GPGSV詳解

一、GPGSV簡介

GPGSV是GPS接收器預期接收到的衛星信號的信息，是GPS衛星定位中的重要組成部分。GPGSV指令為可選指令，其作用為返回所有可用衛星的信息，包括可見衛星數量、衛星的PRN號、仰角、方位角和信噪比等信息。

二、GPGSV指令格式

如下所示：

$GPGSV,3,1,09,02,31,193,46,04,69,240,32,05,46,046,37,08,17,21,23*70
$GPGSV,3,2,09,10,14,335,,13,05,143,,16,24,301,27,23,03,261,*73
$GPGSV,3,3,09,27,09,210,*4F

以上指令分為3行，每行最多能夠包含4個衛星的信息。其中：

• GPGSV：指令頭，表示GPS衛星可見性數據；
• 3：當前數據包的總頁數；
• 1：本數據包在總頁數中的頁數；
• 09：搜鎖星的衛星總數；
• 02：第1個衛星的PRN號（偽隨機雜訊序列的標識符）；
• 31：當前衛星距離候選接收器的高度角（俯仰角）；
• 193：當前衛星距離候選接收器的方位角；
• 46：當前衛星的信號強度（dBHz）。

三、GPGSV欄位詳解

1. GPGSV指令頭

每一個GPGSV指令的第一個辭彙都是指令頭，它告訴的是這個語句傳送的是衛星信息。

$GPGSV

如果是GLONASS衛星將會是$GLGSV。

2. 目前已搜到衛星數量和頁碼

在$GPGSV語句中，第二個和第三個欄位告訴你這是多少衛星的數據和當前在哪頁。

3,1

目前已搜到衛星數量為3，這是一個多頁數據，當前頁是第一頁。

3. 可視衛星數量

第四個欄位是可視衛星的數量。下面是一個例子：

3,1,09

這句話告訴你，當前衛星的總數是9。

4. 衛星詳細信息

後面的每四個欄位是衛星詳細信息，依次為PRN號、俯仰角、方位角和信噪比。

02,31,193,46
04,69,240,32
05,46,046,37
08,17,21,23

這四個欄位的信息說明了接收機所接收到的衛星信息，其中PRN號是偽隨機雜訊序列的唯一標識符，它唯一地標識了一個衛星。PRN號是從1到32的值，表示GPS衛星的數量。GPS接收器收到越多的衛星，定位精度就越高。

四、GPGSV使用示例

我們可以通過以下代碼示例來使用GPGSV指令來獲取可見衛星的PRN號、仰角、方位角和信噪比等信息：

import serial

# 列印GPGSV信息
def print_gpgsv(data):
    if data[0] == '$' and data[7:10] == "GSV":
        gpgsv = data.strip().split(",")
        num_msg = int(gpgsv[1])
        num_sat = int(gpgsv[2])
        t_msg = (num_msg-1)*4 + num_sat + 3
        if num_msg == 1:
            print("總共有{0}顆衛星：".format(num_sat))
        
        index = 4
        for i in range(num_sat):
            prn = "PRN: " + gpgsv[index]
            el = " 仰角: " + gpgsv[index+1]
            az = " 方位角: " + gpgsv[index+2]
            sn = " 信噪比: " + gpgsv[index+3]
            print(prn + el + az + sn)
            index += 4
        return True
    else:
        return False

if __name__ == '__main__':
    # 連接串口設備
    ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=0.5)

    while True:
        data = ser.readline().decode()
        if print_gpgsv(data):
            break

    ser.close()

五、總結

GPGSV是GPS接收器預期接收到的衛星信號的信息，在GPS衛星定位中具有非常重要的作用。從GPGSV指令格式和欄位詳解，我們可以了解到衛星數量、當前頁碼、可視衛星數量以及各個衛星的基本信息，包括PRN號、仰角、方位角和信噪比。在實際應用中，我們可以通過GPGSV指令獲取這些信息，並進行後續的處理和分析，以獲得更精準和穩定的定位結果。