前言

最近工作上面接触使用GPS的NMEA数据为机器人提供平面坐标定位，根据网上的一些资料对gps原始数据进行了初步的解码，然后简单的转换为xy二维平面坐标

一、GPS数据格式

NMEA数据比较多，选取其中$GNRMC部分来获取当前经纬度信息

$GNRMC数据格式

二、GPS坐标转换二维坐标原理

三、参考代码

1.转换经纬度格式

由于获取的经纬度数据格式为度分格式，所以先把数据转换为度格式

double DM2DDForm(double val)
{
    return val = (int)val / 100 + fmod(val , 100) / 60;
}

2.解析通过串口获得的NMEA数据

static uint8_t GNRMCnAlyse(char *buffer)
{
    double latitudeTemp, longitudeTemp;
    char *pTemp = NULL;
    pTemp = strstr(buffer,"$GNRMC");
    
    sscanf(pTemp,"$GNRMC,%f,%c,%lf,%c,%lf,%c,%f, ,%f",    
           &s_curGpsInfo.utcTime,
           &s_curGpsInfo.status,
           &latitudeTemp, &s_curGpsInfo.ns,
           &longitudeTemp, &s_curGpsInfo.ew,
           &s_curGpsInfo.speed, &s_curGpsInfo.azimuthAngle);
    
    s_curGpsInfo.latitude  = DM2DDForm(s_curGpsInfo.latitude);
    s_curGpsInfo.longitude = DM2DDForm(s_curGpsInfo.longitude);
    
    //校验数据有效性(偷懒没写)
    ...
    return TRUE;
}

3.将经纬度转换为xy平面二维坐标

用了两种不同的转换方式来进行比较，距离实际距离误差都比较大。例如相距10m的A、B两点，使用经纬度转换坐标，误差在±1m左右。仅仅能用于测试，不能进行实际使用。如需实际商业使用，个人感觉使用向量方式作坐标转换比较合理。可参考此文地理坐标（经纬度坐标）和屏幕坐标（xy坐标）间的转换

//使用米勒投影将GPS坐标转换为xy坐标
uint8_t millierConvertion(double lat, double lon, xyPoint *pPos)
{
    double L = 6378137 * M_PI * 2;//地球周长  
    double W = L;// 平面展开后，x轴等于周长  
    double H = L / 2;// y轴约等于周长一半  
    double x = lon * M_PI / 180;// 将经度从度数转换为弧度  
    double y = lat * M_PI / 180;// 将纬度从度数转换为弧度  
    y = 1.25 * log(tan(0.25 * M_PI + 0.4 * y));// 米勒投影的转换  
    // 弧度转为实际距离  
    x = (W / 2) + (W / (2 * M_PI)) * x;
    y = (H / 2) - (H / (2 * MILL_CONSTANT)) * y;	//MILL_CONSTANT 2.3米勒常数
    
    pPos->x = (int)x;
    pPos->y = (int)y;
    return TRUE;
}

//简易转换
uint8_t testConvertion(double lat, double lon, xyPoint *pPos)
{
    lat = Deg2Rad(lat);
    lon = Deg2Rad(lon);
    pPos->y = lat * 6378137;
    pPos->x = lon * 6378137 * cos(lat);
}

typedef struct
{
    float utcTime;
    char status;
    double latitude; //纬度
    double longitude; //经度
    char ns;
    char ew; 
    float speed;
    float azimuthAngle;
}GpsInfo;