GPS项目实战系列1：GPS数据解析1

前面写了一系列关于Linux的文章，从这一篇开始换个题目，叫做GPS项目实战系列，后面的很多篇内容都会围绕着这个项目展开。这个项目要完成的任务，可以参考之前的文章：https://topsemic.com/2186.html

今天这篇文章的主题是GPS数据解析，关于GPS的基础知识，我在很早之前的一篇文章(https://topsemic.com/573.html)里有过介绍过，网上也有大量的内容可以参考，不在这里解释了。

关于硬件，之前一直使用的是NUC972板子，今天换一个I.MX 8M的板子，原因是之前那个板子上没有GPS模块，我这正好有个带GPS模块的I.MX板子。其实，对应用程序来说，硬件用什么都无所谓。

因为我的编程水平真的很菜，所以我一般写代码的套路是先从网上搜索，就是典型的拿来主义，先找一个能用的工程跑通，再根据需要去修改。经过简单搜索，我找到了下面的这篇文章，https://blog.csdn.net/zouleideboke/article/details/73521122

由于作者没有给完整工程的下载地址，所以我只能手动去复制代码，经过简单一通Ctrl+C和Ctrl+V操作，在GPSProj文件夹里整了下面五个文件

整完之后，咱们还得简单修改下，一是Makefile中交叉工具链的设置，

把Make的里第一句改成你实际使用的即可，

另外一处是main函数里，修改下你板上GPS模块对应的串口

char *dev_name="/dev/ttyUSB0";

我这里改成了我用的/dev/ttymxc1串口。

然后先去编译一把，看看有没有报错，因为很多时候网上的东西都无法正常编译。

之前我一直是在我的虚拟机上编译的，由于我电脑性能较差，经常把我电脑干卡机。今天想起自己有一个阿里云账号，装的是Ubuntu系统，所以就把它利用了一下，在它上面放了交叉工具链。访问它只需要通过SecureCRT工具登录即可，非常方便。

在编译时，一上来就报了一个错误，提示没有libstdc++.so.6文件

libstdc++.so.6: cannot open shared object file: No such file or directory

咋整，不会就问度娘或者谷哥呗，强烈建议技术相关的问题用谷哥，经过我多次对比后发现，在度娘那查了好久解决不了的问题，用谷哥很快就能搞定。至于怎么用谷哥，你自己开动脑筋去解决吧。上述问题解决方法如下：

         apt-get install lib32stdc++6

然后再次编译，又报错了。。。

经过再一次网上搜索，我尝试把Makefile中命令行前面的空白（如下图红框部分所示）删掉，用Tab键代替，就可以了

这一次编译成功，生成gps_test文件。

在执行程序前，建议先用microcom指令看一下板子的串口是否确实收到了GPS串口的数据。如果GPS接收正常的话，会显示类似如下的信息，

OK，我们把gps_test放到板子里跑一把，先看看情况如何？

如果你发现上述中文对应的是一堆乱码（这个问题折腾了我大半天，我起初以为是编译的问题），后来才发现是SecureCRT里配置的问题，改成下面配置就行了,

从上述执行结果来看，程序是跑起来了，也正确读取到了串口数据，但是没有解析成功。这是啥原因呢？这时就得看一下代码了，首先比较容易发现的是，程序里判断的是$GPRMC，但是我这里读取到的是$GNRMC，所以在下面这段代码就直接返回了：

      if(NULL==(ptr=strstr(buff,"$GPRMC"))){return -1;}

怎么改呢，你是不是会想直接把$GPRMC改成$GNRMC，可以是可以，但是不够好，万一你遇到的是$GPRMC开头的呢？可以改成如下判断条件，含义是既找不到$GPRMC同时也找不到$GNRMC的情况下才返回-1

      if( NULL==(ptr=strstr(buff,"$GPRMC")) && NULL==(ptr=strstr(buff,"$GNRMC")) ){return -1;}

改完了之后下面这句话也得改：

sscanf(ptr,"$GNRMC,%d.00,%c,%f,N,%f,E,%f,,%d,6.91,W,%c*",&(gps_data->time),&(gps_data->pos_state),&(gps_data->latitude),&(gps_data->longitude),&(gps_data->speed),&(gps_data->date),&(gps_data->mode));

我一开始做了如下修改，我的逻辑是如果查询到有$GPRMC就执行if条件下的语句，否则执行else下面的语句，

if(NULL != (ptr=strstr(buff,"$GPRMC")))sscanf(ptr,"$GPRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*",&(gps_data->time),&(gps_data->pos_state),&(gps_data->latitude),&(gps_data->longitude),&(gps_data->speed),&(gps_data->direction),&(gps_data->date),&(gps_data->mode));
elsesscanf(ptr,"$GNRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*",&(gps_data->time),&(gps_data->pos_state),&(gps_data->latitude),&(gps_data->longitude),&(gps_data->speed),&(gps_data->direction),&(gps_data->date),&(gps_data->mode));

放进去一跑，结果提示Segmentation fault，在做应用开发的过程中，会经常遇到这个问题。这个问题又调试了半天才发现问题，你们能很快发现问题在哪里吗？

问题出在，当你$GNRMC语句时，在if判断时会给ptr指针赋一个null指针，然后在else语句里用到了ptr，自然会出问题，于是我又做了一次改动

 if(NULL != (ptr=strstr(buff,"$GPRMC")))sscanf(ptr,"$GPRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*",&(gps_data->time),&(gps_data->pos_state),&(gps_data->latitude),&(gps_data->longitude),&(gps_data->speed),&(gps_data->direction),&(gps_data->date),&(gps_data->mode));
else if(NULL != (ptr=strstr(buff,"$GNRMC")))sscanf(ptr,"$GNRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*",&(gps_data->time),&(gps_data->pos_state),&(gps_data->latitude),&(gps_data->longitude),&(gps_data->speed),&(gps_data->direction),&(gps_data->date),&(gps_data->mode));

兴致勃勃放进去运行了一把，结果如下：

没有解析出正确的字段，我们很容易定位是sscanf那条语句出了问题，由于我之前没用过这个函数，为此我上网查了好久这个函数的用法，后来把思路转向对比作者的GPRMC语句和我收到的GNRMC语句，除了开头不同，其他地方的差异，

$GPRMC,131913.000,A,3029.64972,N,11423.62352,E,0.00,0.00,200617,,,A*67

$GNRMC,085959.00,A,4000.73433,N,11628.03429,E,0.461,,280220,6.91,W,D*29

发现以下有以下几处不同，

字段1：UTC时间这里，他的小数点后面是3个0，但是我的是2个0
字段8：方位角这里，他的值是0.00，我的是空白
字段11和12，磁偏角及磁偏角方向，他的是空白，我的有值

正是这3处不同，导致的上述运行错误问题。原作者完全是按照它的格式来先写的代码，只要有任何一处不同，就极大概率会解析错误。为了先匹配我的这个格式，将第二个sscanf做了如下修改：

sscanf(ptr,"$GNRMC,%d.00,%c,%f,N,%f,E,%f,,%d,6.91,W,%c*",&(gps_data->time),&(gps_data->pos_state),&(gps_data->latitude),&(gps_data->longitude),&(gps_data->speed),&(gps_data->date),&(gps_data->mode));

之后运行，各个字段倒是解析出来了

我们来看一看它解析的对不对

$GNRMC,085959.00,A,4000.73433,N,11628.03429,E,0.461,,280220,6.91,W,D*29

字段9：UTC日期，DDMMYY格式，280220对应2020年02月28日，没错

字段1：UTC时间，hhmmss.sss格式，转换后也是对的，代码里加了一个8，表示的是北京时间。

纬度：dddmm.mmmm度分格式，4000.73433对应，40度，0分，0.73433分，转换秒，0.73433*60=44.0598秒

经度：dddmm.mmmm度分格式，11628.03429对应，116度，28分，0.03429分，转换秒，0.03429*60=2.0574秒

速度：单位是节，1节=1.852 km/h=0.5144 m/s

综上速度单位错了，其他计算是正确的。

但是这个程序真的能这么写吗？

答案是否！

因为你只考虑了这一种情况，上述方向角字段空是因为GPS模块处于静止状态，如果运动起来这个字段就会有值，上述代码就会出问题。

另外比如在GPS信号不好的时候，整个字段的内容也会发生变化，中间会有很多空的情况，比如刚启动的时候，格式就会类似如下，

$GNRMC,064016.00,V,,,,,,,280220,6.91,W,N*2B

所以使用sscanf去处理这种协议类型的数据(数据字段之间以逗号分隔，但是字段可能会为空)，显然是不合适的。针对这种类型格式，该如何用去解析呢？希望读者们也想一想，查一查，最好是动手去实现一下，没有板子没关系，直接在电脑上就可以运行。时间不早了，今天就到这里了，敬请期待下一篇文章。

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