Week08-GPS 数据处理

By | 最新修改：2024-08-17
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这题出现在浙江大学翁恺老师著名的 MOOC 课程——《程序设计入门——C语言》测验题中。（侵删）

如果您在刷题时刷中此题，请勿照搬我的实现，可参考，要进行一番独立思考。

GPS数据处理（6分）
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语句的格式如下：
$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Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）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。

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。

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

我的样例：
校验正确：
$GPRMC,224813.620,A,3158.8108,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A5F
$GPRMC,094813.650,A,3151.4808,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A5D
$GPRMC,124813.680,A,3158.1608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A58
$GPRMC,104813.040,A,3158.4621,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A5E

校验失败：
$GPRMC,134813.680,A,3158.1608,N,11841.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A1A
$GPRMC,112813.040,A,3158.4621,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A8F
$GPRMC,115013.640,A,3158.4088,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A6C
异或效验正确，但不是 GPRMC
$ACOMC,102033.640,A,3950.4888,N,11848.3787,E,10.05,324.27,150706,,,A5A
$GPRMC”121825.040,A,3158.4622,N,10048.3237,E,10.05,324.27,150706,,,A*5D

我的答案：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
// #include <sys/time.h>
// #include <sys/resource.h>
// #include <unistd.h>

void utc_to_cntime(char* utc_time) {
    if (utc_time[0] == '1') {
        if (utc_time[1] >= '6') {
            utc_time[0] = '0';
            utc_time[1] = utc_time[1] - '0' + 8 - 14 + '0';
        } else if (utc_time[1] >= '2') {
            utc_time[0] = '2';
            utc_time[1] = utc_time[1] - '0' + 8 - 10 + '0';
        } else {
            utc_time[1] = utc_time[1] - '0' + 8 + '0';
        }
    } else if (utc_time[0] == '0') {
        if (utc_time[1] >= '2') {
            utc_time[0] = '1';
            utc_time[1] = utc_time[1] - '0' + 8 - 10 + '0';
        } else {
            utc_time[1] = utc_time[1] - '0' + 8 + '0';
        }
    } else if (utc_time[0] == '2') {
        utc_time[0] = '0';
        utc_time[1] = 8 - (24 - (20 + (utc_time[1] - '0'))) + '0';

    }
}


int main() {

    //char utc_time2[] = "100201";
    //printf("%s\n", utc_time2);
    //utc_to_cntime(utc_time2);
    //printf("%s\n", utc_time2);

    //return 0;


    // 以下代码用于测试程序的执行时间
    // 并与题目答案无关
    // struct rusage usage;
    // struct timeval start, end;
    //
    // getrusage(RUSAGE_SELF, &usage);
    // start = usage.ru_utime;
    // END

    int c = '\0', valid_hex = 0, xor_valid = 0;
    unsigned int comma = 0;
    char temp_time[7] = "\0", utc_time[7] = "\0";
    unsigned char is_location = 0, is_gprmc = 0, is_beginning = 1;

    c = getchar();
    while (c != EOF) {

        if (is_beginning) {
            while (isspace(c)) 
                c = getchar();
            if (c == 'E') {
                c = getchar();
                if (c == 'N') {
                    c = getchar();
                    if (c == 'D') {
                        break;
                    }
                }
            }
        }


        if (c == '\n') {
            do {
                c = getchar();
            } while (isspace(c));
            if (c == 'E') {
                c = getchar();
                if (c == 'N') {
                    c = getchar();
                    if (c == 'D') {
                        break;
                    }
                }
            }
            valid_hex = 0;
            comma = 0;
            xor_valid = 0;
            is_location = 0;
            is_gprmc = 0;
        }

        if (c == '$') {
            is_beginning = 0;
            c = getchar();
            xor_valid ^= c; 
            // GPRMC
            if (c == 'G') {
                c = getchar();
                xor_valid ^= c; 
                if (c == 'P') {
                    c = getchar();
                    xor_valid ^= c; 
                    if (c == 'R') {
                        c = getchar();
                        xor_valid ^= c; 
                        if (c == 'M') {
                            c = getchar();
                            xor_valid ^= c; 
                            if (c == 'C') {
                                is_gprmc = 1;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            c = getchar();
            if (c != ',')
                is_gprmc = 0; 
            continue;
        }


        if (c == ',') {
            comma ++;

            xor_valid ^= c;

            if (comma == 1) {
                int i = 0;
                while (i <= 5) {
                    c = getchar();
                    //printf("%c\n", c);
                    xor_valid ^= c;
                    temp_time[i++] = c;
                }

                temp_time[i] = '\0';
            }

            if (comma == 2) {
                c = getchar();
                xor_valid ^= c;
                if (c == 'A')
                    is_location = 1;
            }
            c = getchar();
            continue;
        }

        if (c == '*') {
            c = getchar();
            while (c != '\n') {
                if (c >= 'a' && c <= 'f')
                    valid_hex = 16 * valid_hex + c - 'a' + 10;
                else if (c >= 'A' && c <= 'F')
                    valid_hex = 16 * valid_hex + c - 'A' + 10;
                else if (c >= '0' && c <= '9')
                    valid_hex = 16 * valid_hex + c - '0';

                c = getchar();
            }

            //printf("%d\n", valid_hex);
            //printf("%d\n", xor_valid % 65536);
            //break;
            if (valid_hex == (xor_valid % 65536) && is_location && is_gprmc) {
                int i = 0;
                for ( ; i < 6; i ++)
                    utc_time[i] = temp_time[i];
                utc_time[i] = '\0';
            }
            continue;
        }

        xor_valid ^= c;

        c = getchar();
    }

    // 可能在评分系统中，输出的结尾没有换行符
    if (utc_time[0] == '\0') {
        printf("00:00:00");
        return 0;
    }else {
        utc_to_cntime(utc_time);
        printf("%c%c:%c%c:%c%c", utc_time[0], utc_time[1], utc_time[2], utc_time[3], utc_time[4], utc_time[5]);
    }

    // 以下代码用于测试程序的执行时间
    // 并与题目答案无关
    // getrusage(RUSAGE_SELF, &usage);
    // end = usage.ru_utime;
    //
    // printf("Started at: %ld.%lds\n", start.tv_sec, start.tv_usec);
    // printf("Ended at: %ld.%lds\n", end.tv_sec, end.tv_usec);
    // END

    return 0;
}

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程序知路

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