; или «minicom» в ОС Linux).

Примечание: если GPS-приемник имеет иной интерфейс, например, Bluetooth, то, наверняка, он подключается к компьютеру через виртуальный COM-порт, который создается в операционной системе драйверами Bluetooth при спаривании устройств, т.е. аппартано не существует, но в итоге с приемником можно работать точно также.

Общий вид строк в NMEA 0183

• символ «$».
• 5-буквенный идентификатор сообщения. Первые две буквы — идентификатор источника сообщения, следующие три буквы — идентификатор формата сообщения, согласно протоколу NMEA 0183 определённой версии.
• список данных (буквы, цифры и точки), разделённых запятыми. Если какие-либо данные отсутствуют внутри строки, запятые всё равно ставятся (например «,,»). Некоторые поля в конце строки могут отсутствовать вовсе.
• символ «*».
• 2-значное 16-ричное число — контрольная XOR-сумма всех байт в строке между «$» и «*».
• <CR><LF> (конец строки).

Полный набор NMEA-сообщений и команд достаточно велик, однако часто используют единственное сообщение: «pекомендуемый минимум навигационных данных RMC». Если приёмник GPS не настроен иначе, то, как правило, RMC-строки посылаются автоматически с интервалом в 1 секунду.

Зачастую производители приёмников спутниковой навигации пренебрегают стандартами, добавляя собственную информацию, забывая передавать конец строки и пр.

RMC-строка

$GPRMC,hhmmss.ss,A,GGMM.MM,P,gggmm.mm,J,v.v,b.b,ddmmyy,x.x,n,m*hh<CR><LF>

(пробелов и переносов внутри строки нет).

Значение полей:

• «GP» — приём сигналов GPS (в некоторых системах «GN» зарезервировано для ГЛОНАСС)
• «RMC» — «Recommended Minimum sentence C»
• «hhmmss.ss» — время фиксации местоположения по Всемирному координированному времени UTC: «hh» — часы, «mm» — минуты, «ss.ss» — секунды. Длина дробной части секунд варьируется. Лидирующие нули не опускаются.
• «A» — статус: «A» — данные достоверны, «V» — недостоверны.
• «GGMM.MM» — широта. 2 цифры градусов(«GG»), 2 цифры целых минут, точка и дробная часть минут переменной длины. Лидирующие нули не опускаются.
• «P» — «N» для северной или «S» для южной широты.
• «gggmm.mm» — долгота. 3 цифры градусов(«ggg»), 2 цифры целых минут, точка и дробная часть минут переменной длины. Лидирующие нули не опускаются.
• «J» — «E» для восточной или «W» для западной долготы.
• «v.v» — горизонтальная составляющая скорости относительно земли в узлах. Число с плавающей точкой. Целая и дробная части переменной длины.
• «b.b» — путевой угол (направление скорости) в градусах. Число с плавающей точкой. Целая и дробная части переменной длины. Значение равное 0 соответствует движению на север, 90 — восток, 180 — юг, 270 — запад.
• «ddmmyy» — дата: день месяца, месяц, последние 2 цифры года (ведущие нули обязательны).
• «x.x» — магнитное склонение в градусах (часто отсутствует), рассчитанное по некоторой модели. Число с плавающей точкой. Целая и дробная части переменной длины.
• «n» — направление магнитного склонения: для получения магнитного курса магнитное склонение необходимо «E» — вычесть, «W» — прибавить к истинному курсу.
• «m» — индикатор режима: «A» — автономный, «D» — дифференциальный, «E» — аппроксимация, «N» — недостоверные данные (часто отсутствует, данное поле включая запятую отсутствует в старых версиях NMEA).
• «hh» — контрольная сумма.
• <CR> — байт равен 0x0D.
• <LF> — байт равен 0x0A.

Примеры RMC-строки

$GPRMC,125504.049,A,5542.2389,N,03741.6063,E,0.06,25.82,200906,,,*3B

• 12 часов 55 минут 4,049 секунд UTC
• «A» — достоверно
• широта 55° 42,2389', северная
• долгота 37° 41,6063', восточная (в Москве)
• скорость 0,06 узлов
• направление движения 25,82 градуса
• 20 сентября (20)06 года
• магнитное склонение не указано
• направление магнитного склонения не указано
• индикатор режима отсутствует
• контрольная сумма 0x3B

$GPRMC,,V,,,,,,,080907,9.6,E,N*31

• «V» — недостоверно
• 8 сентября (20)07 года
• магнитное склонение восточное, 9,6°
• «N» — недостоверные данные
• контрольная сумма 0x31

Все остальные поля отсутствуют (фактически, нет сигнала от спутников).

Пример приёмника

Карманный коммерческий приёмник Garmin eTrex поддерживает обмен следующими строками:

• NMEA 0183 версия 3.0:

GPGGA — данные о последнем определении местоположения

GPGLL — координаты, широта/долгота

GPGSA — DOP (GPS) и активные спутники

GPGSV — наблюдаемые спутники

GPWPL — параметры заданной точки

GPBOD — азимут одной точки относительно другой

GPRMB — pекомендуемый минимум навигационных данных для достижения заданной точки

GPRMC — pекомендуемый минимум навигационных данных (см. выше)

GPRTE — маршруты

HCHDG — данные от компаса

• Собственные строки фирмы Garmin<ref>http://www8.garmin.com/support/pdf/NMEA_0183.pdf Шаблон:Ref-en</ref>:

PGRME — оценка ошибки измерений

PGRMM — картографические данные

PGRMZ — высота

PSLIB — контроль приёма маяков

Ссылки

• Протокол NMEA 0183Шаблон:Ref-en, pdf, 60 КБайт
• Неофициальное описание NMEA.Шаблон:Ref-en
• National Marine Electronics Association. Официальный первоисточник стандарта (платный).Шаблон:Ref-en
• Список протоколов NMEAШаблон:Ref-deШаблон:Ref-en
• LGPL C библиотека для разбора и генерации NMEA протокола
• библиотека, входящая в стандартную библиотеку языка tcl для работы с NMEA