python如何获取gpgga中的经纬度

通过Python获取GPGGA中的经纬度的步骤如下：解析NMEA 0183数据、提取经纬度信息、转换格式、处理数据。以下是详细的步骤。

GPGGA是一种NMEA 0183协议中的一种报文格式，广泛应用于GPS定位设备。要从GPGGA报文中提取经纬度信息，可以使用Python语言进行解析和处理。

一、解析NMEA 0183数据

NMEA 0183是一种用于GPS和其他导航设备之间通信的协议，GPGGA是其中的一种报文类型。首先，我们需要了解GPGGA报文的结构。一个典型的GPGGA报文如下所示：

$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47

每个字段分别表示不同的信息，例如时间、经纬度、质量指示器、卫星数等。

二、提取经纬度信息

从GPGGA报文中，我们需要提取经纬度信息。上述报文中的经纬度字段分别为：

纬度：4807.038, N
经度：01131.000, E

三、转换格式

NMEA格式中的经纬度需要转换成十进制格式，以便更容易使用。具体的转换方法如下：

纬度：度和分的格式为DDMM.MMM，需要转换成十进制度数。
经度：度和分的格式为DDDMM.MMM，也需要转换成十进制度数。

四、处理数据

下面是一个完整的Python代码示例，用于从GPGGA报文中提取并转换经纬度信息：

def parse_gpgga(gpgga_string):
    # 分割GPGGA报文
    gpgga_parts = gpgga_string.split(',')
    # 提取纬度和经度
    raw_latitude = gpgga_parts[2]
    lat_direction = gpgga_parts[3]
    raw_longitude = gpgga_parts[4]
    lon_direction = gpgga_parts[5]
    # 解析纬度
    latitude_dd = int(raw_latitude[:2])
    latitude_mm = float(raw_latitude[2:])
    latitude = latitude_dd + (latitude_mm / 60)
    if lat_direction == 'S':
        latitude = -latitude
    # 解析经度
    longitude_ddd = int(raw_longitude[:3])
    longitude_mm = float(raw_longitude[3:])
    longitude = longitude_ddd + (longitude_mm / 60)
    if lon_direction == 'W':
        longitude = -longitude
    return latitude, longitude
示例GPGGA报文
gpgga_string = "$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47"
解析GPGGA报文
latitude, longitude = parse_gpgga(gpgga_string)
print("纬度:", latitude)
print("经度:", longitude)

五、深入理解和应用

1、NMEA 0183协议的基础

NMEA 0183协议定义了一组标准的报文格式，用于导航和定位设备之间的数据传输。每个报文以'$'开头，并以CRLF（回车换行）结尾，各字段之间用逗号分隔。GPGGA报文是其中的一种，专门用于提供GPS定位信息。

2、解析报文的细节

解析报文时，需要注意每个字段的含义和格式。例如，经纬度字段中的度和分需要分别解析，并进行适当的数学运算，将其转换为十进制格式。还需要根据方向字段（N、S、E、W）确定经纬度的正负号。

3、数据转换的数学原理

将度分格式转换为十进制格式的数学原理如下：

纬度：DDMM.MMM表示DD度和MMM分，转换为十进制格式为DD + (MMM / 60)。
经度：DDDMM.MMM表示DDD度和MMM分，转换为十进制格式为DDD + (MMM / 60)。

4、实际应用中的考虑

在实际应用中，可能需要处理大量的GPGGA报文，并将经纬度信息存储到数据库或用于实时显示。例如，在车辆导航系统中，需要不断解析GPS数据，并更新车辆的当前位置。

六、Python中的高级应用

1、使用正则表达式解析报文

可以使用Python的正则表达式模块re来解析GPGGA报文，从而提高代码的灵活性和可读性。例如：

import re
def parse_gpgga_with_regex(gpgga_string):
    pattern = r"$GPGGA,d+,d{2}(d{2}.d+),([NS]),d{3}(d{2}.d+),([EW])"
    match = re.search(pattern, gpgga_string)
    if not match:
        return None, None
    lat_mm, lat_direction, lon_mm, lon_direction = match.groups()
    latitude = float(lat_mm) / 60
    if lat_direction == 'S':
        latitude = -latitude
    longitude = float(lon_mm) / 60
    if lon_direction == 'W':
        longitude = -longitude
    return latitude, longitude
示例GPGGA报文
gpgga_string = "$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47"
使用正则表达式解析GPGGA报文
latitude, longitude = parse_gpgga_with_regex(gpgga_string)
print("纬度:", latitude)
print("经度:", longitude)

2、处理实时数据流

在实际应用中，可能需要处理实时的数据流。例如，从串口读取GPS设备发送的GPGGA报文，并实时解析和显示经纬度信息。可以使用Python的pyserial模块来实现：

import serial
def read_gps_data():
    ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)
    while True:
        line = ser.readline().decode('ascii', errors='replace')
        if line.startswith('$GPGGA'):
            latitude, longitude = parse_gpgga(line)
            print("纬度:", latitude, "经度:", longitude)
读取并解析GPS数据
read_gps_data()

七、总结

通过Python解析GPGGA报文并提取经纬度信息是一个常见且实用的任务，广泛应用于导航和定位系统中。本文详细介绍了从解析NMEA 0183协议报文、提取和转换经纬度信息到实际应用中的各种考虑和高级应用技巧。希望这些内容能帮助你在处理GPS数据时更加得心应手。

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