Mis on GPS NMEA ja miks see on endiselt nii oluline?

Kui oled kunagi GPS-mooduliga mänginud, paigaldanud paadile plotteri või uurinud, kuidas navigatsiooniseadmed positsiooni edastavad, siis oled kindlasti näinud kummalisi tekstijuppe, mis algavad märgiga $. Need ongi NMEA laused – vana, aga imetlusväärselt sitke standard, mis hoiab endiselt üleval suure osa navigeerimismaailma suhtlusest.

Mis on NMEA-0183?

NMEA tähendab National Marine Electronics Association. Algne eesmärk oli luua mereelektroonikale ühine keel – et sonarid, GPS-id, autopiloodid ja kaardiplotterid oskaksid omavahel suhelda. Aastakümnete jooksul laienes see standard aga palju kaugemale merendusest ning sellest sai GPS-maailma vaikimisi formaat.

NMEA-0183 on lihtne:

• see kasutab tekstilauseid,
• saadab infot ühes suunas (GPS → seade),
• ning töötab väikese ribalaiusega (klassikaliselt 4800 bps).

See kõlab vanamoodsalt, kuid lihtsus on just selle võlu – eriti igasugustes väikestes projektides, kus keerukus ei ole pluss. NMEAd on ka edasi arendatud (NMEA 2000 ja OneNet), aga vaatame siinkohal väga kaua püsinud ja palju kasutatud 0183 näiteid (siinkohal antiikse Magellan SporTrak Pro, läptopi ja VisualGPS tarkvara abiga). Midagi sellist saab igaüks ise lihtsalt proovida.

Kuidas NMEA laused välja näevad?

Iga lause algab $ märgiga ja lõpeb kontrollsummaga *XX. Vahepeal on komadega eraldatud väljad, kus igaüks kannab kindlat infot.

Näide:
$GPRMC,123902.55,A,5821.2172,N,02640.4622,E,00.0,000.0,190406,07,E*4A
Esialgu näib see nagu juhuslik sümbolite rida – aga tegelikult on see väga kompaktne navigatsiooniandmete pakett.

RMC sisaldab:

• aega
• koordinaate
• kiirust
• kurssi
• kuupäeva.

Kõige olulisem info igapäevases navigatsioonis.

Teised levinud lausetüübid on:

• GGA – fikseerimise kvaliteet ja kõrgus,
• GSA – satelliitide konfiguratsioon ja täpsusnäitajad,
• GSV – info nähtavate satelliitide kohta.

Kui GPS-moodul “räägib”, saad tavaliselt korraga mitu sellist lauset sekundis, nagu alloleval pildil näha.

Kuidas NMEA koordinaadid töötavad?

NMEA kasutab veidi teistsugust formaati: DDMM.MMMM (kraadid ja minutid, mitte kümnendkraadid).
Näiteks:
5821.2172,N
see tähendab:

• 58 kraadi
• 21.2172 minutit, mis arvutatakse kraadideks

See on väike nüanss, mis tihti alustajaid segadusse ajab.

Miks NMEA on nii populaarne – isegi 2025. aastal?

1. See töötab kõikjal
   Praktiliselt iga GPS-moodul, alates odavatest moodulitest kuni tipptasemel GNSS vastuvõtjateni, toetab NMEA-d.
2. Seda on lihtne lugeda, pole vaja keerulisi binaarskeeme või tootjaspetsiifilisi protokolle – tekst on tekst.
3. Töökindlus.
   Standard on vana, kuid küps. Nagu kruvikeeraja – mitte eriti põnev, aga alati vajalik.

Kas NMEA-l on ka miinuseid?

Loomulikult.

• ASCII tekst pole efektiivne.
• Edastuskiirus 4800 bps on tänapäeval naeruväärselt aeglane.
• Andmeid saadetakse palju ja mitte alati kõige optimaalsemas formaadis.

Seetõttu pakuvad tootjad ka oma efektiivsemaid protokolle, näiteks u-blox UBX, mis on binaarne ja palju ribalaiuse-sõbralikum. Sellegipoolest jääb NMEA igasse GPS-moodulisse sisse ehitatuks just oma universaalsuse tõttu.

Kokkuvõtteks

NMEA võib tunduda esmalt natuke kivistunud standardina, kuid tegelikult on see üks kõige praktilisemaid ja kestvamaid lahendusi, mis navigeerimistehnoloogias kunagi loodud. See on lihtne, läbipaistev ja töötab kõikjal – alustavatele elektroonikahuvilistele ideaalne ning professionaalidele mõistlik baas, millele vajadusel ehitada keerukamaid lahendusi.

Kui järgmine kord näed ekraanil midagi sellist:
$GPGGA,123901.55,5821.2171,N,02640.4622,E,1,04,13.5,00079,M,,,,*1D

siis tead, et see ei ole müstiline kood, vaid vana hea NMEA – GPS-i universaalne keel.

Huvilised saavad infot lisaks ammutada siit: