nmea 0183 что это

Стандарт представления навигационных данных NMEA-0183

Все ГНСС-приемники и навигационные системы Ориент Системс поддерживают формат сообщений NMEA-0183 (National Marine Electronics Association). Сегодня мы расскажем, что это значит и для чего необходимо.

Естественно, для этого сначала нужно настроить приемник на выдачу сообщений NMEA-0183.

Такую настройку приемника/платы можно производить с помощью текстовых команд либо через интерфейс ПО, если таковое предусмотрено.

Основными параметрами для настройки выдачи NMEA-сообщений являются:

· Порт, на который выдаются данные и его скорость
· Тип сообщения NMEA-0183 (GPGGA, GPRMC и др.)
· Частота выдачи этого сообщения

Если удобного интерфейса настройки NMEA нет, то подойдет любое ПО, способное подключиться к ГНСС-приемнику/плате и отправить на него команду. В своей работе мы используем ПО Hercules. По сути, в текстовой команде необходимо отобразить то же самое, что и при выборе в окне выше.

Например, введем команду:

LOG COM1 GPGGA ONTIME 1

— Log – команда записи настройки в приемник
— ComX – порт, на который мы прописываем команду
— GPGGA – тип сообщения NMEA-0183
— Ontime 1 – частота выдачи этого сообщения. В данном случае – 1с

Если необходимо выводить на порт сразу несколько сообщений, то для каждого необходимо прописать и отправить соответствующую команду отдельно.

Итак, какие сообщения нам нужны? В зависимости от внешнего устройства, к которому Вы хотите подключить ГНСС-приемник, требуются различные навигационные данные, следовательно, и различные сообщения.

Каждое сообщение NMEA-0183 состоит из 2х частей:

1. Префикс+название
2. Содержание

После настройки приемника на выдачу NMEA-сообщений, мы начинаем получать их на внешнем устройстве с заданной дискретностью:

Источник

NMEA 0183

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 «Hyper Terminal», 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. аппаратно не существует, но в итоге с приемником можно работать точно также.

Содержание

Общий вид строк в NMEA 0183

Полный набор NMEA-сообщений и команд достаточно велик. Как правило, NMEA-сообщения посылаются с интервалом в 1 секунду при скорости обмена данными 4800 бод.

Иногда производители приёмников спутниковой навигации и др. устройств с выходом NMEA добавляют собственную информацию, т.е. проприетарные предложения, которые несут дополнительную информацию о работе устройства.

Проверка контрольной суммы предложения почти всегда может быть настроена в приемнике информации.

RMC-строка

(пробелов и переносов внутри строки нет).

Примеры RMC-строки

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

Пример приёмника

Карманный коммерческий приёмник Garmin eTrex поддерживает обмен следующими строками:

Источник

Двусторонний спутниковый Интернет

Акция! Распродажа

Подключи дачу к Интернет по зимним ценам:

Комплект оборудования Радуга-Интернет с монтажем всего за 15 000 руб.!

Наши услуги

Новости

В 2018 году мы продолжаем подключать загородные дома к Интернет-Триколор.

Контакты

☎ (903) 200-25-13

Описание протокола NMEA-0183

Содержание некоторых сообщений протокола NMEA

$GPGGA. Сообщение содержит данные о местоположении, времени определения местоположения, качестве данных, количестве использованных спутников, фактор ухудшения точности плановых координат, информацию о дифференциальных поправках и их возраст.

$GPGLL. Сообщение содержит данные о географической широте, долготе и времени определения координат.

$GPGSV. В сообщении указывается количество видимых спутников, их номера, возвышение, азимут и значение отношения «сигнал — шум » для каждого из них.

$GPRMC. Сообщение содержит данные о местоположении, времени и дате определения координат, скорости, направлении движения и магнитном склонении.

$GPZDA.Сообщение содержит информацию о времени, календарном дне, месяце, годе и локальном часовом поясе.

$GPVTG. Сообщение содержит информацию о направлении и скорости движения.

Источник

Протокол NMEA

NMEA (от «National Marine Electronics Association» Национальная Ассоциация Морской Электроники) — стандарт, определяющий текстовый протокол связи морского (как правило, навигационного) оборудования (или оборудования, используемого в транспорте) между собой. NMEA стал особенно популярен в связи с распространением GPS/GLONASS-приёмников, использующих этот стандарт.

Ассоциация NMEA разработала специальный протокол для поддержания совместимости морского навигационного оборудования различных производителей. Этот протокол описывает не только данные, полученные с GPS приемников, но и информацию от сонаров, радаров, электронных компасов, барометров и других навигационных устройств, использующихся на морских судах.

Интерфейс обмена данными большинства GPS приемников реализован в соответствии с этой спецификацией. Основные навигационные программы, которые обеспечивают отображение данных в реальном времени, поддерживают и «понимают» NMEA протокол. Эти данные содержат полные навигационные пакеты GPS приемника – координаты, высоту, время и скорость. Все NMEA сообщения состоят из последовательного набора данных, разделенных запятыми. Каждое отдельное сообщение не зависит от других и является полностью «завершенным». NMEA сообщение включает заголовок, набор данных, представленных ASCII символами, и поле «чек-суммы» для проверки достоверности переданной информации.

С момента создания, NMEA протокол претерпел несколько модификаций, связанных с добавлением новых полей и сообщений. Текущей версией, которую поддерживают большинство приемников, является версия 2.3, хотя уже опубликовано описание новой версии 4.11. Полная спецификация NMEA сообщений отсутствует в свободном доступе и ее нельзя официально скачать в электронном виде.

Отдельные ее разделы, общее описание NMEA протокола и наиболее популярных сообщений можно найти на сайтах производителей оборудования. Официально приобрести полную NMEA документацию можно на сайте www.nmea.org.

Протокол NMEA 0183

Заголовок стандартных NMEA сообщений состоит из 5 символов, из которых два первых определяют тип сообщения, а оставшиеся три – его название. Например, все GPS NMEA сообщения имеют префикс «GP». Сообщения, которые не описаны в спецификации NMEA, но реализованы в GPS приемниках в соответствии с общими правилами, имеют префикс «Р», дополненный тремя символами, уникальными для каждой компании. Например, «собственные» NMEA сообщения Garmin имеют префикс «PGRM», Magellan – «PMGN»
Каждое NMEA сообщение начинается с «$», заканчивается «n» («перевод строки») и не может быть длиннее 80-и символов. Все данные содержаться в одной строке и отделены друг от друга запятыми. Информация представлена в виде ASCII текста и не требует специального декодирования. Если данные не умещаются в выделенные 80 символов, то они «разбиваются» на несколько NMEA сообщений.

Такой формат позволяет не ограничивать точность и количество символов в отдельных полях данных. Например, дробная часть значения координат может быть представлена 3 или 4 знаками после запятой, но это никак не должно повлиять на работу программного обеспечения, которые выделяет нужные данные из сообщения по номеру поля. В конце каждого NMEA сообщения содержится поле «чек-суммы», отделенное от данных символом «*». При необходимости оно может использоваться для проверки целостности и достоверности каждого принятого сообщения.

NMEA протокол поддерживает не только исходящие, но и входящие сообщения, с помощью которых, например, можно обновить или добавить путевые точки маршрута. Эти сообщения должны быть сформированы в строгом соответствии с форматом NMEA, в противном случае, они будут просто проигнорированы GPS приемником. Стоит отметить, что не все навигационные программы и модели приемников поддерживают этот режим, так как используют для загрузки точек и маршрутов фирменные протоколы производителей – Garmin, Magellan и т.д.

Максимальная длина сообщения ограничена 82 символами (NMEA 0183 rev 3.0). Стандарт описывает более 250 идентификаторов NMEA-последовательностей. Стандарт определяет скорости обмена данными в 4800 бод. (Для скоростей в 38400 бод и выше существует расширенный стандарт NMEA-0183-HS).

Протокол позволяет добавлять собственные идентификаторы последовательностей, что часто используется производителями для передачи дополнительной информации о работе устройства.

Дополнительные подключения устройств NMEA 0183

На кабеле передачи данных NMEA 0183 имеются четыре встроенных входных порта (RX) и два встроенных выходных порта (TX). К каждому встроенному порту RX можно подключить по одному устройству NMEA 0183 для передачи данных на устройство (например, приемник GLONASS), а к каждому встроенному порту TX можно параллельно подключить до трех устройств NMEA 0183 для получения данных, выводимых этими устройствами. Согласно стандарту NMEA 0183, каждый порт RX и TX имеет два контакта с маркировкой A (+) и B (-). Соответствующие контакты A (+) и B (-) каждого встроенного порта должны быть подключены к контактам A (+) и B (-) устройства, совместимого с NMEA 0183.

Информацию по определению выходных и входных проводов приводятся в инструкциях по установке устройства, совместимого с NMEA 0183. При прокладке кабеля на протяженных участках рекомендовано использовать экранированную витую пару типа 28 AWG.

КОНТАКТЫ ВХОДА/ВЫХОДА NMEA 0183 на радиостанциях ICOM

Коричневый: Talker B (Data-L), NMEA In (-)

Белый: Talker A (Data-H), NMEA In (+)
Подключаются линии NMEA In от ПК или навигационного оборудования, совместимого с NMEA 0183 (версии 2.0 и выше, последовательности DSC, DSE) для приема навигационных данных от других судов.

Зеленый: Listener B (Data-L), NMEA Out (-)

Желтый: Listener A (Data-H), NMEA Out (+)
Подключается GPS/GLONASS приемник для индикации навигационных данных.
Необходимо использование GPS приемника формата NMEA0183 версии 2.0 и выше (с форматными последовательностями RMC, GGA, GNS, GLL и VTG). Перечень подходящих моделей GPS/GLONASS приемников можно получить у официального дилера ICOM.

Последняя версия стандарта NMEA 0183 имеет номер 4.11 и опубликована в ноябре 2018.

По состоянию на 2019 год следующее оборудование ICOM соответствует спецификациям NMEA 0183:
Icom IC-M504
Icom IC-M506
ICOM MR1010R2

Протокол NMEA 2000

NMEA 2000 — относительно новый стандарт связи морского навигационного оборудования. Протокол был принят в 2000 году.

NMEA 2000 (IEC 61162-3) является сетевым протоколом верхнего уровня, использующим стандарт передачи Controller Area Network (CAN). Этот протокол в отличие от использовавшегося ранее NMEA 0183 (IEC 61162-1) позволяет объединить множество приборов в одну сеть и передавать информацию одновременно. Для подключения используются, как правило, разъёмы стандартов Mini-c и Micro-c. Кроме того, NMEA 2000 предусматривает применение специальных кабелей стандарта DeviceNet.

Это 4-жильный кабель состоящих из 2 пар проводов разного сечения. Одна пара используется для питания, вторая пара для обмена данными.

Особенности реализации протокола NMEA 2000

При наличии на судне сети NMEA 2000 она должна изначально быть подключена к источнику бортового питания. Не подключайте кабель питания NMEA 2000 к существующей сети NMEA 2000, поскольку к сети NMEA 2000 может быть только один источник питания.

При прокладке кабеля питания NMEA 2000 его необходимо подключать к тумблеру зажигания судна или через другой встроенный переключатель. Устройства NMEA 2000 разряжают аккумулятор при подключении к нему кабеля питания напрямую. Устройство может подключаться к судовой сети NMEA 2000 для обмена данными с совместимыми устройствами, например, с GPS/GLONASS-антенной или VHF-радиостанцией ICOM. Кабели и разъемы NMEA 2000, входящие в комплект поставки, позволяют подключить устройство к уже установленной сети или создать новую базовую сеть NMEA 2000 при необходимости. Если трансивер ICOM подключен одновременно к устройствам NMEA 0183 и NMEA 2000, то устройство NMEA 2000 будет иметь более высокий приоритет.

Последняя версия NMEA 2000 имеет номер 3.101 и опубликована в марте 2016.

Морское оборудование ICOM

Японская корпорация ICOM является одним из ведущих в мире производителей морских радиостанций и прочего навигационного оборудования.

Начиная с 1984 года, Icom получила множество наград от ассоциации морского оборудования NMEA Marine Radio Awards. Например, радиостанция ICOM IC-M605 получила диплом NMEA Award 2019 в категории “Лучшая морская УКВ радиостанция” (Best VHF Marine Radio).

Большинство морских радиостанций ICOM соответствуют требованиям стандарта NMEA 0183.

По состоянию на 2019 год следующее оборудование ICOM соответствует спецификациям NMEA2000:
ICOM IC-M506
ICOM IC-M605
ICOM MXP 5000

Источник

GPS трекеры.

ПМП с GPS – новый сегмент рынка GPS устройств
В данном обзоре мы хотим обратить Ваше внимание на резкий рост предложения ПМП различных известных и не очень производителей портативной техники, которые имеют встроенный GPS приемник.

Обзор современного уровня развития GPS, GALILEO, GLONASS и национальных спутниковых систем Китая, Индии и Японии

Как от правильной политики сегодня зависит будущее ГЛОНАСС и будущее Вооруженных сил России завтра!

Причины популярности безлимитных тарифов
Мобильная связь стала незаменимым элементом человеческой жизни. В то же время условия, которые предлагают операторы, нередко ограничивают общение. Избежать этого помогут безлимитные тарифы.

GPS & GSM Азбука

Рейтинг GPS навигаторов

Выбор GPS приемника

Классификатор GPS карт

Как заказать

Оплата и доставка

Гарант.обслуживание

FAQ

О GPS: статьи и обзоры

Отзывы и вопросы

Тех. поддержка

Описание NMEA протокола. Реализация в приемниках Garmin и GlobalSat

Введение

Интерфейс обмена данными большинства портативных GPS приемников реализован в соответствии с этой спецификацией. Большинство навигационных программ, которые обеспечивают отображение данных в реальном времени, поддерживают и «понимают» NMEA протокол. Эти данные содержат полные навигационные измерения GPS приемника – позицию, скорость и время. Все NMEA сообщения состоят из последовательного набора данных, разделенных запятыми. Каждое отдельное сообщение не зависит от других и является полностью «завершенным». NMEA cообщение включает заголовок, набор данных, представленных ASCII символами, и поле «чексуммы» для проверки достоверности переданной информации.

Заголовок стандартных NMEA сообщений состоит из 5 символов, из которых два первых определяют тип сообщения, а оставшиеся три – его название. Например, все GPS NMEA сообщения имеют префикс «GP». Сообщения, которые не описаны в спецификации NMEA, но реализованы в GPS приемниках в соответствии с общими правилами, имеют префикс «Р», дополненный тремя символами, уникальными для каждой компании. Например, «собственные» NMEA сообщения Garmin имеют префикс «PGRM», Magellan – «PMGN»
Каждое NMEA сообщение начинается с «$», заканчивается «n» ( «перевод строки») и не может быть длиннее 80-и символов. Все данные содержаться в одной строке и отделены друг от друга запятыми. Информация представлена в виде ASCII текста и не требует специального декодирования. Если данные не умещаются в выделенные 80 символов, то они «разбиваются» на несколько NMEA сообщений.

Такой формат позволяет не ограничивать точность и количество символов в отдельных полях данных. Например, дробная часть значения координат может быть представлена 3 или 4 знаками после запятой, но это никак не должно повлиять на работу программного обеспечения, которые выделяет нужные данные из сообщения по номеру поля. В конце каждого NMEA сообщения содержится поле «чексуммы», отделенное от данных символом «*». При необходимости оно может использоваться для проверки целостности и достоверности каждого принятого сообщения.

NMEA протокол поддерживает не только исходящие, но и входящие сообщения, с помощью которых, например, можно обновить или добавить путевые точки маршрута. Эти сообщения должны быть сформированы в строгом соответствии с форматом NMEA, в противном случае, они будут просто проигнорированы GPS приемником. Стоит отметить, что не все навигационные программы и модели приемников поддерживают этот режим, так как используют для загрузки точек и маршрутов фирменные протоколы производителей – Garmin, Magellan и т.д.

Список сообщений

NMEA протокол описывает большой список различных сообщений, из которых можно выделить два десятка сообщений, активно использующихся в навигационной аппаратуре. В связи с большой популярностью и простой представления данных, NMEA протокол нашел применение не только морской аппаратурой, но и в геодезических, бытовых и авиационных GPS приемниках.

Некоторые из NMEA сообщений могут содержать одинаковые поля данных, либо полностью содержать данные других, меньших по размеру, NMEA сообщений.

Содержание NMEA сообщений

GSA – общая информация о спутниках.
Это NMEA сообщение содержит список спутников, используемых в подсчете позиции и значения геометрических факторов DOPs, определяющих точность подсчете позиции. Параметры DOP определяются геометрическим расположением спутников на небе. Чем лучше «распределены» на небе спутники, тем меньше DOP и тем лучше точность позиции. Минимальное значение PDOP (= 1) соответствует ситуации, когда один спутник находится строго над пользователем, а другие 3 равномерно распределены вокруг на уровне горизонта. Значение PDOP вычисляется, как квадратный корень из суммы квадратов HDOP и VDOP.

NMEA сообщение со значением координат широты и долготы, и времени когда было вычислено это решение.

RMB – рекомендованный набор навигационных GPS данных

NMEA сообщение содержит рекомендованный минимальный набор данных для навигации «по маршруту» или «на точку» в режиме «Goto».

RTE – Маршрутная информация

NMEA сообщение RTE выводит список путевых точек активного маршрута. Есть два типа сообщений RTE. В первом случае, отображаются все точки маршрута. Во втором, только список оставшихся точек, которые еще предстоит посетить при движении по маршруту. Учитывая, что в NMEA протоколе есть ограничение, по которому длина сообщение не должна превышать 80 символов, сообщение RTE может состоять из нескольких строк.

Особенности Garmin

Приемники Garmin поддерживают большинство сообщений NMEA, содержащие GPS измерения, координаты и время – GGA, GLL, GSA, GSV, RMC. А также навигационные сообщения – RMB, BOD

Для вывода этих сообщений необходимо в настройках приемника изменить интерфейс с «Garmin» на «NMEA» и возможно установить нужную скорость. Эту же скорость необходимо установить в навигационной программе в настройках последовательного порта к которому подключается навигатор.

К сожалению, приемники с USB –портом не поддерживают NMEA протокол, ограничивая его настройки только протоколом «Garmin»

Для вывода информации поступающей в последовательный порт компьютера можно воспользоваться терминальной программой Windows, либо одной из навигационных программ поддерживающих такую возможность.

Ниже представлен список NMEA сообщений приемника Garmin eMap, которые содержаться в составе одной эпохи.

В дополнение к стандартным NMEA сообщениям, в приемниках Garmin реализован собственный набор сообщений, каждое из которых в заголовке содержит префикс «GRM», идентификатор «М» или «Z», определяющий тип данных, и один символ для названия.

PGRME – оценка ошибки позиционирования

PGRMZ – измерения высоты

PGRMM – текущий датум

Особенности Sirf

GPS чипы компании «Sirf» используются в различном навигационном GPS оборудовании, начиная от обычных плат, заканчивая портативными и автомобильными GPS навигаторами. Но в отличие от навигаторов, они поддерживают только NMEA сообщения связанные с GPS измерениями, вычислением позиции и времени – GGA, GLL, GSA, GSV, RMC, VTG, ZDA.

Для конфигурации параметров «Sirf» используется специальная программа «SirfTech». Настройка параметров NMEA сообщение осуществляется в отдельном пункте меню.

Все NMEA сообщения приемника можно сохранить в файл. Ниже представлен список NMEA сообщений приемника GlobalSat BT-338, которые содержатся в составе одной эпохи.

Как видно из приведенного примера, «заводские» установки содержат меньшее количество NMEA сообщений по сравнению с настройками Garmin. При необходимости этот набор можно расширить, установив период в недостающих NMEA сообщений.

PSFR100, PSFR102 – конфигурация последовательных портов

NMEA сообщение под номером 100 служит для установки порта А, сообщение 102 – порта В. Сообщение 100 имеет дополнительное поле, которое позволяет переключить интерфейс в бинарный Sirf протокол.

Соответственно, в бинарном протоколе существует команда, которая переключает порт обратно в NMEA формат. Прежде чем переключится в бинарный протокол, необходимо понять, если ли программа которая в дальнейшем позволит восстановить NMEA протокол.

PSFR101, PSFR104 – инициализация параметров приемника

NMEA сообщения под номерами 101 и 104 предназначены для инициализации параметров, предназначенных для GPS приема. Определение этих параметров может ускорить время захвата GPS спутников. Сообщение 101 устанавливает текущие координаты в формате XYZ, сообщение 104 – в формате BLH (долгота, широта).

PSFR103 – конфигурация генерации NMEA сообщений

Это NMEA сообщение позволяет установить или запросить период генерации каждого «исходящего» NMEA сообщения.

Результаты эксперимента

В условия нормальной видимости спутников, приемник Garmin eMap выдает следующий набор NMEA сообщений:

$GPGGA,104644,5522.8965,N,03710.1389,E,1,07,1.2,186.6,M,15.8,M,,*44

$GPGSV,3,1,10,01,34,070,48,04,28,311,40,11,10,190,00,13,32,249,41*7E

$GPGSV,3,2,10,16,11,111,40,20,68,142,50,23,64,247,49,25,21,196,00*70

$GPGSV,3,3,10,30,05,012,00,31,36,055,52*7D

$PGRME,6.0,M,7.7,M,9.8,M*29

Из анализа сообщений видно, что в на текущий момент приемником отслеживается 10 (GSV) спутников, из которых 7 (GGA) используются в подсчете позиции. Горизонтальная ошибка позиционирования при этом равняется 6 метрам (RME), а индикатор типа решения – 1 (GGA)

Если создать условиях, при которых GPS сигнал не будет приниматься, то сообщения GGA будут содержать «пустые» поля, а индикатор типа решения примет значение 0 (GGA)

$GPGGA. 0,00. M,,M,,*66

$GPRMB,A,0.00,R,,Дорога ,5524.501,N,03710.445,E,1.620,6.4,,V,A*59

$GPBOD,6.3,T,357.0,M,Дорога,*74

После того, как для навигации был выбран маршрут «Home» в списке сообщения RTE отобразился список всех путевых точек маршрута. А в сообщении RMВ – идентификационные номера начальной и конечной (очередной) точек маршрута.

Заключение

В большинстве случаев, пользователю не нужно, да и не интересно знать, какие данные и в каких полях передаются. Большинство навигационных программ «разбирают» данные NMEA сообщений и представляют их в удобном для пользователя виде – графики, схемы, таблицы и т.п.

Особый интерес представляют NMEA сообщения для пользователей, которые хотели бы провести исследования GPS данных, вычислить оценку полученных измерений, либо проанализировать поведения навигационных приемников в различных условиях. Есть целый ряд программ, с помощью которых можно решать эти задачи.

Н о все же, для глубокого анализа GPS данных, формат NMEA не предназначен, так как не содержит так называемые «сырые» измерения – псевдодальности, фазы, допплер. Каждый производитель навигационной аппаратуры имеет свой «открытый» или «закрытый» протокол, который выводит эту информацию

NMEA – это простой и понятный формат, который позволяет не только обеспечить обмен данными между GPS приемниками и навигационными программами, но и дает пользователям некоторое представление о принципах работы спутниковой навигационной аппаратуры

Источник