GPS原始数据解析方法研究
作者：邢旺
来源：《价值工程》2018年第15期
        Research of Decoding Method for GPS Raw Data
        摘要：分析了GPS OEM板卡输出的二进制原始数据格式，提出了一种二进制原始数据的解析方法，通过C++软件编程实现了观测值、定位结果等信息的提取。讨论了二进制原始数据文件向文本文件的转换方法，并利用此方法编写原始数据解析软件，初步判断测量数据的质量。通过处理测量数据验证了解析方法的正确性与实用性。
        Abstract： The format of GPS raw data exported by GPS OEM board is analyzed. A decoding method of raw data is put forward. The observation and position data is displayed by C++ program. The method of converting raw data file to text file is discussed， as well as the decoding program of raw data is accomplished. Both the analysis and the experiment can prove the correctness and the practicability of the decoding method.
        关键词：GPS；二进制；原始数据；格式转换
        Key words： GPS；binary；raw data；format conversion
        中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0276-03
        0 引言
        GPS是20世纪70年代美国国防部研究与创建的新一代卫星导航与定位系统，现阶段基于GPS的定位导航终端已被广泛应用于军事安全、大地测量、航海航空、气象服务、物流交通等领域。GPS导航接收机输出的数据格式主要包括NMEA-0183格式和二进制原始数据格式，二进制原始数据具有节省存储空间的优点，并且能够包含星历、伪距、载波相位等信息，但需要对原始数据做解析处理后才能获得直观的观测与定位数据，所以研究二进制原始数据的解析方法具有重要意义[1]。本文首先分析二进制原始数据结构，并通过编写原始数据解析软件，为二进制原始数据的解析提供了依据。
        1 数据格式分析
        卫星导航接收机输出的原始数据格式往往因生产厂家而异，本文以JAVAD公司生产的JNS-100接收机板卡为例，并对其输出的GPS二进制原始数据结构进行分析。二进制原始数
据并不是接收机所默认的输出数据，需要通过向接收机发送指令，才能输出所需要的原始数据。命令的发送可以使用串口通讯软件实现，具体设置命令可参考接收机厂家提供的数据手册。
        每条观测数据通常由三部分组成：数据头、数据体和数据尾。数据头因观测信息的不同而不同，长度为5个字节，以5个16进制标识符表示，其中前两个字节为观测信息标识，后三个字节为数据体的长度。数据体用多个16进制标识符表示相应的观测数据，最后一个字节为校验和。数据尾长度为1个字节，用16进制标识符的0x0A表示。多条不同的观测数据连接在一起组成一帧原始数据，通过接收机的串口发送给数据记录器。本文所设置的每一帧二进制原始数据所包含的信息如表1所示。
        其中，“～～”表示当前一天中的时间，数据体中包含16进制字符串转16进制数组4个字节时间信息，其值为0-86400000ms；“RD”表示当前日期，数据体中包含4个字节长度年、月、日信息；“SI”表示卫星PRN，数据体中包含当前所有可见卫星PRN，每一个卫星PRN以1个字节表示；“RC”表示伪距，数据体中包含所有可见卫星的伪距时间信息，每一个伪距时间信息以8个字节表示；“CP”表示载波相位，数据体中包含所有可见卫星的载波相位时间信息，每一个载波相位
时间信息以4个字节表示；“PV”表示当前位置和速度，数据体中包含笛卡尔坐标系下的位置和速度观测值，位置数据X、Y、Z分别由8个字节表示，速度数据vx、vy、vz分别由4个字节表示；“DP”表示精度因子，即DOP值，数据体中包含水平位置、高程、时间的精度因子，分别由4个字节表示[2]。分析完一帧数据的结构，便可对其进行解码。

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