Sirf 칩이든, MTK칩이든 안테나신호를 수신칩이 해석(연산)하여 출력하는 신호체계는 아래와 같읍니다.
NMEA CODE는 8개인지 9개인지는 기억이 나지 않읍니다만 아래에서는 4가지신호만 설명되어 있읍니다.
일반적인 궤적추적 소프트웨어를 이용해서 좌표를 기록하려면 GPGGA나 GPRMC만 이용해도 됩니다.
아래에 설명이 되어있읍니다만 GPGGA는 시간, 위도, 경도, 고도를 표시하며 GPRMC는 시간, 위도, 경도, 속도만 표시합니다. 보통의 경우는 GPGGA만 이용해도 문제가 없읍니다.
아래의글은 이글루스닷컴의 자료입니다.
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GPS NMEA. (GPRMC, GPGSV, GPGGA)
$ELEXTECH, Inc G1800s
$HW Version 1.6
$SW Version 231.000.100
$Startup 4
$TOW: 0
$WK: 1192
$POS: 6378137 0 0
$Baud rate: 9600 System clock: 24.553MHz
$GPGGA,215235.670,3735.0064,N,12701.6746,E,1,03,50.0,0.0,M,19.6,M,0.0,0000*4F
$GPGSA,A,2,10,08,02,,,,,,,,,,50.0,50.0,20.0*0A
$GPGSV,3,1,10,26,78,314,00,29,71,017,00,24,48,156,00,10,44,079,46*79
$GPGSV,3,2,10,21,39,309,32,08,21,046,36,09,16,187,00,02,14,151,35*73
$GPGSV,3,3,10,06,14,296,00,15,06,319,00*7F
$GPRMC,215235.670,A,3735.0064,N,12701.6746,E,0.000000,,060905,,*12
$GPGGA,215236.670,3735.0066,N,12701.6748,E,1,03,50.0,0.0,M,19.6,M,0.0,0000*40
$GPGSA,A,2,10,08,02,,,,,,,,,,50.0,50.0,20.0*0A
..
..
..
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
$GPGSA,A,2,19,25,15,,,,,,,,,,21.5,7.9,20.0*32
$GPGSV,3,1,10,03,86,244,00,19,51,218,38,16,51,057,00,07,40,048,00*77
$GPGSV,3,2,10,13,34,279,00,23,33,236,00,15,29,076,40,25,25,143,38*71
$GPGSV,3,3,10,21,18,051,,27,12,315,*77
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
1. NMEA Code
GPS에서는 신호가 대략 위와 같은 형식으로 오는데
이걸 NMEA 라고 한다.
NMEA는 The National Marine Elecrtronics Association이라고 하는데,
원래 이 신호가 해양에서의 배의 정확한 위치 확인에 가장 먼저 이용되었나 보다.
그냥 위와 같이 보면 복잡한데,
데이터의 형식은
$로 시작해서 GP로시작하는 NMEA코드이름, 그리고 데이터와 맨 마지막에 *??의
Check Sum그리고 혹은
로 끝난다.
(,
은 개행(줄바꿈)을 뜻한다)
Elextech에서 만든 G1800sLP+라는 GPS 모듈에서 나온 GPS정보이며,
UART로 데이터를 전송하고, baud rate는 9600bps (bit per second)라는 것을 알 수 있다.
이 GPS는 총 네가지 종류의 NMEA코드를 출력하는데
$GPGGA, $GPGSA, $GPGSV, $GPRMC이다.
그리고 뒤의 데이터는 모두 comma ( , )로 구분되어 있다.
2. GPGGA
(Global Positioning System Fix Data)
$GPGGA는 Fix Data라고 하는데, 여기에서 주로 알 수 있는 것은
시간, 위도, 경도, 고도 등이다.
시간 위도 경도 사용된위성수
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
계산종류 고도
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
114455.532는 시간으로서
Zulu time (그리니치 표준시) 기준으로 11시 44분 55.532초를 뜻한다.
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
3735.0079는 위도로서
37도 35.0079분을 뜻한다. 60분이 1도니까, 대략 37.5도가 된다. -> 서울
뒤의 N은 북위라는 것을 뜻한다. S라면 남위가 되는 것.
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
12701.6446은 경도로서
127도 1.6446분을 뜻한다. 그러니까, 대략 127도가 된다 -> 서울
뒤에 E는 동경을 뜻하므로, W가 되면 서경이 된다.
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
1은 fix종류를 뜻하는데
GPS는 미국에서 써아올린 GPS 위성에서 동시에 쏘아준 신호의 시간차를 이용하여
거리를 계산하는 방법을 쓴다(삼각측량, 불확정성의 원리)
지구의 어디에 있든지 최소한 3개 이상의 GPS신호를 받을 수 있다.
그런데, 이 경우에 상업용 GPS는 오차가 15m정도 생기는데, 이를 보정하는게
dgps라는 것이다. 지상의 특정하고 정확한 곳에 GPS기지국을 설치하고
여기에서도 신호를 쏘아보내는 것이다.
그러면 오차가 5m이내로 줄어들게 된다.
0 이면 invalid한 데이터(못쓰는 데이터) 라는 의미
1 이면 gps 위성신호만으로 계산
2 라면 dgps도 사용하여 계산 등등이다.
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
계산에 사용한 위성의 갯수인데,
최소한 3개 이상의 신호를 받아야 한다.
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
horizontal dillusion of position이래는데.
무슨 말인지 ~_~)
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
고도 정보인데
M법으로 환산했을때 48.8M라는 것이다. (해수면 기준)
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
지구를 모델링할때에, 구형으로 모델링할 수도 있고
타원체로 모델링할 수 도 있다.
타원체로 모델링할 경우에, 지표면상에서 정확한 위치를 구하기 위해서
(위도 경도 고도를 x,y,z로 고친다는 뜻)
구형과 타원체가 얼마나 차이가 나는지, 지표면에서 얼마나 높게 있는지
그 정보를 알 필요가 있다 이것은, 위도, 경도에 따라 다른데, 이 높이이다.
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
dgps를 사용했을 경우 마지막으로 update한 시간과, dgps 기지국의 ID이다.
$GPGGA,114455.532,3735.0079,N,12701.6446,E,1,03,7.9,48.8,M,19.6,M,0.0,0000*48
check sum이다.
3. GPGSA
사용을 안한다.
4. GPGSV
GPS Satellites in View
계산에 사용한 위성이 아니라, 현재 위치에서 보이는 모든 위성정보이다.
$GPGSV,3,1,10,03,86,244,00,19,51,218,38,16,51,057,00,07,40,048,00*77
$GPGSV,3,2,10,13,34,279,00,23,33,236,00,15,29,076,40,25,25,143,38*71
$GPGSV,3,3,10,21,18,051,,27,12,315,*77
줄이 몇 줄인지 나타낸다.
$GPGSV,3,1,10,03,86,244,00,19,51,218,38,16,51,057,00,07,40,048,00*77
$GPGSV,3,2,10,13,34,279,00,23,33,236,00,15,29,076,40,25,25,143,38*71
$GPGSV,3,3,10,21,18,051,,27,12,315,*77
몇번째 줄인지 나타낸다.
$GPGSV,3,1,10,03,86,244,00,19,51,218,38,16,51,057,00,07,40,048,00*77
$GPGSV,3,2,10,13,34,279,00,23,33,236,00,15,29,076,40,25,25,143,38*71
$GPGSV,3,3,10,21,18,051,,27,12,315,*77
보이는 위성의 갯수를 나타낸다.
$GPGSV,3,1,10,03,86,244,00,19,51,218,38,16,51,057,00,07,40,048,00*77
$GPGSV,3,2,10,13,34,279,00,23,33,236,00,15,29,076,40,25,25,143,38*71
$GPGSV,3,3,10,21,18,051,,27,12,315,*77
03,86,244,00
3번 위성이고, 현재 자신의 위치에서 86도 (degree) elevation
244도 (degree)의 Azimuth
그리고 신호대잡음비 (SNR)은 0 이다.
그렇게 위성 3개가 적히고
*77은 checksum이다.
5. GPRMC
Recommended Minimmum data라고 하는데
추천되는 가장 최소한의 데이터 들이다.
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
역시 시간을 의미한다. zulutime 기준으로 11시 44분 55.532초
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
지금 현재 출력되는 값이
쓸 수 있는 값인지 (valid) 아니면 쓰면 안되는 이상한 값인지를 나타내는데
A라면 valid하고 V라면 valid하지 않다.
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
뒤의 위도와 경도는 GPGGA와 동일하다.
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
Speed over ground라고 하는데
knots 단위의 속도이다.
비행기에서는 보통 KIAS라는 속도단위를 쓰고,
배에서는 knots라는 속도단위를 사용한다.
KIAS는 대략 km/h 단위의 1/3이라고 보면된다.
만약 900km/h라면 300KIAS정도 된다.
KIAS는 knots indicator air speed의 약자이다.
/* Modified in 2007-12-19 */
Knot단위계와 km/h단위계의 변환은 대략 1.8을 곱하면 된다.
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
Track Angle in degree true라고 하는데 잘 모르겠다. ~_~)
/* Modified in 2007-12-19 */
진행방향을 정북으로부터 0도부터 359도까지로 표현한 것이다.
121.61 이니까. 동남쪽으로 이동하고 있다.
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
Date이다.
11th, July, 2006. 2006년 7월 11일을 뜻한다.
$GPRMC,114455.532,A,3735.0079,N,12701.6446,E,0.000000,121.61,110706,,*0A
안나오는데 (이 장치가 지원을 안해서..)
원래 북쪽을 0으로 한, magnetic variation,
즉 나침반이다.
*0A
체크섬이다.
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다시 한번 말씀드리지만 어떤 수신칩을 사용하더라도 소프웨어적으로 보정을 하면 동일한 결과를 나타냅니다.
Sirf칩에는 그것에 맞는 소프트웨어(전용소프트웨어)는 존재하지않읍니다. 오지익스플로러라는 네비게이션 프로그램이 Sirf칩의 고도를 보정하는 루틴 - Sirf3 칩이 고도가 부정확하므로 - 을 내장하여 어느정도는 보정을 합니다만 완벽하지 않읍니다. DGPS신호도 별도의 소프트웨어가 처리하는 것이 아니라 수신칩에서 병행처리하여 그 결과를 위의 NMEA 신호체계로 보여줍니다.
피백이의 궤적추적프로그램은 아마 GPRMC만을 사용하는 것으로 보입니다. GPRMC만 사용하면 고도를 표시할 수 없읍니다. 패치프로그램에서 이부분도 수정되어야 할것으로 보입니다.
P.S
1. 일반 Sirf3 칩을 사용하는 등산용(야외용)전용기의 경우는 대개 10초에 점 한개, 100미터에 점 한개를 찍읍니다.
물론 간격조정이 가능합니다만,내부 메모리의 한계로 인하여 등산매니아 프로그램이나 WMT프로그램처럼 1초에 한개의 점을 찍을 수가 없읍니다. 즉 수신칩의 고도가 부정확하여도 10초에 한개, 100미터에 한개를 찍는 평균값으로 표시하므로 고도표를 분석하여도 특별한 튐현상이 안보이는 경우가 많읍니다. 1초에 한개를 찍으면 순간적인 튐 현상을 그대로 나타냅니다.
2. 전용기는 많이 비쌉니다. 지도포함하여 100만원 정도하지요. 그러나 여기에 지도값이 45만원 정도가 포함되어 있읍니다. 지도를 제외한 미국현지에서의 가격은 최신형이 500불 전후이지요. 한국원화로 50만원 내외입니다.
즉 일반 GPS칩이 내장된 피뎅이와 비슷한 가격이거나 조금 비쌉니다. 그 이유는 "방수", "방한", "내열" 기능이 추가된 값으로 생각되는 것이지 여기에 특별한 소프트웨어가 내장되어 정확한 위치좌표을 나타낸다고 볼수 없읍니다.
3. 다시 말씀드리자면 Sirf3칩은 특별하여 여기에 맞는 특별한 소프트웨어가 아니면 부정확하다는 생각은 하시지 말기바랍니다.
(몰론 제생각이 틀릴수도 있읍니다) 제가 피뎅이로 테스트해본 바에 의하면 Sirf3칩보다 MTK칩이나 네메릭스칩이 고도표를 정확히 나타내므로 누작거리의 편차가 적읍니다.
4. 제가 보유한 아수스 P535나 피백이의 내장 GPS(Sirf3)보다 불루투스 수신기를 선호하는 이유는 위에 설명한 것과 같이 고차편차에의한 누적거리의 정확성과 안테나의 크기에 의한 수신감도의 향상을 위해서입니다.
5. www.navi4u.com에 가시면 MTK칩과 Sirf3칩과의 비교글이 있읍니다. 참고하시기 바랍니다.
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