La trame NMEA

Objectifs

Comprendre ce qu’est une trame NMEA : une suite de caractères mis dans un format particulier (normalisé) pour permettre un échange entre systèmes et logiciels. Exploiter la trame obtenue pour réaliser une carte personnalisée. Manipuler une chaine de caractères. Extraire des informations.

Principe

Lorsqu’un récepteur GPS reçoit une information, il la transmet (au smartphone, à l’ordinateur auquel il est connecté, à l’interface gps de voiture) à l’aide d’une « phrase » dont la forme est strictement codifiée. On appelle cette « phrase » une trame.

Recuperez votre propre trame NMEA (partie qui ne sera pas traitée pendant la séance)

Travail personnel en amont : Si possible, installer l’application NMEA Tools sur votre smartphone sur Androïd ou NMEAGps sur iOS. Selon le mobile utilisé, pour enregistrer une série de trames GPS, il faut faire :

• Sur Android : enregistrement pour démarrer > attendre quelques secondes que le signal se stabilise > enregistrement pour arrêter > Choisir Enregistrer puis nommer le fichier votre_nom.txt
• Sur IOS iphone : attendre que la barre de détection de la position passe au vert puis > Bouton log en position ON pour démarrer > attendre quelques secondes que le signal soit enregistré > log pour arrêter > L’application propose alors de récupérer un fichier nmea.log dans une application (notes, …) ou de le partager.

Que contient la trame NMEA ?

Parmi les différentes lignes constituant la trame, l’une d’entre elles débute par les symboles $GPGGA

Les données sont mises dans un format particulier expliqué ici :

lorsque l’on lit 4836.5375, la valeur doit être comprise comme : 48°36,5375'

c’est à dire :

• 48°
• 36,5375 minutes d’arc

Travail

Ajoutez votre fichier nmea.log au dossier du notebook. Ou bien, utilisez celle capturée par votre professeur, présente dans ce dossier.

lecture du fichier nmea.log

Executer le script suivant

fichier = open('docs/nmea.log','r')

lignes = fichier.readlines() 
     
for i,ligne in enumerate(lignes):
                  
    if ligne !='\n':  #  tester si la ligne est non vide
        print('lignes['+ str(i)+'] \n'+ ligne)             
                 
fichier.close()                    

Repérer la première ligne qui commence par $GPGGA

• noter le numéro de ligne
• créer une variable i qui contiendra le numéro de la ligne

i = 

• afficher la ligne extraite de la trame NMEA : print(lignes[i])
• affecter lignes[i] à la variable trame

print(lignes[
trame = lignes[

sélectionner des caractères

Une chaine de caractère peut être manipulée comme une liste en python. Ainsi, chaque caractère occupe un rang. Le premier caractère est le rang zero 0.

Pour extraire une série de caractères d’une variable, on ajoute [rang debut : rang fin+1] à la suite du nom de cette variable.

Par exemple : Pour extraire le nom ‘boby’ de la chaine titre = 'boby joe roi des mers', on fait : titre[0:4]

Testez le :

• executez la cellule suivante
• puis extraire ‘joe’ de la chaine titre en écrivant print(titre[rang debut : rang fin+1] (remplacer rang debut : rang fin+1 par des valeurs numériques)

titre = 'boby joe roi des mers'
print(titre[

sélectionner les caractères de positionnement

Selection de l’heure : On souhaite afficher les caractères relatifs à l’heure : On rappelle que le premier caractère $ a le rang zero 0, le suivant G le rang 1, etc…

pour extraire l'heure de la variable trame , on fait : trame[7:16] si les caractères relatifs à l’heure occupent les rangs 7 à 15.

• afficher la variable trame
• Puis afficher trame[7:16] (ajuster eventuellement les bornes)

print(trame)
trame[7:

Selection de la latitude

• dans la variable trame, calculer le rang des caractères que vous souhaitez extraire pour la latitude (N) :
  Procéder de la même manière que pour l’heure pour extraire cette fois les 9 caractères de la latitude contenus dans cette trame qui commencent par 43… :

trame[17:

• affecter alors ce resultat à la variable latitude

latitude = 

longitude

Vous allez refaire le même travail pour la longitude. Dans la même cellule :

• extraire les caractères de longitude de la variable trame à partir de leurs rangs, puis l’affecter à la variable longitude : faire longitude = trame[debut:fin]
• afficher longitude

marquer la position sur une carte

Pour ouvrir la carte du site openstreetmap, avec des coordonnées latitude (-25.175342) et longitude (31.563275), taper dans la barre URL du navigateur :

http://www.openstreetmap.org/?mlat=-25.175342&mlon=31.563275&zoom=15

Il vous faudra modifier le format des valeurs numériques passées en paramètre. Les valeurs numériques doivent être exprimées en valeurs décimales.

Liens

document dont est extrait ce TP : https://disciplines.ac-toulouse.fr/informatique/sites/informatique/files/fichiers/localisation/tramenmea_final_avecios.pdf