Para que servem os dados GPS NMEA?
NMEA é um acrônimo para National Marine Electronics Association. O NMEA existia bem antes do GPS ser inventado. De acordo com o site da NMEA, a associação foi formada em 1957 por um grupo de revendedores eletrônicos para criar uma melhor comunicação com os fabricantes. Hoje, no mundo do GPS, o NMEA é um formato de dados padrão suportado por todos os fabricantes de GPS, assim como o ASCII é o padrão para caracteres de computador digital no mundo dos computadores.
O objetivo do NMEA é dar aos usuários de equipamentos a facilidade de comunicação entre hardware e software. Os dados GPS formatados em NMEA facilitam a vida dos desenvolvedores de software para escrever rotinas para uma ampla variedade de receptores GPS, ao invés vez de ter que escrever algo personalizada para cada equipamento.
O que torna o NMEA um pouco confuso é que existem diversos padrões de mensagens “NMEA”. Ou seja, assim como existem diversos tipos de receptores GPS com diferentes características, existem também muitos tipos diferentes de mensagens NMEA.
Além disso, os dados NMEA podem ser transmitidos através de diferentes tipos de interfaces de comunicação, como RS-232, USB, Bluetooth, Wi-Fi, UHF e muitos outros.
O padrão NMEA 0183 é usado mundialmente em vários segmentos da indústria. Este padrão define os requisitos de sinal elétrico, protocolo e tempo de transmissão de dados e formatos de sentença específicos para um barramento de dados serial de 4800 baud.
Este padrão tem como objetivo oferecer suporte à transmissão serial de dados unidirecional de um único locutor para um ou mais ouvintes. Esses dados estão em formato ASCII e podem incluir informações interessantes como tempo, posição, velocidade, profundidade da água, etc.
No caso dos dados GNSS (GPS, GLONASS, etc), o arquivo no formato NMEA é importante para comprovar a qualidade das coordenadas no levantamento geodésico utilizando a técnica RKT, como veremos mais adiante.
Estrutura da Mensagem NMEA
Para entender a estrutura da mensagem NMEA, vamos examinar a popular mensagem $GPGGA. Esta mensagem específica foi enviada de um receptor GPS RTK:
$GPGGA,111950.000,0709.7298132,S,03449.6334199,W,4,24,0.4,44.831,M,-8.400,M,,0000*71
Todas as mensagens NMEA começam com o caractere $ e cada campo de dados é separado por uma vírgula.
111950.000 corresponde a hora UTC em horas, minutos e segundos.
0709.7298132 é a latitude no formato DDMM.MMMMM, onde as casas decimais são variáveis
S denota a latitude Sul.
03449.6334199 é a longitude no formato DDMM.MMMMM, onde as casas decimais são variáveis.
W denota a longitude Oeste.
4 corresponde ao indicador de qualidade: (0: Invalid, 1:Standalone, 2:DGPS, 4:RTK Fixed, 5:RTK Float)
24 corresponde ao número de satélites.
0.4 é o valor de HDOP (precisão horizontal).
44.831 corresponde à altitude geométrica (em relação ao elipsoide).
M significa a unidade de medida (M para Metros ou F para Pés – Feet)
-8.400 corresponde a ondulação geoidal N (onde N = h – H, ou seja, é a diferença entre a altitude geométrica e a altitude ortométrica).
M é a unidade da ondulação geoidal.
1.0 denota a idade da correção (se houver).
0000 corresponde ao ID da estação de correção (se houver).
*71 é a soma de verificação.
Acesse aqui um PDF com a descrição de outras mensagens do NMEA
Indicadores de Qualidade do posicionamento GNSS
Na tabela abaixo são apresentados os valores que indicam a qualidade para as soluções das coordenadas medidas.
Tabela: Status de qualidade do arquivo NMEA.
A melhor solução é obtida com o valor 4 RTK fixed, onde o receptor GNSS realizou a solução fixa, ou seja, o algoritmo do software conseguiu calcular a ambiguidade da fase, alcançando o melhor resultado possível para aquela época no levantamento.
Como abrir o arquivo NMEA no QGIS
Um dos desafios de se trabalhar com dados no formato NMEA é a precisa decodificação das coordenadas GPS, que são expressas em DDMM.MMMMM dentro das diversas mensagem desse arquivo.
Para facilitar a nossa vida, nós da GeoOne desenvolvemos uma solução dentro do plugin LFTools para que você possa carregar facilmente esses dados dentro do QGIS.
