evc小项目：Gps功分器测试

今天开始着手另一个wince5.0的测试程序，Gps功分器测试，功能为：解析NMEA数据，获得星状态、定位状态、一段时间内星的信号强度信息、供测试人员接到功分器上测试同批设备的信号一致性。

预计步骤如下：

1. 学习NMEA协议；

2.解析NMEA数据；

3.合理缓存NMEA数据；

4.合理设计界面，定时刷新；

5.完善流程，功能性能debug阶段；

———————————————— 华丽分割线————————————————————————————

1. 学习NMEA协议；

NMEA是美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association ）为海用电子设备制定的标准格式，目前业已成了GPS导航设备统一的RTCM标准协议。

NMEA缩写，同时也是数据传输标准工业协会，在这里，实际上应为NMEA 0183。它是一套定义接收机输出的标准信息，有几种不同的格式，每种都是独立相关的ASCII格式，逗点隔开数据流，数据流长度从30-100字符不等，通常以每秒间隔选择输出，最常用的格式为"GGA"，它包含了定位时间，纬度，经度，高度，定位所用的卫星数，DOP值,差分状态和校正时段等，其他的有速度，跟踪，日期等。NMEA实际上已成为所有的GPS接收机和最通用的数据输出格式，同时它也被用于与GPS接收机接口的大多数的软件包里。

NMEA-0183协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。

GPGGA　　GPS固定数据输出语句($GPGGA)
　　这是一帧GPS定位的主要数据，也是使用最广的数据。项目中从它获得正在使用的星数和海拔高度，其他信息从GPRMC获得
　　$GPGGA 语句包括17个字段：语句标识头，世界时间，纬度，纬度半球，经度，经度半球，定位质量指示，使用卫星数量，水平精确度，海拔高度，高度单位，大地水准面高度，高度单位，差分GPS数据期限，差分参考基站标号，校验和结束标记(用回车符<CR>和换行符<LF>)，分别用14个逗号进行分隔。该数据帧的结构及各字段释义如下：
　　$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*xx<CR><LF>
　　$GPGGA：起始引导符及语句格式说明(本句为GPS定位数据)；
　　<1> UTC时间，格式为hhmmss.sss；
　　<2> 纬度，格式为ddmm.mmmm(第一位是零也将传送)；
　　<3> 纬度半球，N或S(北纬或南纬)
　　<4> 经度，格式为dddmm.mmmm(第一位零也将传送)；
　　<5> 经度半球，E或W(东经或西经)
　　<6> 定位质量指示，0=定位无效，1=定位有效；
　　<7> 使用卫星数量，从00到12(第一个零也将传送)
　　<8> 水平精确度，0.5到99.9
　　<9> 天线离海平面的高度，-9999.9到9999.9米
　　M 指单位米
　　<10> 大地水准面高度，-9999.9到9999.9米
　　M 指单位米
　　<11> 差分GPS数据期限(RTCM SC-104)，最后设立RTCM传送的秒数量
　　<12> 差分参考基站标号，从0000到1023(首位0也将传送)。
　　* 语句结束标志符
　　xx 从$开始到*之间的所有ASCII码的异或校验和
　　<CR> 回车
　　<LF> 换行

GPGSV　　可视卫星状态输出语句($GPGSV)
　　例2：$GPGSV，2，1，08，06，33，240，45，10，36，074，47，16，21，078，44，17，36，313，42*78
　　标准格式： $GPGSV，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，…(4),(5)，(6)，(7)*hh(CR)(LF)
　　各部分含义为：
　　(1)总的GSV语句电文数；2;
　　(2)当前GSV语句号:1;
　　(3)可视卫星总数:08;
　　(4)卫星号:06;
　　(5)仰角(00～90度):33度;
　　(6)方位角(000～359度):240度;
　　(7)信噪比(00～99dB):45dB(后面依次为第10，16，17号卫星的信息);
　　*总和校验域；　
　　hh 总和校验数:78;
　　(CR)(LF)回车，换行。
　　注：每条语句最多包括四颗卫星的信息，每颗卫星的信息有四个数据项，即：　
　　(4)－卫星号，(5)－仰角，(6)－方位角，(7)－信噪比。

GPGSA（当前卫星信息）

例：$GPGSA,A,3,01,20,19,13,,,,,,,,,40.4,24.4,32.2*0A

字段0：$GPGSA，语句ID，表明该语句为GPS DOP and Active Satellites（GSA）当前卫星信息

字段1：定位模式(选择2D/3D)，A=自动选择，M=手动选择

字段2：定位类型，1=未定位，2=2D定位，3=3D定位

字段3：PRN码（伪随机噪声码），第1信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段4：PRN码（伪随机噪声码），第2信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段5：PRN码（伪随机噪声码），第3信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段6：PRN码（伪随机噪声码），第4信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段7：PRN码（伪随机噪声码），第5信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段8：PRN码（伪随机噪声码），第6信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段9：PRN码（伪随机噪声码），第7信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段10：PRN码（伪随机噪声码），第8信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段11：PRN码（伪随机噪声码），第9信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段12：PRN码（伪随机噪声码），第10信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段13：PRN码（伪随机噪声码），第11信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段14：PRN码（伪随机噪声码），第12信道正在使用的卫星PRN码编号（00）（前导位数不足则补0）

字段15：PDOP综合位置精度因子（0.5 - 99.9）

字段16：HDOP水平精度因子（0.5 - 99.9）

字段17：VDOP垂直精度因子（0.5 - 99.9）

字段18：校验值

GPRMC　　推荐定位信息(GPRMC)，项目中主要的定位信息都来自它。
　　$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh
　　<1> UTC时间，hhmmss(时分秒)格式
　　<2> 定位状态，A=有效定位，V=无效定位
　　<3> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
　　<4> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)
　　<5> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
　　<6> 经度半球E(东经)或W(西经)
　　<7> 地面速率(000.0~999.9节，前面的0也将被传输)
　　<8> 地面航向(000.0~359.9度，以真北为参考基准，前面的0也将被传输)
　　<9> UTC日期，ddmmyy(日月年)格式
　　<10> 磁偏角(000.0~180.0度，前面的0也将被传输)
　　<11> 磁偏角方向，E(东)或W(西)
　　<12> 模式指示(仅NMEA0183 3.00版本输出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=数据无效)

主要参考

http://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/7266386

http://blog.csdn.net/zhandoushi1982/article/details/7947682

http://bbs.3snews.net/thread-6101-1-1.html

2.解析NMEA数据；

1.用createFile的方式打开串口，设置串口，使能Gps，从串口读取nmea数据。

 // Key Step #1 - Using CreateFile to open COM3// -------------------------------------------comm_hand = CreateFile(L"COM3:", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL,OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM, NULL);if(comm_hand == NULL){MessageBox (TEXT("Unable to open COM3."), TEXT("Error"), MB_OK);dwError = GetLastError ();DEBUGMSG(1, (L"Opening COM3 failed: %d!\r\n", (int)GetLastError()));return TRUE;}if(h_event_gotOneData ==NULL){h_event_gotOneData = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL); //自动}commDCB.DCBlength = sizeof (DCB);     // Key Step #2 - Setting the COM3 port settings// --------------------------------------------// Get the default port setting information.if(!GetCommState (comm_hand, &commDCB)){CloseHandle(comm_hand);DEBUGMSG(1, (L"Failed in getting COM3 DCB settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));return FALSE;}commDCB.DCBlength = sizeof(DCB); commDCB.BaudRate = 9600;             // Current baudcommDCB.ByteSize = 8;                 // Number of bits/bytes, 4-8commDCB.Parity = NOPARITY;            // 0-4=no,odd,even,mark,space commDCB.StopBits = ONESTOPBIT;        // 0,1,2 = 1, 1.5, 2// Setting COM3 to Centrality speicifcationsif (!SetCommState(comm_hand, &commDCB)){CloseHandle(comm_hand);MessageBox (TEXT("Unable to configure COM3 DCB settings"), TEXT("Error"), MB_OK);DEBUGMSG(1, (L"Error in trying to set COM3 DCB settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));dwError = GetLastError ();return FALSE;}// Get the default timeout settings for portif(!GetCommTimeouts(comm_hand, &timeouts)){CloseHandle(comm_hand);DEBUGMSG(1, (L"Failed in getting COM3 timeout settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));return FALSE;}DEBUGMSG(1, (L"DCB set successfully.\r\n"));// Change the timeouts structure settings to Centrality settingstimeouts.ReadIntervalTimeout = 0;  timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;  timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;    // Set the time-out parameters for all read and write operations on the port. if (!SetCommTimeouts(comm_hand, &timeouts)){CloseHandle(comm_hand);MessageBox (TEXT("Unable to configure COM3 timeout settings"), TEXT("Error"), MB_OK);DEBUGMSG(1, (L"Error in trying to set COM3 timeout settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));dwError = GetLastError ();return FALSE;}DEBUGMSG(1, (L"Comm timeouts set successfully.\r\n"));// Key Step #3 - Creating a thread to wait on COM3 and read its contents// ----------------------------------------------------------------------// * See definition of ReadNMEAThread() for details on thread operationsnmeathread_hand = CreateThread(NULL, 0, ReadNMEAThread, this, 0, NULL);if(!nmeathread_hand){DEBUGMSG(1, (L"Could not create NMEA read thread.\r\n"));return 0;}g_allinit = 1;//AfxBeginThread(ShowMsgBox, this);// Writing something to the COM3 port to start GPS processing (Added March 2004)// -----------------------------------------------------------------------------if(!WriteFile(comm_hand, (L"StartGPS!\r\n"), 20, &bytesWritten, NULL)){DEBUGMSG(1, (L"Could not write message to COM3 to start GPS.\r\n"));}DEBUGMSG(1, (L"GPS started! Bytes written: %d.\r\n", bytesWritten));

2.利用nmea格式特点，用“，”分割语句，获得字符串数组，拿取自己需要的字段即可。

//解析一条nmea数据
int CGPSViewerDlg::ParseData(CString CStr, CStringArray* strArry){CString strGet(_T(""));int len=0;if(strArry->GetSize() > 0)strArry->RemoveAll();while (AfxExtractSubString(strGet, CStr, len++, _T(','))){strArry->Add(strGet);}return len;
}

3.合理缓存NMEA数据；

将取出的字段，填充如自定义的定位状态结构体中，

struct Satellite{int prn;        //编号；int srn;        //信噪比；int ele;       //仰角；int azi;        //方位角；
};struct DateTime{int year;    int month;   int day;  int hour;  int minute;  int second;
};struct GpsInfo{CString datetime;  //时间   BOOL status;       //接收状态  double latitude;   //纬度  double longitude;  //经度    double speed;      //速度  double high;       //高度
};struct ParsedData_EachTime{CString m_cs_timeStamp;CString m_cs_strongest3;double m_d_avgsig;int m_i_aviliabe_Satellite_num;int m_i_visiable_Satellite_num;int m_ia_prn[12];GpsInfo  m_gpsinfo;Satellite m_satellite[MAX_SATELLITES_NUM];
};

例如：填充$RMCd的字段

 //获得定位详细信息else if(oneline.Left(6) == L"$GPRMC"){parsedData_current->m_gpsinfo.status = (strArry.GetAt(2).Compare(_T("A"))==0);if(parsedData_current->m_gpsinfo.status==TRUE){parsedData_current->m_gpsinfo.latitude = pDlg->parseDouble(strArry.GetAt(3),TRUE);parsedData_current->m_gpsinfo.longitude = pDlg->parseDouble(strArry.GetAt(5),TRUE);parsedData_current->m_gpsinfo.speed =  pDlg->parseDouble(strArry.GetAt(7),FALSE);   parsedData_current->m_gpsinfo.datetime = pDlg->ParseTime(strArry.GetAt(1),strArry.GetAt(9));}}

4.合理设计界面，定时刷新；

程序开始后，自动打开Gps，定位后可以开始采样。右侧显示实时解析到的Gps定位信息（时间，经纬度，可用星，可见星，最强三颗星，平均信号强度等）。右侧显示每十秒采样一次得到的星个数和强度信息，采6次后自动停止采样，计算平均星数和强度信息。将结果写入log文件做记录。

5.完善流程，功能性能debug阶段；

这一步做了有3天的样子，期间结构体操作遇到很多问题，后来弄懂了，也算有所收获。经过几天的测试，暂时版本稳定了。

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