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java程序设计之GPS数据处理

GPS数据处理

题目内容:

NMEA-0183协议是为了在不同的GPS(全球定位系统)导航设备中建立统一的BTCM(海事无线电技术委员会)标准,由美国国家海洋电子协会(NMEA-The National Marine Electronics Associa-tion)制定的一套通讯协议。GPS接收机根据NMEA-0183协议的标准规范,将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。

NMEA-0183协议是GPS接收机应当遵守的标准协议,也是目前GPS接收机上使用最广泛的协议,大多数常见的GPS接收机、GPS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。

NMEA-0183协议定义的语句非常多,但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。

其中$GPRMC语句的样例如下:

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50

这里整条语句是一个文本行,行中以逗号“,”隔开各个字段,每个字段的大小(长度)不一,这里的示例只是一种可能,并不能认为字段的大小就如上述例句一样。

        字段0:$GPRMC,语句ID,表明该语句为推荐最小定位信息

        字段1:UTC时间,hhmmss.sss格式

        字段2:状态,A=定位,V=未定位

        字段3:纬度ddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)

        字段4:纬度N(北纬)或S(南纬)

        字段5:经度dddmm.mmmm,度分格式(前导位数不足则补0)

        字段6:经度E(东经)或W(西经)

        字段7:速度,节,Knots

        字段8:方位角,度

        字段9:UTC日期,DDMMYY格式

        字段10:磁偏角,(000 - 180)度(前导位数不足则补0)

        字段11:磁偏角方向,E=东W=西

        字段16:校验值

这里,“*”为校验和识别符,其后面的两位数为校验和,代表了“$”和“*”之间所有字符(不包括这两个字符)的异或值的十六进制值。上面这条例句的校验和是十六进制的50,也就是十进制的80。

提示:^运算符的作用是异或。将$和*之间所有的字符做^运算(第一个字符和第二个字符异或,结果再和第三个字符异或,依此类推)之后的值对65536取余后的结果,应该和*后面的两个十六进制数字的值相等,否则的话说明这条语句在传输中发生了错误。注意这个十六进制值中是会出现A-F的大写字母的。另外,如果你需要的话,可以用Integer.parseInt(s)从String变量s中得到其所表达的整数数字;而Integer.parseInt(s, 16)从String变量s中得到其所表达的十六进制数字

现在,你的程序要读入一系列GPS输出,其中包含$GPRMC,也包含其他语句。在数据的最后,有一行单独的

END

表示数据的结束。

你的程序要从中找出$GPRMC语句,计算校验和,找出其中校验正确并且字段2表示已定位的语句,从中计算出时间,换算成北京时间。一次数据中会包含多条$GPRMC语句,以最后一条语句得到的北京时间作为结果输出。

测试数据保证了你的程序一定会读到一条有效的$GPRMC语句。

输入格式:

多条GPS语句,每条均以回车换行结束。最后一行是END三个大写字母。

输出格式:

6位数时间,表达为:

hh:mm:ss

其中,hh是两位数的小时,不足两位时前面补0;mm是两位数的分钟,不足两位时前面补0;ss是两位数的秒,不足两位时前面补0。

输入样例:

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50

END

输出样例:

10:48:13

时间限制:500ms内存限制:32000kb

代码实现

    
    import java.util.Scanner;
     
    public class Main {
          
        public static boolean isValid(String s)
        {
            int start = s.indexOf("$");
            int end   = s.indexOf("*");
            int xor = s.charAt(start+1) & 0XFFFF;
            for(int i = start+2; i < end; i++)
            {
                xor = xor^s.charAt(i);
            }
            xor = xor%65536;
            return xor == Integer.parseInt(s.substring(end+1), 16);
        }
              
        public static String getField(String s, int n)
        {
            for(int i = 0; i < n; i++)
            {
                if(s.indexOf(",") != -1)
                {
                    s = s.substring(s.indexOf(",")+1);
                }
            }
             
            if(s.indexOf(",") != -1)
            {
                return s.substring(0, s.indexOf(","));
            }
            else
            {
                return s;
            }
        }
                
        public static boolean isLocated(String s)
        {
            return Main.getField(s, 2).equals("A");
        }
             
        public static String getTime(String field)
        {
            String res = "";
            int hh = (Integer.parseInt(field.substring(0,2))+8)%24;
            String mm = field.substring(2, 4);
            String ss = field.substring(4, 6);
            if(hh < 10)
            {
                res += "0" + hh + ":" + mm + ":" + ss;
            }
            else
            {
                res += hh + ":" + mm + ":" + ss;
            }
            return res;
        }
     
        /**
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            Scanner in = new Scanner(System.in);
            String gpsdata = "";
            String time = "";
             
            String tmp = in.nextLine();
            while(tmp.equals("END") == false)
            {
                if( tmp.substring(0, 6).equals("$GPRMC") && Main.isValid(tmp) && Main.isLocated(tmp) )
                {
                    gpsdata = tmp;
                }
                tmp = in.nextLine();
            }
             
            time = Main.getTime(Main.getField(gpsdata, 1));
            System.out.println(time);
        }
    }

效果如图所示(eclipse)java_gps.png



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