golang实现从串口读取GPS信息

GPS模块的数据格式

对GPS模块的数据处理本质上还是串口通信程序设计，只是GPS模块的输出遵循固定的格式，通过字符串检索查找即可从模块发送的数据中找出需要的数据，常用的GPS模块大多采用NMEA-0183 协议。NMEA-0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。

以下是一组正常的GPS 数据

$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35

$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38

$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50

下面分别对每组数据的含义进行分析。

GPS 固定数据输出语句($GPGGA)，这是一帧GPS 定位的主要数据，也是使用最广的数据。为了便于理解，下面举例说明$GPGGA语句各部分的含义。

例：$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,,,,0000*35

其标准格式为：

$GPGGA，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)，(9)，M，(10)，M，(11)，(12)＊hh(CR)(LF)

各部分所对应的含义为：

(1) 定位UTC 时间：08 时20 分06 秒

(2) 纬度(格式ddmm.mmmm:即dd 度，mm.mmmm 分)；

(3) N/S(北纬或南纬)：北纬38 度52.9276 分；

(4) 经度(格式dddmm.mmmm：即ddd 度，mm.mmmm 分)；

(5) E/W(东经或西经)：东经115 度27.4283 分；

(6) 质量因子(0=没有定位，1=实时GPS，2=差分GPS)：1=实时GPS；

(7) 可使用的卫星数(0～8)：可使用的卫星数=08；

(8) 水平精度因子(1.0～99.9)；水平精度因子=1.0；

(9) 天线高程(海平面，－9999.9～99999.9，单位：m)；天线高程=20.6m);

(10) 大地椭球面相对海平面的高度(－999.9～9999.9，单位：m):无;

(11) 差分GPS 数据年龄，实时GPS 时无:无;

(12) 差分基准站号(0000～1023)，实时GPS 时无:无;

＊总和校验域；hh 总和校验数:35(CR)(LF)回车，换行。

GPRMC（建议使用最小GPS 数据格式）

$GPRMC,082006.000,A,3852.9276,N,11527.4283,E,0.00,0.0,261009,,*38

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>

(1) 标准定位时间（UTC time）格式：时时分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。

(2) 定位状态，A = 数据可用，V = 数据不可用。

(3) 纬度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。

(4) 纬度区分，北半球（N）或南半球（S）。

(5) 经度，格式：度度分分.分分分分。

(6) 经度区分，东（E）半球或西（W）半球。

(7) 相对位移速度， 0.0 至1851.8 knots

(8) 相对位移方向，000.0 至359.9 度。实际值。

(9) 日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。

(10) 磁极变量，000.0 至180.0。

(11) 度数。

(12) Checksum.(检查位)

$GPVTG 地面速度信息

例：$GPVTG,0.0,T,,M,0.00,N,0.0,K*50

字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地

面速度信息

字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）

字段2：T=真北参照系

字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）

字段4：M=磁北参照系

字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）

字段6：N=节，Knots

字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）

字段8：K=公里/时，km/h

字段9：校验值

以环天BU353 路测USB GPS为例，该GPS模块的主要参数：http://jn.goepe.com/apollo/show_product1.php?id=2164028&uid=zhaogis

GPS模块的驱动安装

驱动程序可以去官网下载，下载地址：http://usglobalsat.com/s-24-support-drivers.aspx

备用下载地址：http://usglobalsat.com/s-172-bu-353-s4-support.aspx

GPS模块的应用程序设计

实现读取并解析GPS信息的代码如下：

package model

import (
//"fmt"
//"infrastructure/log"
//"io"
"math"
"strconv"
"strings"
"time"

"infrastructure/github.com/serial"
)

type GpsInfo struct {
Longitude       string
Latitude        string
LonDirection    string
LatDirection    string
LongitudeRadian float64
LatitudeRadian  float64
IsGpsNormal     bool
}

type ComObject struct {
ComName  string
Baudrate int
//Com         io.ReadWriteCloser
Com         *serial.SerialPort
IsComNormal bool
CloseChan   chan bool
}

var (
ComName = "COM3"
ComObj  = &ComObject{ComName: ComName, Baudrate: 4800, IsComNormal: false, CloseChan: make(chan bool, 1)}

GpsObj               = &GpsInfo{IsGpsNormal: false}
BsGpsObj             = &GpsInfo{IsGpsNormal: true, LonDirection: "E", LongitudeRadian: 116.63, LatDirection: "N", LatitudeRadian: 40.32}
UeBsDistance float64 = 0

directiOnMap= map[string]string{
"N": "北纬",
"S": "南纬",
"E": "东经",
"W": "西经",
}
)

func StartGpsModule() {
ComObj.ComName = ComName
if true == ComObj.GetPortName() {
ComName = ComObj.ComName
}
for {
if true == ComObj.IsComNormal {
<-ComObj.CloseChan
ComObj.IsComNormal = false
GpsObj.IsGpsNormal = false
continue
}
time.Sleep(time.Second * 5)
if false == ComObj.GetPortName() {
continue
}
err := ComObj.OpenCom()
if nil != err {
GpsObj.IsGpsNormal = false
continue
} else {
ComObj.IsComNormal = true
}
go ComObj.ReceiveFromCom()
}
}

func (this *ComObject) GetPortName() bool {
ports, err := serial.GetPortsList()
if nil != err || 0 == len(ports) {
return false
}
this.ComName = ports[0]
return true
//for _, port := range ports {
//fmt.Printf("Found port: %v\n", port)
//}
}

func (this *ComObject) OpenCom() (err error) {
mode := &serial.Mode{
BaudRate: 4800,
DataBits: 8,
Parity:   serial.PARITY_NONE,
StopBits: serial.STOPBITS_ONE,
}
s, err := serial.OpenPort(this.ComName, mode)
if nil != err {
//log.Error("pkg: model, func: OpenCom, method: goserial.OpenPort, errInfo:", err)
return
}
this.Com = s
return nil
}

func (this *ComObject) Close() {
this.Com.Close()
this.CloseChan <- true
}

func (this *ComObject) ReceiveFromCom() {
defer this.Close()
buf := make([]byte, 512)
for {
time.Sleep(time.Second)
n, err := this.Com.Read(buf[0:])
if nil != err {
//log.Error("pkg: model, func: ReceiveFromCom, method: this.Com.Read, errInfo:", err)
return
}
parseGpsInfo(string(buf[:n]))
//fmt.Println("parseRst:", GpsObj)
}
}

func parseGpsInfo(gpsInfo string) {
var parseSuccessfulFlag bool = false
strLineSlice := strings.Split(gpsInfo, "\n")
if 0 == len(strLineSlice) {
GpsObj.IsGpsNormal = false
return
}
for _, oneLine := range strLineSlice {
if 0 == len(oneLine) {
continue
}
if '$' != oneLine[0] {
continue
}
if !strings.Contains(oneLine, "*") {
continue
}
if !strings.Contains(oneLine, "N") && !strings.Contains(oneLine, "S") {
continue
}
if !strings.Contains(oneLine, "E") && !strings.Contains(oneLine, "W") {
continue
}
if strings.Contains(oneLine, "GPGGA") {
if false == parseLongitudeAndLatitudeFromGpgga(oneLine) {
continue
}
parseSuccessfulFlag = true
break
}
if strings.Contains(oneLine, "GPRMC") {
if false == parseLongitudeAndLatitudeFromGprmc(oneLine) {
continue
}
parseSuccessfulFlag = true
break
}
}
if true == parseSuccessfulFlag {
GpsObj.IsGpsNormal = true
UeBsDistance = CalcDistByLongitudeLantitude(*GpsObj, *BsGpsObj)
} else {
GpsObj.IsGpsNormal = false
UeBsDistance = 0
}
}

func parseLongitudeAndLatitudeFromGpgga(gpggaInfo string) bool {
strSlice := strings.Split(gpggaInfo, ",")
if 3 > len(strSlice[2]) || 4 > len(strSlice[4]) {
return false
}
GpsObj.LatDirection = strSlice[3]
GpsObj.LOnDirection= strSlice[5]
GpsObj.Latitude = directionMap[strSlice[3]] + strSlice[2][:2] + "度" + strSlice[2][2:] + "分"
GpsObj.LOngitude= directionMap[strSlice[5]] + strSlice[4][:3] + "度" + strSlice[4][3:] + "分"

tmpIntPartLat, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[2][:2], 32)
tmpDecimalPartLat, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[2][2:], 32)
GpsObj.LatitudeRadian = tmpIntPartLat + tmpDecimalPartLat/60

tmpIntPartLon, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[4][:3], 32)
tmpDecimalPartLon, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[4][3:], 32)
GpsObj.LOngitudeRadian= tmpIntPartLon + tmpDecimalPartLon/60
return true
}

func parseLongitudeAndLatitudeFromGprmc(gprmcInfo string) bool {
strSlice := strings.Split(gprmcInfo, ",")
if 3 > len(strSlice[3]) || 4 > len(strSlice[5]) {
return false
}
GpsObj.LatDirection = strSlice[4]
GpsObj.LOnDirection= strSlice[6]
GpsObj.Latitude = directionMap[strSlice[4]] + strSlice[3][:2] + "度" + strSlice[3][2:] + "分"
GpsObj.LOngitude= directionMap[strSlice[6]] + strSlice[5][:3] + "度" + strSlice[5][3:] + "分"

tmpIntPartLat, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[3][:2], 32)
tmpDecimalPartLat, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[3][2:], 32)
GpsObj.LatitudeRadian = tmpIntPartLat + tmpDecimalPartLat/60

tmpIntPartLon, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[5][:3], 32)
tmpDecimalPartLon, _ := strconv.ParseFloat(strSlice[5][3:], 32)
GpsObj.LOngitudeRadian= tmpIntPartLon + tmpDecimalPartLon/60
return true
}

func CalcDistByLongitudeLantitude(gpsPointA, gpsPointB GpsInfo) (distance float64) {
if false == gpsPointA.IsGpsNormal || false == gpsPointB.IsGpsNormal {
return 0
}
lonA, latA := getFormatedLongitudeLantitude(gpsPointA)
lonB, latB := getFormatedLongitudeLantitude(gpsPointB)
c := math.Sin(latA*math.Pi/180)*math.Sin(latB*math.Pi/180)*math.Cos((lonA-lonB)*math.Pi/180) + math.Cos(latA*math.Pi/180)*math.Cos(latB*math.Pi/180)
distance = 6371004 * math.Acos(c)
return
}

func getFormatedLongitudeLantitude(gpsPoint GpsInfo) (lon, lat float64) {
if "E" == gpsPoint.LonDirection {
lon = gpsPoint.LongitudeRadian
} else {
lon = 0 - gpsPoint.LongitudeRadian
}
if "N" == gpsPoint.LatDirection {
lat = 90 - gpsPoint.LatitudeRadian
} else {
lat = 90 + gpsPoint.LatitudeRadian
}
return
}

可参考：http://studygolang.com/articles/302

golang实现对串口的操作的库：https://github.com/huin/goserial