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我有一个朋友正在完成他的航空航天工程硕士学位。对于他的最后一个项目，他在一个小团队中负责编写一个跟踪气象气球、火箭和卫星的程序。该程序接收来自 GPS 设备的输入，对数据进行计算，并使用这些计算的结果来控制一系列电机，这些电机旨在定位定向通信天线，因此气球、火箭或卫星始终保持焦点。

虽然我自己有点（永恒的）初学者，但我比我的朋友有更多的编程经验。因此，当他向我征求意见时，我说服他用我选择的语言 Python 编写程序。

在项目的这一点上，我们正在处理解析来自 GPS 设备的输入的代码。这是一些示例输入，我们需要提取的数据以粗体显示：

$GPRMC,092204.999, 4250.5589,S,14718.5084,E ,1,12,24.4, 89.6 ,M,,,0000*1F $GPRMC,093345.679, 4234.7899,N,11344.2567, W , 3,02,24.5,0.1 ,,,0000*1F $GPRMC,044584.936, 1276.5539,N,88734.1543,E ,2,04,33.5, 600.323 ,M,,,*00 $GPRMC,199304.973, 3248.7780,N,11355.7832,W ,1, 02.2, 25722.5 ,M,,,*00 $GPRMC,066487.954, 4572.0089,S,45572.3345,W ,3,09,15.0, 35000.00 ,M,,,*1F

以下是对数据的进一步解释：

“我看起来每行都需要五件东西。请记住，这些区域中的任何一个都可能是空的。这意味着彼此旁边只有两个逗号。例如',,'是两个随时可能满员的领域。他们中的一些人可能只有两个或三个选项，但我认为我不应该指望这一点。

两天前，我的朋友能够从用于跟踪最近气象气球发射的 GPS 接收器获取完整日志。数据很长，所以我把它都放在了这个 pastebin中。

我自己对正则表达式还是很陌生，所以我正在寻求一些帮助。

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8 回答 8

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拆分应该可以解决问题。这也是提取数据的好方法：

>>> line = "$GPRMC,199304.973,3248.7780,N,11355.7832,W,1,06,02.2,25722.5,M,,,*00"
>>> line = line.split(",")
>>> neededData = (float(line[2]), line[3], float(line[4]), line[5], float(line[9]))
>>> print neededData
(3248.7779999999998, 'N', 11355.7832, 'W', 25722.5)
于 2008-11-22T21:00:01.883 回答
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使用 split 比使用正则表达式更简单。

>>> line="$GPRMC,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,12,24.4,89.6,M,,,0000*1F "
>>> line.split(',')
['$GPRMC', '092204.999', '4250.5589', 'S', '14718.5084', 'E', '1', '12', '24.4', '89.6', 'M', '', '', '0000*1F ']
>>>
于 2008-11-22T20:54:18.277 回答
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您可以使用pynmea2之类的库来解析 NMEA 日志。

>>> import pynmea2
>>> msg = pynmea2.parse('$GPGGA,142927.829,2831.4705,N,08041.0067,W,1,07,1.0,7.9,M,-31.2,M,0.0,0000*4F')
>>> msg.timestamp, msg.latitude, msg.longitude, msg.altitude
(datetime.time(14, 29, 27), 28.524508333333333, -80.683445, 7.9)

免责声明：我是pynmea2的作者

于 2014-05-30T06:11:12.547 回答
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这些是逗号分隔值，因此使用 csv 库是最简单的解决方案。

我将您拥有的样本数据放入 /var/tmp/sampledata，然后我这样做了：

>>> import csv
>>> for line in csv.reader(open('/var/tmp/sampledata')):
...   print line
['$GPRMC', '092204.999', '**4250.5589', 'S', '14718.5084', 'E**', '1', '12', '24.4', '**89.6**', 'M', '', '', '0000\\*1F']
['$GPRMC', '093345.679', '**4234.7899', 'N', '11344.2567', 'W**', '3', '02', '24.5', '**1000.23**', 'M', '', '', '0000\\*1F']
['$GPRMC', '044584.936', '**1276.5539', 'N', '88734.1543', 'E**', '2', '04', '33.5', '**600.323**', 'M', '', '', '\\*00']
['$GPRMC', '199304.973', '**3248.7780', 'N', '11355.7832', 'W**', '1', '06', '02.2', '**25722.5**', 'M', '', '', '\\*00']
['$GPRMC', '066487.954', '**4572.0089', 'S', '45572.3345', 'W**', '3', '09', '15.0', '**35000.00**', 'M', '', '', '\\*1F']

然后，您可以随心所欲地处理数据。在某些值的开头和结尾处的 '**' 看起来有点奇怪，你可能想去掉这些东西，你可以这样做：

>> eastwest = 'E**'
>> eastwest = eastwest.strip('*')
>> print eastwest
E

您将不得不将一些值转换为浮点数。例如，样本数据第一行的第三个值是：

>> data = '**4250.5589'
>> print float(data.strip('*'))
4250.5589
于 2008-11-24T04:49:39.190 回答
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您还应该首先检查数据的校验和。它是通过对 $ 和 * 之间的字符（不包括它们）进行异或运算并将其与末尾的十六进制值进行比较来计算的。

您的 pastebin 看起来里面有一些损坏的行。这是一个简单的检查，它假设该行以 $ 开头并且末尾没有 CR/LF。要构建更健壮的解析器，您需要搜索“$”并遍历字符串，直到找到“*”。

def check_nmea0183(s):
    """
    Check a string to see if it is a valid NMEA 0183 sentence
    """
    if s[0] != '$':
        return False
    if s[-3] != '*':
        return False

    checksum = 0
    for c in s[1:-3]:
        checksum ^= ord(c)

    if int(s[-2:],16) != checksum:
        return False

    return True
于 2008-11-22T23:09:34.040 回答
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如果您需要对 GPS 数据流进行更广泛的分析，这里有一个 pyparsing 解决方案，可将您的数据分解为命名数据字段。我将您的 pastebin'ned 数据提取到文件 gpsstream.txt 中，并使用以下内容对其进行解析：

"""
 Parse NMEA 0183 codes for GPS data
 http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA_0183

 (data formats from http://www.gpsinformation.org/dale/nmea.htm)
"""
from pyparsing import *

lead = "$"
code = Word(alphas.upper(),exact=5)
end = "*"
COMMA = Suppress(',')
cksum = Word(hexnums,exact=2).setParseAction(lambda t:int(t[0],16))

# define basic data value forms, and attach conversion actions
word = Word(alphanums)
N,S,E,W = map(Keyword,"NSEW")
integer = Regex(r"-?\d+").setParseAction(lambda t:int(t[0]))
real = Regex(r"-?\d+\.\d*").setParseAction(lambda t:float(t[0]))
timestamp = Regex(r"\d{2}\d{2}\d{2}\.\d+")
timestamp.setParseAction(lambda t: t[0][:2]+':'+t[0][2:4]+':'+t[0][4:])
def lonlatConversion(t):
    t["deg"] = int(t.deg)
    t["min"] = float(t.min)
    t["value"] = ((t.deg + t.min/60.0) 
                    * {'N':1,'S':-1,'':1}[t.ns] 
                    * {'E':1,'W':-1,'':1}[t.ew])
lat = Regex(r"(?P<deg>\d{2})(?P<min>\d{2}\.\d+),(?P<ns>[NS])").setParseAction(lonlatConversion)
lon = Regex(r"(?P<deg>\d{3})(?P<min>\d{2}\.\d+),(?P<ew>[EW])").setParseAction(lonlatConversion)

# define expression for a complete data record
value = timestamp | Group(lon) | Group(lat) | real | integer | N | S | E | W | word
item = lead + code("code") + COMMA + delimitedList(Optional(value,None))("datafields") + end + cksum("cksum")


def parseGGA(tokens):
    keys = "time lat lon qual numsats horiz_dilut alt _ geoid_ht _ last_update_secs stnid".split()
    for k,v in zip(keys, tokens.datafields):
        if k != '_':
            tokens[k] = v
    #~ print tokens.dump()

def parseGSA(tokens):
    keys = "auto_manual _3dfix prn prn prn prn prn prn prn prn prn prn prn prn pdop hdop vdop".split()
    tokens["prn"] = []
    for k,v in zip(keys, tokens.datafields):
        if k != 'prn':
            tokens[k] = v
        else:
            if v is not None:
                tokens[k].append(v)
    #~ print tokens.dump()

def parseRMC(tokens):
    keys = "time active_void lat lon speed track_angle date mag_var _ signal_integrity".split()
    for k,v in zip(keys, tokens.datafields):
        if k != '_':
            if k == 'date' and v is not None:
                v = "%06d" % v
                tokens[k] = '20%s/%s/%s' % (v[4:],v[2:4],v[:2])
            else:
                tokens[k] = v
    #~ print tokens.dump()


# process sample data
data = open("gpsstream.txt").read().expandtabs()

count = 0
for i,s,e in item.scanString(data):
    # use checksum to validate input 
    linebody = data[s+1:e-3]
    checksum = reduce(lambda a,b:a^b, map(ord, linebody))
    if i.cksum != checksum:
        continue
    count += 1

    # parse out specific data fields, depending on code field
    fn = {'GPGGA' : parseGGA, 
          'GPGSA' : parseGSA,
          'GPRMC' : parseRMC,}[i.code]
    fn(i)

    # print out time/position/speed values
    if i.code == 'GPRMC':
        print "%s %8.3f %8.3f %4d" % (i.time, i.lat.value, i.lon.value, i.speed or 0) 


print count

您的 pastebin 中的 $GPRMC 记录似乎与您在帖子中包含的记录不太匹配，但您应该能够根据需要调整此示例。

于 2011-03-05T10:04:34.883 回答
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我建议在您的代码中进行一个小修复，因为如果用于解析上个世纪的数据，则日期看起来像是将来的某个时间（例如 2094 年而不是 1994 年）

我的修正并不完全准确，但我认为在 70 年代之前不存在 GPS 数据。

在 RMC 语句的 def 解析函数中，只需将格式行替换为：

p = int(v[4:])
print "p = ", p
if p > 70:
    tokens[k] = '19%s/%s/%s' % (v[4:],v[2:4],v[:2])
else:
    tokens[k] = '20%s/%s/%s' % (v[4:],v[2:4],v[:2])

这将查看年份的两位 yy 数字，并假设过去 70 年我们正在处理上个世纪的句子。通过与今天的日期进行比较并假设将来每次处理一些数据时，它们实际上是上个世纪的数据，可以做得更好

感谢您在上面提供的所有代码......我对此感到很开心。

于 2011-08-27T13:28:45.853 回答
0

这是一个GPRMC字符串。拆分字符串后，需要解析纬度和经度值。

line = "$GPRMC,199304.973,3248.7780,N,11355.7832,W,1,06,02.2,25722.5,M,,,*00"
line = line.split(",")

经纬度部分（[..., '3248.7780', 'N', '11355.7832, 'W', ...]）：

  • 第一个数字不是纯数字，它是一个像字符串一样连接的数字。我的意思是，3248.7780指32度数，48.7780分钟（纬度）
  • 第二个数字（11355.7832）指113度、55.7832分（经度）

它们不能按原样在公式中使用。它们必须转换为十进制度。

def toDD(s):
    d = float(s[:-7])
    m = float(s[-7:]) / 60
    return d + m

lat_lon = (toDD(line[2]), line[3], toDD(line[4]), line[5])
print(lat_lon)

# (32.81296666666667, 'N', 113.92972, 'W')
于 2022-02-20T20:56:12.167 回答