GARMIN GPS OEM产品说明书
北京合众思壮科技有限责任公司
技术部
目录
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产品概述...................................................................................................................................4 技术指标...................................................................................................................................5 2.1 物理指标...................................................................................................................5 2.2 电气指标...................................................................................................................5 2.3 GPS指标....................................................................................................................5 2.4 接口...........................................................................................................................6 2.5 环境特性...................................................................................................................7 2.6 产品配置...................................................................................................................7 使用说明...................................................................................................................................8 3.1 接口说明...................................................................................................................8
3.1.1 GPS15接口........................................................................................................8 3.1.2 GPS15L/H接口..................................................................................................8 3.1.3 GPS25LVS接口..................................................................................................8 3.2 接线图.......................................................................................................................9 接口说明.................................................................................................................................10 4.1 NMEA 0183输入语句..............................................................................................10
4.1.1 历书信息（GPALM）...........................................................................................10 4.1.2 接收机初始化信息（PGRMI）...........................................................................11 4.1.3 接收机配置信息（PGRMC）...............................................................................11 4.1.4 附加配置信息（PGRMC1）.................................................................................12 4.1.5 输出语句开关（PGRMO）...................................................................................12 4.1.6 调谐DGPS信标接收机（PSLIB）.....................................................................13 4.2 NMEA 0183输出语句..............................................................................................13
4.2.1 Global Positioning System Fix Data（GGA）GPS定位信息................13 4.2.2 GPS DOP and Active Satellites（GSA）当前卫星信息.........................14 4.2.3 GPS Satellites in View（GSV）可见卫星信息.......................................14 4.2.4 Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐定位信息 14
4.2.5 Track Made Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息...................15 4.2.6 Geographic Position（GLL）定位地理信息.............................................15 4.2.7 Estimated Error Information（PGRME）估计误差信息.........................15 4.2.8 GPS Fix Data Sentence（PGRMF）GPS定位信息......................................15 4.2.9 Map Datum（PGRMM）坐标系统信息.............................................................16 4.2.10 Sensor Status Information（PGRMT）工作状态信息.....................16 4.2.11 3D velocity Information（PGRMV）三维速度信息.........................17 4.2.12 DGPS Beacon Information（PGRMB）信标差分信息.........................17 4.3 波特率的更改.........................................................................................................17 4.4 秒脉冲PPS输出.....................................................................................................17 4.5 接收的RTCM数据...................................................................................................18 安装尺寸图.............................................................................................................................19 5.1 GPS15.......................................................................................................................19
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5.2 5.3 GPS15L/H.................................................................................................................19 GPS25LVS.................................................................................................................20
附录：.........................................................................................................................................21
附录A 附录B
常见问题解答.................................................................................................21 二进制相位数据格式.....................................................................................22
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产品概述
GARMIN的GPS OEM产品均为12通道的GPS接收机，也就是同时可以跟踪多达12颗GPS卫星，从而能够快速的定位。GARMIN的GPS接收机功耗非常小，数据更新率为每秒一次，其优良的性能既能够满足陆地导航的灵敏度需求，也能够满足飞行器的动态需求。
在设计上，这些GPS接收机使用了最新的科技和高水平的电路集成技术，在达到高性能的同时减小了体积和功耗。其中全部的重要元器件，包括RF/IF接收机硬件和数字基带部分，都是由GARMIN来设计和生产的，以保证其质量和性能。
GARMIN的GPS接收机OEM板从硬件和软件上都十分易于使用，非常适合做系统集成。最简单的系统，除GPS外还要包括外部电源和GPS天线。与GPS系统的通讯可以通过RS232或CMOS电平的串行口来实现。
GPS接收机OEM板中可以将卫星轨道参数、上次定位位置、时间和日期等数据保存在静态存储器，接收机内部有备用电池来为存储器供电。
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2 技术指标
2.1 物理指标
尺寸： GPS15： 23.88mm×42.93mm×7.84mm GPS15L/H： 35.56mm×45.85mm×8.31mm GPS25LVS： 46.48mm×69.85mm×11.43mm
重量：
GPS15： 10克 GPS15L： 14克 GPS15H： 15克 GPS25LVS： 38克
2.2 电气指标
输入电压（直流）： GPS15： 3.3V（±50mV波纹）
GPS15L： 3.3V~5.4V（±100mV波纹） GPS15H： 8V~40V
GPS25LVS： 3.6V~6V（±75mV波纹）
输入电流： GPS15： 峰值85mA，标称值80mA GPS15L： 峰值100mA，标称值85mA
GPS15H：
峰值60mA，标称值50mA（8V）峰值40mA，标称值33mA（12V）峰值15mA，标称值12mA（40V） GPS25LVS： 峰值140mA，标称值120mA
备用电池充电电压（直流）： GPS15/15L/15H： 2.8V~3.4V GPS25LVS： 4V~35V 接收机灵敏度： 最小可达-165dBW
2.3 GPS指标
接收机通道：
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GPS15： 12
GPS15L/H： 12（打开秒脉冲后为11），可接收WAAS信号 GPS25LVS： 12（打开秒脉冲后为11）
定位时间：
重新捕获： 小于2秒 热启动： 约15秒（所有数据已知） 冷启动： 约45秒（初始位置、时间和历书已知，星历未知）
自动定位： GPS15/15L/15H 5分钟 （历书已知，初始位置和时间未知）
GPS25LVS 1.5分钟
搜索天空： 5分钟（所有数据均未知）
更新率：
1秒（GPS15L/H的NMEA0183输出间隔从1秒到900秒可调）
精度：
定位精度： 小于15米（95%）
速度精度： GPS15/15L/15H 0.05米/秒RMS（稳定状态）
GPS25LVS 0.2米/秒RMS（稳定状态）
差分精度： 小于5米（95%）
PPS精度： ±1微秒（GPS15无秒脉冲输出）
动态性能：
速度上限： 1850公里/小时 加速度上限：6G
高度上限： 18000米
2.4 接口
接口特性： GPS15： CMOS电平。波特率固定为4800。
GPS15L/H： RS-232输出，输入可为RS-232或者具有RS-232极性的TTL电平。
可选波特率为300，600，1200，2400，4800，9600，19200，38400。
GPS25LVS： RS-232电平。可选波特率为300，600，1200，2400，4800，9600，
19200。 串口1接口协议： GPS15： 输出：NMEA0183版本3.00的ASCII码语句，包括GPGGA，GPGSA，
GPGSV，GPRMC（NMEA标准语句）；PGRME，PGRMM，PGRMT（GARMIN定义的语句）。
输入：初始位置、时间等设置信息。
GPS15L/H： 输出：NMEA0183版本2.00或3.00（可选）的ASCII码语句，包括
GPALM，GPGGA，GPGLL，GPGSA，GPGSV，GPRMC，GPVTG
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（NMEA标准语句）；PGRMB，PGRME，PGRMF，PGRMM，PGRMT，PGRMV（GARMIN定义的语句）。还可以将串口1设置为输出包括GPS载波相位数据的二进制数据。
输入：初始位置、时间、秒脉冲状态、差分模式、NMEA输出间隔
等设置信息。
GPS25LVS： 输出：NMEA0183版本2.00的ASCII码语句，包括GPALM，GPGGA，
GPGSA，GPGSV，GPRMC，GPVTG（NMEA标准语句）；PGRME，PGRMF，PGRMT，PGRMV（GARMIN定义的语句）；LCGLL，LCVTG。
输入：初始位置、时间、秒脉冲状态、差分模式、NMEA输出间隔
等设置信息。
串口2接口协议：
GPS15L/H： 输入：实时差分改正数据（RTCM SC-104信息类型1，2，3，7，9）。 GPS25LVS： 输出：包括GPS载波相位数据的二进制数据。
输入：实时差分改正数据（RTCM SC-104信息类型1，2，3，9）。 秒脉冲PPS特性：
1Hz，脉宽可调，精度±1微秒（GPS15无秒脉冲输出）。
2.5 环境特性
温度范围：
工作温度：-30℃ ~ +80℃ 储存温度：-40℃ ~ +90℃
2.6 产品配置
标准配置：
GPS OEM板 排线
GARMIN OEM设置软件 产品说明书
可选配置：
GPS天线：G505，BNC接口 转接线：30厘米，BNC转MCX
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3 使用说明 3.1 接口说明
3.1.1 GPS15接口 管脚 1 2 3 4 5 6
名称 备用电源 地 电源 数据出 数据入 射频偏压
描述
为内部的静态存储器和时钟供电。OEM板内的电池可以维持大约21天。输入电压必须为直流+2.8V ~ +3.4 V。 电源地和信号地。
电压3.3V；电流峰值85mA，标称值80mA。
异步串行数据输出。CMOS电平，提供NMEA 0183版本3.0的数据。异步串行数据输入。CMOS电平，最大输入电压范围为0 名称 备用电源 地 电源 描述 为内部的静态存储器和时钟供电。OEM板内的电池可以维持大约21天。输入电压必须为直流+2.8V ~ +3.4 V。 电源地和信号地。 GPS15L：电压3.3~5.4V；电流峰值100mA，标称值85mA。 GPS15H：电压8~40V；电流峰值40mA，标称值33mA（12V）。 4 异步串行数据输出。RS-232电平，提供NMEA 0183版本2.0或3.0 串口1（出）的数据。该口也可以设置为输出相位数据。波特率从300~38400可选， 默认值为4800。 异步串行数据输入。RS-232电平，最大输入电压范围为-25 辑电平连接，要求低电压小于0.6V，高电压大于2.4V。最小负载阻抗是500Ω。该口主要用于接收对OEM板的初始化信息和配置信息。射频偏压 为天线供电的外部电压输入。（目前没有开启） 上升沿与GPS秒同步，电压升降时间100ns，阻抗250Ω。开路输出电压为，低电压0V，高电压Vin。高电平持续时间从20ms~980ms可调。接50Ω负载后输出450mVp-p信号。对于在50%电压点测得的秒脉冲时间，接50Ω负载后将比空载提前15ns。 5 6 7 秒脉冲 8 串口2（入）接收RTCM SC-104版本2.2的GPS差分信息。 3.1.3 GPS25LVS接口 管脚 1 2 名称 串口2（出）相位数据输出。 描述 串口2（入）接收RTCM SC-104版本2.1的GPS差分信息。 8 3 秒脉冲 上升沿与GPS秒同步，电压升降时间300ns，阻抗250Ω。开路输出电压为，低电压0V，高电压Vin。高电平持续时间从20ms~980ms可调。接50Ω负载后输出700mVp-p信号。对于在50%电压点测得的秒脉冲时间，接50Ω负载后将比空载提前50ns。 异步串行数据输出。RS-232电平，提供NMEA 0183版本2.0的数据。波特率从300~19200可选，默认值为4800。 4 串口1（出） 5 异步串行数据输入。RS-232电平，最大输入电压范围为-25 串口1（入） 辑电平连接，要求低电压小于0.8V，高电压大于2.4V。最大负载阻抗是4.7KΩ。该口主要用于接收对OEM板的初始化信息和配置信息。外部关机 备用电源 地 电源 电源 保留 激活后将关闭内部整流器，并将供电电流降低到20毫安以下。高于2.7V激活，低于0.5V或者不接则不激活。 为内部电池充电。输入电压为直流+4V~+35V。 电源地和信号地。 与10脚相连接。 电压3.6~6V。内部有6.8V的稳压管和热敏电阻，但出现瞬变电流和过压的现象时，将关闭接收机直到供电恢复正常。 留待扩展。 6 7 8 9 10 11 12 NMEA 提供CMOS电平的NMEA 0183语句输出，输出与4脚相同。 3.2 接线图 下图是GPS15与计算机串口连接的示意图，GPS15L/H和GPS25LVS与其连接方法类似。 9 4 接口说明 GARMIN的GPS OEM板所输出的数据是以美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association）的NMEA 0183 ASCII码接口协议为基础的。该标准的全部定义都在《NMEA 0183, Version 3.0》中有说明，请参见www.nmea.org。对于GPS15L/H和GPS25LVS，串口2还可以接收GPS的差分改正信息，该信息在《RTCM Recommended Standards For Differential Navstar GPS Service, Version 2.2, RTCM Special Committee No. 104》中有完整的定义，请参见www.rtcm.org。 此外，OEM板的输出还包括GARMIN定义的某些附加语句。在下面的内容中，我们将详细描述GPS OEM板每一条输入输出语句。 4.1 NMEA 0183输入语句 本节所介绍的语句是GPS接收机可以由串口1接收的语句。如果在某一配置语句中有空的区域，就表示对相应的配置参数不做更改。所有的语句必须以 4.1.1 历书信息（GPALM） GPALM语句可以为GPS接收机初始化历书信息。在历书信息丢失或者有超过半年没有接收过GPS卫星信号时，也可以通过本语句为GPS接收机输入历书信息。 $GPALM,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>*hh 从GPS接收机中下载历书时ALM语句的总句数。当向GPS接收机发送历书时，本字段可以为空。 本句ALM的编号。当向GPS接收机发送历书时，本字段可以为空。 <3> PRN码（伪随机噪声码）（01~32） <4> GPS周数 <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> 卫星健康状况，每个历书页面的17~24位。 离心率 历书参考时间 倾角 赤经率 半长轴的根 近地点角距 上升点的经度 平均近点角 时钟参数af0 10 <15> 时钟参数af1 4.1.2 接收机初始化信息（PGRMI） PGRMI语句可以为GPS接收机提供初始化位置和时间的信息，从而帮助捕获GPS卫星。接收机收到这条语句后将重新开始搜索卫星。如果该语句中没有错误，接收机将会有一个自动回复。如果接收机检测到该语句中有错误，回复的PGRMI语句将为当前值。向GPS接收机发送PGRMIE命令也可以获得当前的PGRMI值。 $PGRMI,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*hh 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 纬度半球N（北半球）或S（南半球） 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 经度半球E（东经）或W（西经） <5> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式 <6> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 <7> 4.1.3 接收机配置信息（PGRMC） PGRMC语句可以配置GPS接收机的工作状态。配置参数将被保存在永久性存储器中，下次加电时将会自动生效。如果该语句中没有错误，接收机将会有一个自动回复。如果接收机检测到该语句中有错误，回复的PGRMC语句将为当前值。向GPS接收机发送PGRMCE命令也可以获得当前的PGRMC值。 $PGRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>*hh 接收机命令，A=自动定位，R=机器重新启动 定位模式，A=自动，2=仅为2D定位（必须提供高度数值），3=仅为3D定位 相对于平均海平面的海拔高度（-1500.0~18000.0米） 坐标系统索引。如果使用自定义坐标系统，下面从<4>到<8>的字段就必须包含有效的数值。自定义坐标系，半长轴，6360000.000~6380000.000米（分辨率0.001米） 自定义坐标系，扁率倒数，285.0~310.0（分辨率10-9） 自定义坐标系，DX，-5000.0~5000.0米（分辨率1米） 自定义坐标系，DY，-5000.0~5000.0米（分辨率1米） 自定义坐标系，DZ，-5000.0~5000.0米（分辨率1米） 差分模式，A=自动，D=仅为差分（对于GPS15，此区域没有使用） NMEA 0183的波特率，1=1200，2=2400，3=4800，4=9600，5=19200，6=300，7=600，8=38400（对于GPS15，此区域没有使用） 速度滤波器，0=不滤波，1=自动，2~255=滤波时间常数（单位为秒） 秒脉冲PPS模式，1=无秒脉冲输出，2=1Hz（对于GPS15，此区域没有使用） 秒脉冲长度，0~48=（n+1）×20ms（对于GPS15，此区域没有使用） 递推时间，1~30秒 11 对于GPS15L/H而言，波特率和PPS秒脉冲的修改，需要在下一次加电时生效。 4.1.4 附加配置信息（PGRMC1） PGRMC1语句提供了配置GPS接收机的附加信息。配置参数将被保存在永久性存储器中，下次加电时将会自动生效。如果该语句中没有错误，接收机将会有一个自动回复。如果接收机检测到该语句中有错误，回复的PGRMC1语句将为当前值。向GPS接收机发送PGRMC1E命令也可以获得当前的PGRMC1值。 本语句不适用于GPS15。对于GPS25LVS，第<8>和<9>项不适用。 $PGRMC1,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>*hh NMEA0183输出的时间间隔，1~900秒 二进制相位数据输出，1=关闭，2=打开 位置保持，1=关闭，2=打开 <4> DGPS信标频率，0.0和283.5~325.0kHz，0.5kHz间隔 <5> DGPS信标比特率，0，25，50，100，200bps <6> DGPS信标扫描，1=关闭，2=打开 <7> NMEA0183版本3.00模式，1=关闭，2=打开（对于GPS25LVS，NMEA0183版本2.30） <8> DGPS差分模式，A=自动，W=仅为WAAS，R=仅为RTCM，N=无 <9> 省电模式，P=省电模式，N=正常模式 在加电和复位时，将以默认的信标频率来调谐信标接收机，而不是从0.0的频率开始。对于GPS25LVS来说，各项配置将在下次加电后或者复位后生效。对于GPS15L/H来说，除二进制数据输出之外，其他的设置将立即生效。如果GPS15L/H正处于二进制数据的工作模式，需要将下面8个字节的数据流发到串口1的输入口，临时将数据格式改为NMEA0183，然后再发送PGRMC1语句将二进制相位数据输出关闭。该数据流为10 0A 02 26 00 CE 10 03（十六进制数）。 4.1.5 输出语句开关（PGRMO） PGRMO语句可以打开或者关闭某个指定的输出语句。 $PGRMO,<1>,<2>*hh 语句名称。 语句模式： 0=关闭<1>中指定的语句， 1=打开<1>中指定的语句， 2=关闭所有输出的语句（对于GPS15L/H，PSLIB将不被关闭）， 3=打开所有的输出语句（GPALM除外）， 4=恢复出厂时的语句设置（仅对于GPS15L/H）。 <2> 关于PGRMO的使用说明： 1、 如果语句模式是2，3或者4，语句名称的区域将不会检查其有效性，该区域可以为空。 12 2、 如果语句模式是0或者1，语句名称的区域必须是当前GPS接收机能够输出的语句。 3、 如果语句模式或者语句名称中有一个是无效的，PGRMO将不会生效。 4、 $PGRMO,GPALM,1命令将会使GPS接收机输出全部的历书信息，其他NMEA0183语 句的传输将被临时挂起。 5、 对于GPS15L/H，$PGRMO,,G命令将会使串口1在下次加电后改变为GARMIN数据传 输格式，该格式用于GPS15L/H内部软件的更新。 对于GPS15，PGRMO语句的作用如下： $PGRMO,<1>,<2>*hh 该区域没有使用。 命令： B=切换到省电模式， G=将接口设置为GARMIN数据格式， N=切换到正常模式（与省电模式相对应）。 <2> 4.1.6 调谐DGPS信标接收机（PSLIB） PSLIB语句用来调谐与GPS接收机连接的信标接收机，GPS15不接受该语句。 $PSLIB,<1>,<2>*hh 信标频率，0.0和283.5~325.0kHz，0.5kHz间隔 信标比特率，0，25，50，100，200bps 如果接收到有效的数据，GPS接收机将会把它们存储在EEPROM中，并对信标接收机 发出PSLIB的回复命令。在下次加电或复位后，所设置的信标频率将生效。 4.2 NMEA 0183输出语句 4.2.1 Global Positioning System Fix Data（GGA）GPS定位信息 $GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 纬度半球N（北半球）或S（南半球） 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 经度半球E（东经）或W（西经） 正在使用解算位置的卫星数量（00~12）（前面的0也将被传输） 海拔高度（-9999.9~99999.9） 地球椭球面相对大地水准面的高度 13 <6> GPS状态：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算 <8> HDOP水平精度因子（0.5~99.9） <11> <12> 差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空） 差分站ID号0000~1023（前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空） 4.2.2 GPS DOP and Active Satellites（GSA）当前卫星信息 $GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>*hh 模式，M=手动，A=自动 定位类型，1=没有定位，2=2D定位，3=3D定位 <3> PRN码（伪随机噪声码），正在用于解算位置的卫星号（01~32，前面的0也将被传输）。 <4> PDOP位置精度因子（0.5~99.9） <5> HDOP水平精度因子（0.5~99.9） <6> VDOP垂直精度因子（0.5~99.9） 4.2.3 GPS Satellites in View（GSV）可见卫星信息 $GPGSV,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,…<4>,<5>,<6>,<7>*hh GSV语句的总数 本句GSV的编号 可见卫星的总数（00~12，前面的0也将被传输） 卫星仰角（00~90度，前面的0也将被传输） 卫星方位角（000~359度，前面的0也将被传输） 信噪比（00~99dB，没有跟踪到卫星时为空，前面的0也将被传输） <4> PRN码（伪随机噪声码）（01~32，前面的0也将被传输） 注：<4>,<5>,<6>,<7>信息将按照每颗卫星进行循环显示，每条GSV语句最多可以显示4颗卫星的信息。其他卫星信息将在下一序列的NMEA0183语句中输出。 4.2.4 Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐定位信息 $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 定位状态，A=有效定位，V=无效定位 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 纬度半球N（北半球）或S（南半球） 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 经度半球E（东经）或W（西经） 地面速率（000.0~999.9节，前面的0也将被传输） 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） 14 <9> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式 <10> <11> <12> 4.2.5 Track Made Good and Ground Speed（VTG）地面速度信息 $GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5>*hh 4.2.6 Geographic Position（GLL）定位地理信息 $GPGLL,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>*hh 4.2.7 Estimated Error Information（PGRME）估计误差信息 $PGRME,<1>,M,<2>,M,<3>,M*hh HPE（水平估计误差），0.0~999.9米 <2> VPE（垂直估计误差），0.0~999.9米 <3> EPE（位置估计误差），0.0~999.9米 4.2.8 GPS Fix Data Sentence（PGRMF）GPS定位信息 $PGRMF,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>,<15>*hh 15 磁偏角（000.0~180.0度，前面的0也将被传输） 磁偏角方向，E（东）或W（西） 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） 以真北为参考基准的地面航向（000~359度，前面的0也将被传输） 以磁北为参考基准的地面航向（000~359度，前面的0也将被传输） 地面速率（000.0~999.9节，前面的0也将被传输） 地面速率（0000.0~1851.8公里/小时，前面的0也将被传输） 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） 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 纬度半球N（北半球）或S（南半球） 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 经度半球E（东经）或W（西经） 定位状态，A=有效定位，V=无效定位 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） <5> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 <2> GPS秒数（0~604799） <3> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式 <4> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式 <5> GPS跳秒数 <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 纬度半球N（北半球）或S（南半球） 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输） 经度半球E（东经）或W（西经） 模式，M=手动，A=自动 定位类型，0=没有定位，1=2D定位，2=3D定位 地面速率（0~1851公里/小时） 地面航向（000~359度，以真北为参考基准） <14> PDOP位置精度因子（0~9，四舍五入取整） <15> TDOP时间精度因子（0~9，四舍五入取整） 4.2.9 Map Datum（PGRMM）坐标系统信息 $PGRMM,<1>*hh 当前使用的坐标系名称（数据长度可变，如“WGS 84”） 注：该信息在与MapSource进行实时连接的时候使用。 4.2.10 Sensor Status Information（PGRMT）工作状态信息 $PGRMT,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>*hh 产品型号和软件版本（数据长度可变，如“GPS 15L/15H VER 2.05”） 接收机不连续故障，P=通过，F=失败 存储的数据，R=保持，L=丢失 时钟的信息，R=保持，L=丢失 振荡器不连续漂移，P=通过，F=检测到过度漂移 数据不连续采集，C=正在采集，如果没有采集则为空 <2> ROM校验测试，P=通过，F=失败 <8> GPS接收机温度，单位为摄氏度 <9> GPS接收机配置数据，R=保持，L=丢失 注：本语句每分钟发送一次，与所选择的波特率无关。 16 4.2.11 3D velocity Information（PGRMV）三维速度信息 $PGRMV,<1>,<2>,<3>*hh 4.2.12 DGPS Beacon Information（PGRMB）信标差分信息 $PGRMB,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,K,<6>,<7>,<8>*hh 波特率的更改 信标站频率（0.0，283.5~325.0kHz，间隔为0.5kHz） 信标比特率（0，25，50，100或200bps） 信标数据质量（0~100） 与信标站的距离，单位为公里 信标接收机的通讯状态，0=检查接线，1=无信号，2=正在调谐，3=正在接收，4=正在扫描差分源，R=RTCM，W=WAAS，N=非差分定位 差分状态，A=自动，W=仅为WAAS，R=仅为RTCM，N=不接收差分信号 东向速度，514.4~514.4米/秒 北向速度，514.4~514.4米/秒 上向速度，999.9~9999.9米/秒 <3> SNR信标信号信噪比（0~31） 在PGRMC语句中设置好波特率的数值，并向GPS接收机发送该命令（请参见4.1.3接收机配置信息PGRMC）。 GPS15的波特率固定为4800bps，无法通过PGRMC来修改。 4.4 秒脉冲PPS输出 秒脉冲PPS的输出可以应用于高精度的时间测量。在GPS接收机定位后，在相应的管脚上就会产生秒脉冲PPS信号。该信号将连续输出，直到接收机关闭电源。 无论当前的波特率是多少，GPS接收机所传输的信息将立刻以秒脉冲作为时间参考基准，同时输出NMEA0183的RMC语句。 只有当GPS接收机处于定位状态时，秒脉冲的精度才能够得到保障。通过对电缆延迟、接收机内部延迟和当地时间偏移的补偿和校准，可以获得更高精度的秒脉冲信号。 秒脉冲的默认宽度是100ms，也可以通过PGRMC命令将其设置为从20ms到980ms的其他长度，间隔为20ms（请参见4.1.3接收机配置信息PGRMC）。 GPS15无秒脉冲信号输出。 17 4.5 接收的RTCM数据 通过串口2接收RTCM SC-104中的实时伪距改正信息，GPS接收机可以获得小于5米的定位精度。 对于GPS15L/H，RTCM数据的信息类型可以是1，2，3，7和9，RTCM接收的速率必须和串口1的波特率是一致的。 对于GPS25LVS，RTCM数据的信息类型可以是1，2，3和9，RTCM接收的速率可以是300，600，1200，2400，4800和9600。GPS25LVS会自动检测到数据的输入速率。要了解RTCM SC-104的更多内容，请参见海事无线电委员会（Radio Technical Commission for Maritime Services）的文件。 18 5 安装尺寸图 5.1 GPS15 5.2 GPS15L/H 19 5.3 GPS25LVS 说明： 1、 对于GPS15和GPS15L/H，所标数字的单位是毫米；对于GPS25LVS，所标数字的单位是英寸； 2、 对于GPS15和GPS15L/H的机械图，尺寸的容差为±0.25mm。 3、 对于GPS15和GPS15L/H，使用M2的安装螺钉；对于GPS25LVS，使用M3的安 装螺钉。 20 附录： 附录A 常见问题解答 1、 使用GARMIN的GPS接收机OEM板是否必须进行初始化位置的操作？ 答：不需要。但进行初始化位置后，可以加快GPS接收机的定位速度。 2、 GPS接收机长时间不定位会有哪些原因造成？如何解决？ 答：1）GPS接收机的天线放置在户内或者可视天空范围不开阔的地方。解决方法：将 GPS接收机放至户外可见开阔天空的地方定位。2）GPS接收机的天线受到遮挡。解决方法：将遮挡GPS天线的物体移开。3）GPS接收机在关机状态下移动了几百公里后 首次开机。解决方法：进行初始化位置的操作，加快定位速度。4）GPS接收机长时间没有使用。解决方法：进行初始化位置的操作，加快定位速度。 3、 GPS接收机输出的NMEA0183信息为什么2秒钟才更新一次？ 答：对于GPS15L/H或者GPS25LVS，如果您设置了较多的输出语句，而又选择了较低 的传输波特率，输出信息可能无法在1秒内全部显示。您可以关掉不需要的语句，或者提高波特率来保证信息每秒更新一次。 4、 为什么开机后一段时间内没有秒脉冲输出？ 答：GPS接收机只有在定位后才能输出秒脉冲信号。 5、 为什么更改的波特率和秒脉冲设置没有生效？ 答：波特率和秒脉冲的设置需要重新加电或者复位后才会生效。 6、 GPS15、GPS15L/H和GPS25LVS输出的NMEA0183语句的完全相同的吗？ 答：由于NMEA0183不同版本之间的定义略有不同，所以各板子输出信息中的某几句 中的某几个字段可能稍有不同。 7、 为什么GPS15L/H在长时间定位后，误差却有所增加？ 答：如果不使用差分功能的话，建议您将GPS15L/H的差分模式设置为关闭，以免被其 他信号所干扰。 21 附录B 二进制相位数据格式 Two records are transmitted once per second by the GPS 25LP. One record contains primarily post-process information such as position and velocity information. The second record contains receiver measurement information. The records are sent at a default baud rate of 9600 baud, 8 bits, no parity. Records begin with a delimiter byte (10 hex). The second byte identifies the record type (28 hex for a position record, 29 hex for a position record). The third byte indicates the size of the data. The fourth byte is the first byte of data. The data is then followed by a checksum byte, a delimiter byte (10 hex), and an end-of-transmission character (03 hex). Note - If RTCM-104 differential data is sent to the GPS 25LP the board will reset the Phase Output Data baud rate to the same baud rate used for RTCM-104 data. If the differential inputs are used on the GPS 25LP then the RTCM-104 data must be sent to the GPS 25LP at 9600 baud (preferred) or 4800 baud. RTCM-104, baud rates less than 4800 baud are not supported by the GPS 25LP since it would limit bus bandwidth past the point where a once per second phase output data rate could be maintained. Position Record - 0x10 (dle is first byte) - 0x28 (position record identifier) - 0x36 (size of data) - cpo_pvt_type (see description below) - one byte chksum (the addition of bytes between the delimiters should equal 0) - 0x10 (dle) - 0x03 (etx is last byte) typedef struct { float alt; float epe; float eph; float epv; int fix; double gps_tow; double lat; double lon; float lon_vel; float lat_vel; float alt_vel; } cpo_pvt_type; alt ellipsoid altitude (mt) 22 epe eph epv fix est pos error (mt) pos err, horizontal (mt) pos err, vertical (mt) 0 = no fix; 1 = no fix; 2 = 2D; 3 = 3D; 4 = 2D differential; 5 = 3D differential; 6 and greater - not defined gps_tow gps time of week (sec) lat Latitude (rad) lon Longitude (rad) lon_vel Longitude velocity (mt/sec) lat_vel Latitude velocity (mt/sec) alt_vel Altitude velocity (mt/sec) Receiver Measurement Record - 0x10 (dle is first byte) - 0x29 (receiver record identifier) - 0xE2 (size of data) - cpo_rcv_type (see below) - one byte chksum (the addition of bytes between the delimiters should equal 0) - 0x10 (dle) - 0x03 (etx) typedef struct { unsigned long cycles; double pr; unsigned int phase; char slp_dtct; unsigned char snr_dbhz; char svid; char valid; } cpo_rcv_sv_type; typedef struct { double rcvr_tow; int rcvr_wn; cpo_rcv_sv_type sv[12]; } cpo_rcv_type; rcvr_tow Receiver time of week (sec) rcvr_wn Receiver week number cycles Number of accumulated cycles pr pseudo range (mt) phase to convert to (0 -359.999) multiply by 360.0 and divide by 2048.0 23 slp_dtct 0 = no cycle slip detected; non 0 = cycle slip detected snr_dbhz Signal strength svid Satellite number (0 - 31) Note - add 1 to offset to current svid numbers vali 0 = information not valid; non 0 = information valid dle and etx bytes: Software written to receive the two records should filter dle and etx bytes as described below: typedef enum { dat, dle, etx } rx_state_type; char in_que[256]; int in_que_ptr = 0; rx_state_type rx_state = dat; void add_to_que( char data ) { #define dle_byte 0x10 #define etx_byte 0x03 if (rx_state == dat) { if (data == dle_byte) { rx_state = dle; } else { in_que[ in_que_ptr++ ] = data; } } else if (rx_state == dle) { if (data == etx_byte) { rx_state = etx; } else { rx_state = dat; in_que[ in_que_ptr++ ] = data; 24 } } else if (rx_state == etx) { if (data == dle_byte) { rx_state = dle; } } if (in_que_ptr > 255) { in_que_ptr = 0; } } 25 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容