Парсер протокола NMEA

Общие сведения:

GPS-модули отправляют данные по шине UART в виде текстовых сообщений.

Текстовые сообщения формируются в соответствии с протоколом NMEA 0183 (от «National Marine Electronics Association») - это стандарт определяющий текстовый протокол связи навигационного оборудования.

Сообщения NMEA передаваемые GPS-модулем могут состоять из одной или нескольких строк.

Описание состава строк протокола NMEA 0183:

Каждая строка начинается символом '$' и заканчивается двумя символами контрольной суммы.

После символа '$' следуют два символа определяющие источник получения данных:

"GP" - информация получена от спутников GPS (США).
"GL" - информация получена от спутников Глонасс (Россия).
"GA" - информация получена от спутников Galileo (Европа).
"BD" - информация получена от спутников Beidou (Китай).
"GQ" - информация получена от спутников QZSS (Япония).
"GN" - информация получена от спутников разных навигационных систем.

После двух символов источника получения данных следуют три символа идентификатора строки определяющего её состав (ниже перечислены только те идентификаторы которые определяются парсером iarduino_GPS_NMEA):

"GGA" - Данные о последнем зафиксированном местоположении.
"GLL" - Географические координаты.
"GSA" - Информация об активных спутниках (участвующих в позиционировании).
"GSV" - Информация о всех наблюдаемых спутниках.
"RMC" - Рекомендуемый минимум навигационных данных.
"VTG" - Скорость и курс относительно земли.
"ZDA" - Дата и время.
"DHV" - Информация о скорости движения GNSS приемника.
"GST" - Статистика ошибок позиционирования.
"TXT" - Текстовое сообщение.

После идентификатора следуют данные состоящие из параметров, разделённые запятыми. Количество и состав параметров зависят от идентификатора.

После данных следует символ '*', а за ним два символа контрольной суммы. Контрольная сумма представляет из себя шестнадцатиричное представление результата операции XOR всех байтов символов строки, находящихся между символами '$' и '*' не включая их.

Завершают строку символы '\r' и '\n'.

Пример сообщения NMEA 0183:

$GNGGA,094810.000,5547.94084,N,03730.27293,E,1,04,4.5,180.0,M,0.0,M,,*72
$GNGLL,5547.94084,N,03730.27293,E,094810.000,A,A*4B
$GNGSA,A,3,12,24,25,32,,,,,,,,,6.3,4.5,4.4,1*36
$GNGSA,A,3,  ,  ,  ,  ,,,,,,,,,6.3,4.5,4.4,2*36
$GPGSV,3,1,11,02,29,150,13,03,08,029,,06,40,116,,12,62,276,22,0*68
$GPGSV,3,2,11,14,15,330,15,17,29,056,,19,50,064,,22,05,006,,0*63
$GPGSV,3,3,11,24,57,200,26,25,29,278,37,32,23,308,17,0*5F
$BDGSV,1,1,00,0*74
$GLGSV,3,1,09,74,55,310,35,66,10,014,,82,28,035,,73,80,117,,0*7C
$GLGSV,3,2,09,80,15,126,,65,18,314,27,84,32,185,,83,69,089,,0*75
$GLGSV,3,3,09,72,07,273,,0*44
$GNRMC,094810.000,A,5547.94084,N,03730.27293,E,0.25,50.34,260420,,,A,V*31
$GNVTG,50.34,T,,M,0.25,N,0.46,K,A*14
$GNZDA,094810.000,26,04,2020,00,00*4C
$GPTXT,01,01,01,ANTENNA OK*35

Состав сообщения NMEA 0183 зависит от настроек GPS-модуля.

С подробным описанием протокола NMEA 0183 можно ознакомиться на странице Wiki - Описание протокола NMEA 0183.

Примеры:

Для получения данных из сообщений NMEA 0183 отправляемых GPS-модулями, нами разработана библиотека iarduino_GPS_NMEA, которая позволяет преобразовать текстовую информацию поступающую по шине UART в числа определяющие координаты, дату, время, скорость, курс и информацию о спутниках.

Библиотека iarduino_GPS_NMEA только парсит данные получаемые по шине UART, но не работает с конкретным GPS-модулем, как это делает библиотека iarduino_GPS_ATGM336 для настройки работы Trema GPS модуля ATGM336. По этому примеры ниже являются универсальными для всех GPS-модулей передающих информацию по шине UART используя протокол NMEA 0183.

Инициализация получения данных по протоколу NMEA 0183:

Пример инициализации получения и расшифровки данных от GPS-модуля подключённого по аппаратной шине UART (в примере используются шина UART-1 Arduino:

#include <iarduino_GPS_NMEA.h>                    //  Подключаем библиотеку для расшифровки строк протокола NMEA получаемых по UART.
iarduino_GPS_NMEA gps;                            //  Объявляем объект gps для работы с функциями и методами библиотеки iarduino_GPS_NMEA.
                                                  //
void setup(){                                     //
     Serial.begin(9600);                          //  Инициируем работу с аппаратной шиной UART для вывода данных в монитор последовательного порта на скорости 9600 бит/сек.
     Serial1.begin(9600);                         //  Инициируем работу с аппаратной шиной UART для получения данных от GPS модуля на скорости 9600 бит/сек.
     gps.begin(Serial1);                          //  Инициируем расшифровку строк NMEA указав объект используемой шины UART.
}                                                 //
                                                  //
// Место для кода функции loop() из примеров ниже //

Пример инициализации получения и расшифровки данных от GPS-модуля подключённого по программной шине UART (в примере используются выводы D5 и D6 Arduino:

const uint8_t pinRX = 5;                          //  Определяем вывод RX (программного UART) на плате Arduino к которому подключён вывод TX модуля. Номер вывода можно изменить.
const uint8_t pinTX = 6;                          //  Определяем вывод TX (программного UART) на плате Arduino к которому подключён вывод RX модуля. Номер вывода можно изменить.
                                                  //
#include <SoftwareSerial.h>                       //  Подключаем библиотеку для работы с программным UART, до подключения библиотеки iarduino_GPS_NMEA.
#include <iarduino_GPS_NMEA.h>                    //  Подключаем библиотеку для расшифровки строк протокола NMEA получаемых по UART.
                                                  //
SoftwareSerial    SerialGPS(pinRX, pinTX);        //  Объявляем объект SerialGPS для работы с функциями и методами библиотеки SoftwareSerial, указав выводы RX и TX Arduino.
iarduino_GPS_NMEA gps;                            //  Объявляем объект gps для работы с функциями и методами библиотеки iarduino_GPS_NMEA.
                                                  //
void setup(){                                     //
     Serial.begin(9600);                          //  Инициируем работу с аппаратной шиной UART для вывода данных в монитор последовательного порта на скорости 9600 бит/сек.
     SerialGPS.begin(9600);                       //  Инициируем работу с программной шиной UART для получения данных от GPS модуля на скорости 9600 бит/сек.
     gps.begin(SerialGPS);                        //  Инициируем расшифровку строк NMEA указав объект используемой шины UART.
}                                                 //
                                                  //
// Место для кода функции loop() из примеров ниже //

Получение координат:

Пример выводит координаты широты и долготы в градусах.

// Место для кода инициализации из примеров выше  //  Для аппаратной или программной шины UART.
                                                  //
void loop(){                                      //
//   Читаем данные:                               //  Чтение может занимать больше 1 секунды.
     gps.read();                                  //  Функцию можно вызвать с указанием массива для получения данных о спутниках.
//   Проверяем достоверность координат:           //
     if(gps.errPos){                              //  Если данные не прочитаны (gps.errPos=1) или координаты недостоверны (gps.errPos=2), то ...
       Serial.println("Координаты недостоверны"); //  Выводим сообщение об ошибке.
       delay(2000); return;                       //  Ждём 2 секунды и выполняем функцию loop() с начала.
     }                                            //
//   Выводим текущие координаты:                  //
     Serial.print("Ш: "); Serial.print(gps.latitude ,5); Serial.print("°, ");
     Serial.print("Д: "); Serial.print(gps.longitude,5); Serial.print("°.\r\n");
}                                                 //

До кода функции loop() необходимо указать код инициализации GPS-модуля, для аппаратной или программной шины UATR, по которой подключён GPS-модуль.

Для работы примера, в сообщениях NMEA 0183, отправляемых GPS модулем, должна присутствовать строка с идентификатором GGA, или GLL, или RMC.

Получение скорости и курса:

Пример выводит скорость в км/ч и курс в градусах.

// Место для кода инициализации из примеров выше  //  Для аппаратной или программной шины UART.
                                                  //
void loop(){                                      //
//   Читаем данные:                               //  Чтение может занимать больше 1 секунды.
     gps.read();                                  //  Функцию можно вызвать с указанием массива для получения данных о спутниках.
//   Проверяем достоверность скорости и курса:    //
     if(gps.errCrs){                              //  Если данные не прочитаны (gps.errCrs=1) или скорость и курс недостоверны (gps.errCrs=2), то ...
       Serial.println("Скорость недостоверна");   //  Выводим сообщение об ошибке.
       delay(2000); return;                       //  Ждём 2 секунды и выполняем функцию loop() с начала.
     }                                            //
//   Выводим текущие скорость и курс:             //
     Serial.print("Скорость: "); Serial.print(gps.speed ); Serial.print("км/ч. ");
     Serial.print("Курс: "    ); Serial.print(gps.course); Serial.print("°.\r\n");
}                                                 //

Для работы примера, в сообщениях NMEA 0183, отправляемых GPS модулем, должна присутствовать строка с идентификатором RMC, или VTG.

Получение ссылки с точкой на карте Yandex:

// Место для кода инициализации из примеров выше  //  Для аппаратной или программной шины UART.
                                                  //
void loop(){                                      //
//   Читаем данные:                               //  Чтение может занимать больше 1 секунды.
     gps.read();                                  //  Функцию можно вызвать с указанием массива для получения данных о спутниках.
//   Проверяем достоверность координат:           //
     if(gps.errPos){                              //  Если данные не прочитаны (gps.errPos=1) или координаты недостоверны (gps.errPos=2), то ...
       Serial.println("Координаты недостоверны"); //  Выводим сообщение об ошибке.
       delay(2000); return;                       //  Ждём 2 секунды и выполняем функцию loop() с начала.
     }                                            //
//   Выводим ссылку на Yandex карты:              //
     Serial.print("http://maps.yandex.ru/");      //
//   Координаты центра экрана:                    //
     Serial.print("?ll=");                        //
     Serial.print(gps.longitude,5);               //  Долгота.
     Serial.print(",");                           //  ,
     Serial.print(gps.latitude,5);                //  Широта.
//   Координаты точки на карте:                   //
     Serial.print("&pt=");                        //
     Serial.print(gps.longitude,5);               //  Долгота.
     Serial.print(",");                           //  ,
     Serial.print(gps.latitude,5);                //  Широта.
//   Тип карты:                                   //
     Serial.print("&l=");                         //
     Serial.print("map");                         //  "map"-схема (по умолчанию), "sat"-спутник, "skl"-гибрид.
//   Масштаб карты:                               //
     Serial.print("&z=");                         //
     Serial.print("18");                          //  от 2-мир, до 19-дом, по умолчанию 10-город.
//   Завершаем строку ссылки:                     //
     Serial.print("\r\n");                        //
}                                                 //

Получение ссылки с точкой на карте Google:

// Место для кода инициализации из примеров выше  //  Для аппаратной или программной шины UART.
                                                  //
void loop(){                                      //
//   Читаем данные:                               //  Чтение может занимать больше 1 секунды.
     gps.read();                                  //  Функцию можно вызвать с указанием массива для получения данных о спутниках.
//   Проверяем достоверность координат:           //
     if(gps.errPos){                              //  Если данные не прочитаны (gps.errPos=1) или координаты недостоверны (gps.errPos=2), то ...
       Serial.println("Координаты недостоверны"); //  Выводим сообщение об ошибке.
       delay(2000); return;                       //  Ждём 2 секунды и выполняем функцию loop() с начала.
     }                                            //
//   Выводим ссылку на Google карты:              //
     Serial.print("https://www.google.ru/maps/"); //
//   Координаты точки на карте:                   //
     Serial.print("place/");                      //
     Serial.print(gps.latitude,5);                //  Широта.
     Serial.print(",");                           //  ,
     Serial.print(gps.longitude,5);               //  Долгота.
//   Язык:                                        //
      Serial.print("?hl=");                       //
      Serial.print("ru");                         //  Русский
//   Завершаем строку ссылки:                     //
     Serial.print("\r\n");                        //
}                                                 //

Получение текущей даты и времени:

Пример выводит время, дату, день недели и UnixTime.

char* wd[]={"Вс","Пн","Вт","Ср","Чт","Пт","Сб"};   //  Определяем массив строк содержащих по две первых буквы из названий дня недели.
                                                   //
// Место для кода инициализации из примеров выше   //  Для аппаратной или программной шины UART.
                                                   //
void loop(){                                       //
//   Читаем данные:                                //  Чтение может занимать больше 1 секунды.
     gps.read();                                   //  Функцию можно вызвать с указанием массива для получения данных о спутниках.
//   Проверяем достоверность координат:            //
   if(!gps.errTim){                                //  Если время прочитано и достоверно, то ...
     Serial.print(gps.Hours  ); Serial.print(":"); //  Час.
     Serial.print(gps.minutes); Serial.print(":"); //  Минуты.
     Serial.print(gps.seconds); Serial.print(" "); //  Секунды.
   }                                               //
   if(!gps.errDat){                                //  Если дата прочитана и достоверна, то ...
     Serial.print(gps.day  ); Serial.print(".");   //  День.
     Serial.print(gps.month); Serial.print(".");   //  Месяц.
     Serial.print(gps.year ); Serial.print("г. "); //  Год.
//   Выводим название дня недели:                  //
     Serial.print("(");                            //
     Serial.print(wd[ gps.weekday ]);              //
     Serial.print(") ");                           //
//   Выводим UnixTime:                             //
     Serial.print("UnixTime: ");                   //
     Serial.print(gps.Unix);                       //
   }                                               //
//   Завершаем строку:                             //
     Serial.print("\r\n");                         //
}                                                  //

По умолчанию используется временная зона +3. Если в вашем регионе другая временная зона, укажите её функцией gps.timeZone( ±ЧАС );.

Для работы примера, в сообщениях NMEA 0183, отправляемых GPS модулем, должна присутствовать строка с идентификатором RMC, или ZDA. Если вместо указанных строк будут присутствовать строки с идентификаторами GGA, или GLL, или DHV, или GST, то пример будет выводить только время без даты и UnixTime.

Получение данных о спутниках:

Пример выводит ID спутника, уровень приёма, положение относительно GPS-модуля, тип навигационной системы и флаг участия спутника в позиционировании.

uint8_t i[20][7];                                 //  Объявляем массив для получения данных о 20 спутниках в формате: {ID спутника, Уровень приёма, Тип, Флаг активности, Угол возвышения, Азимут, Азимут }.
char* sa[]={"NoName","GPS","Глонасс","Galileo","Beidou","QZSS"}; // Определяем массив строк содержащих названия навигационных систем спутников.
                                                  //
// Место для кода инициализации из примеров выше  //  Для аппаратной или программной шины UART.
                                                  //
void loop(){                                      //
//   Читаем данные:                               //  Чтение может занимать больше 1 секунды.
     gps.read(i);                                 //  Указанием функции массив для получения данных о спутниках.
     for(uint8_t j=0; j<20; j++){                 //  Проходим по всем элементам массива «i».
     if( i[j][0] ){                               //  Если у спутника есть ID, то выводим информацию о нём:
         Serial.print(j+1);                       //  Номер п/п.
         Serial.print(")");                       //
         Serial.print(" Спутник ");               //
         Serial.print(sa[ i[j][2] ]);             //  Название навигационной системы спутника (0-неизвестно/1-GPS/2-Глонасс/3-Galileo/4-Beidou/5-QZSS).
         Serial.print(" ID: ");                   //
         Serial.print( i[j][0] );                 //  ID спутника (1...255).
         Serial.print(". Уровень: ");             //
         Serial.print( i[j][1] );                 //  Уровень приема в дБ.
         Serial.print("дБ. Возвышение: ");        //
         Serial.print( i[j][4] );                 //  Возвышение спутника над модулем (0°-горизонт ... 90°-зенит)
         Serial.print("°. Азимут: ");             //
         Serial.print( i[j][5]+i[j][6] );         //  Азимут положения спутника (0°...360°).
         Serial.print("°. " );                    //
         if(i[j][3]){Serial.print("Участвует в позиционировании.");}
         Serial.print("\r\n");                    //
    }                                             //
    }                                             //
}                                                 //

Для работы примера, в сообщениях NMEA 0183, отправляемых GPS модулем, должны присутствовать строки с идентификаторами GSA и GSV.

Описание функций библиотеки:

В данном разделе описаны функции библиотеки iarduino_GPS_NMEA позволяющей получать данные из текстовых сообщений NMEA 0183 отправляемых GPS-модулем по шине UART.

Библиотека iarduino_GPS_NMEA может использовать как аппаратную, так и программную реализацию шины UART для получения данных от GPS-модуля.

Подключение библиотеки:

Если GPS-модуль подключён по аппаратной шине UART (в примере используется UART-1):

#include <iarduino_GPS_NMEA.h>   // Подключаем библиотеку для расшифровки строк протокола NMEA получаемых по UART.
iarduino_GPS_NMEA gps;           // Создаём объект gps для работы с функциями и методами библиотеки iarduino_GPS_NMEA.
                                 //
void setup(){                    //
     Serial1.begin(9600);        //  Инициируем работу с аппаратной шиной UART-1 для получения данных от GPS модуля на скорости 9600 бит/сек.
     gps.begin(Serial1);         //  Инициируем расшифровку строк NMEA указав объект используемой шины UART.
}                                //

Если GPS-модуль подключён по программной шине UART (в примере используются выводы D5 и D6 для подключения модуля к Arduino):

#include <SoftwareSerial.h>      // Подключаем библиотеку для работы с программным UART, до подключения библиотеки iarduino_GPS_NMEA.
#include <iarduino_GPS_NMEA.h>   // Подключаем библиотеку для расшифровки строк протокола NMEA получаемых по UART.
SoftwareSerial SerialGPS(5, 6);  // Создаём объект SerialGPS для работы с функциями и методами библиотеки SoftwareSerial, указав выводы RX,TX Arduino соответственно.
iarduino_GPS_NMEA gps;           // Создаём объект gps для работы с функциями и методами библиотеки iarduino_GPS_NMEA.
                                 //
void setup(){                    //
     SerialGPS.begin(9600);      //  Инициируем работу с программной шиной UART для получения данных от GPS модуля на скорости 9600 бит/сек.
     gps.begin(SerialGPS);       //  Инициируем расшифровку строк NMEA указав объект используемой шины UART.
}                                //

Вывод TX Arduino подключается к выводу RX модуля, а вывод RX Arduino подключается к выводу TX модуля.

Функция begin();

Назначение: Инициализация расшифровки строк NMEA 0183 отправляемых GPS-модулем.
Синтаксис: begin( SERIAL [, ФЛАГ ] );
Параметры:

SERIAL - объект или класс для работы с шиной UART по которой приходят текстовые сообщения NMEA 0183 от GPS-модуля.
bool ФЛАГ - true / false. Флаг указывает выводить предыдущие данные при потере связи со спутниками или недостоверными результатами вычислений. Значение по умолчанию - true.

Возвращаемое значение: bool - результат инициализации (true или false).
Примечание:

Функция должна быть вызвана только после инициализации работы с шиной UART, объект или класс которой будет указан в качестве первого параметра функции.
Второй параметр функции (ФЛАГ) является не обязательным. Если указать true, или не указывать этот параметр вообще, то при потере связи со спутниками будут выводиться последние корректные координаты, дата, время и т.д. Если указать false, то при потере связи будут выводиться 0.

Пример:

Serial1.begin(9600); // Инициируем работу с аппаратной шиной UART-1 для получения данных от GPS модуля на скорости 9600 бит/сек.
gps.begin(Serial1)   // Инициируем расшифровку строк NMEA указав объект используемой шины UART.

Функция read();

Назначение: Чтение данных из сообщения NMEA отправленного GPS-модулем по шине UART.
Синтаксис: read( [ МАССИВ [, ФЛАГ ]] );
Параметры:

uint8_t МАССИВ - двумерный массив для получения данных о спутниках (см. пример).
bool ФЛАГ - true / false. Флаг указывает заполнять массив только данными о тех спутниках которые участвуют в позиционировании. Значение по умолчанию - false.

Возвращаемое значение: bool - результат чтения сообщения NMEA (true или false).
После выполнения функции (вне зависимости от наличия параметров), данные прочитанные из сообщения NMEA 0183 будут доступны в следующих переменных:

latitude - широта, longitude - долгота, altitude - высота над уровнем моря.
speed - скорость, course - курс на истинный полюс.
satellites[ GPS_ACTIVE ] - количество спутников участвующих в позиционировании.
satellites[ GPS_VISIBLE ] - количество наблюдаемых спутников.
PDOP, HDOP, VDOP - геометрические факторы ухудшения точности.
seconds - секунды, minutes - минуты, hours и Hours - часы, midday - полдень (0-am, 1-pm).
day - день месяца, weekday - день недели, month - месяц, year и Year - год.
Unix - Unix время (секунды прошедшие с начала эпохи Unix 01.01.1970 00:00:00).
errTim - ошибка врем, errDat - ошибка даты, errPos - ошибка коорд, errCrs - ошибка курса.
status - строка статусных символов, available - флаги обнаружения идентификаторов.

Примечание:

Заполнение переменных зависит от идентификаторов строк сообщения NMEA 0183.
Функция не знает какое количество строк включено в сообщение NMEA, по этому читает данные до получения идентификатора уже прочитанной строки, или до истечения времени установленного функцией timeOut().
Если в качестве параметра указан двухмерный массив для получения данных о спутниках, то каждый элемент массива, являющийся подмассивом, заполняется параметрами одного из спутников.

0 элемент - ID спутника (1...255).
1 элемент - Уровень приёма (отношение сигнал/шум) SNR в дБ.
2 элемент - Тип навигационной системы (1-GPS, 2-Глонасс, 3-Galileo, 4-Beidou, 5-QZSS).
3 элемент - Флаг участия спутника в позиционировании (1-да, 0-нет).
4 элемент - Угол возвышения спутника (0°-горизонт ... 90°-зенит).
5 и 6 элемент - В сумме являются азимутом положения спутника (0°...360°).

Пример:

uint8_t i[20][7]; // Объявляем массив для получения данных о до 20 спутниках, по 7 параметров о каждом {0-ID, 1-уровень приёма, 2-тип навигационной системы, 3-участие в позиционировании, 4-возвышение, 5и6-азимут}.
uint8_t j[10][3]; // Объявляем массив для получения данных о до 10 спутниках, по 3 параметра о каждом {0-ID, 1-уровень приёма, 2-тип навигационной системы}.
uint8_t k[15][4]; // Объявляем массив для получения данных о до 15 спутниках, по 4 параметра о каждом {0-ID, 1-уровень приёма, 2-тип навигационной системы, 3-участие в позиционировании}.
gps.read(i);      // Прочитать данные из сообщения NMEA заполнив массив i данными о наблюдаемых спутниках.
gps.read(j,true); // Прочитать данные из сообщения NMEA заполнив массив j данными о спутниках участвующих в позиционировании.
gps.read(k);      // Прочитать данные из сообщения NMEA заполнив массив k данными о наблюдаемых спутниках.
X = k[0][0];      // ID 1 спутника (от 1 до 255).
X = k[0][1];      // Уровень приёма (от 0 до 255 дБ) 1 спутника.
X = k[0][2];      // Тип навигационной системы 1 спутника.
X = k[0][3];      // Участие 1 спутника в позиционировании (0-нет/1-да).
X = k[1][0];      // ID 2 спутника (от 1 до 255).
X = k[1][1];      // Уровень приёма (от 0 до 255 дБ) 2 спутника.
X = k[1][2];      // Тип навигационной системы 2 спутника.
X = k[1][3];      // Участие 2 спутника в позиционировании (0-нет/1-да).
X = gps.latitude; // Широта.
X = gps.longitude;// Долгота.
X = gps.altitude; // Высота над уровнем моря.

Функция timeOut();

Назначение: Ограничение времени чтения данных.
Синтаксис: timeOut( МИЛЛИСЕКУНДЫ );
Параметры:

uint32_t МИЛЛИСЕКУНДЫ - максимальное время отводимое на чтение данных.

Возвращаемое значение: Нет.
Примечание:

Функция чтения данных read() не знает какое количество строк включено в сообщение NMEA 0183 отправляемое GPS-модулем.
Во время чтения переменные заполняются значениями поступающими по мере чтения строк сообщения NMEA 0183 до тех пор, пока не истечет время заданное функцией timeOut() или не будет встречена строка с уже прочитанным идентификатором.
Максимальное время отводимое для чтения данных по умолчанию равно 2000 мс.
Функцию достаточно вызвать однократно в коде setup().

Пример:

gps.timeOut(1500); // Читать данные не дольше 1,5 сек с момента обращения к функции read().

Функция timeZone();

Назначение: Установить / получить часовой пояс.
Синтаксис: timeZone( [±ЧАС] );
Параметры:

float ±ЧАС - количество часов на которое нужно сдвинуть время относительно UTC (±12).

Возвращаемое значение:

float ±ЧАС - установленное количество часов на которое сдвинуто время относительно UTC.

Примечание:

Если функция вызвана без параметров, то она только возвращает текущий часовой пояс.
Если функция вызвана с указанием количества часов (±12), то прочитанные дата и время будут сдвигаться на указанное количество часов, пока временная зона не будет изменена.
Если функция вызвана с параметром GPS_AutoDetectZone, то часовой пояс будет вычисляться автоматически, по координатам долготы. Стоит учесть, что часовой пояс будет вычисляться только по долготе, не учитывая политической карты и летнего времени. Например, долгота 37.5° проходит через г. Москва и делит его на 2 часовые зоны: +2 и +3.
Функцию достаточно вызвать однократно в коде setup().
По умолчанию установлен часовой пояс UTC+3.

Пример:

gps.timeZone(7);                   // Установить часовой пояс UTC+7:00.
gps.timeZone(-1.5);                // Установить часовой пояс UTC-1:30.
gps.timeZone(GPS_AutoDetectZone);  // Установить автоопределение часового пояса.

Данные читаемые из сообщения NMEA 0183:

Обращение к функции read() приводит к чтению данных из текстового сообщения NMEA 0183 отправляемого GPS-модулем по шине UART в следующие переменные:

float latitude - Широта (±90.0°).
float longitude - Долгота (±180.0°).
uint16_t altitude - Высота над уровнем моря (±32767м).
uint8_t speed - Скорость (0-255 км/ч).
float course - Курс (±180.0°).
uint8_t satellites[GPS_ACTIVE] - Количество активных спутников (0-12).
uint8_t satellites[GPS_VISIBLE] - Количество наблюдаемых спутников.
float PDOP - Пространственный геометрический фактор ухудшения точности (0-25.5).
float HDOP - Горизонтальный геометрический фактор ухудшения точности (0-25.5).
float VDOP - Вертикальный геометрический фактор ухудшения точности (0-25.5).
uint8_t seconds - Секунды (0-59).
uint8_t minutes - Минуты (0-59).
uint8_t hours - Часы (1-12).
uint8_t Hours - Часы (0-23).
uint8_t midday - Полдень (0-am, 1-pm).
uint8_t day - День месяца (1-31).
uint8_t weekday - День недели (0-воскресенье, 1-понедельник, ... , 6-суббота).
uint8_t month - Месяц (1-12).
uint8_t year - Год (0-99).
uint16_t Year - Год (0-65'535).
uint32_t Unix - Unix время (0-‭4'294'967'296 сек).

gps.read();              // Прочитать данные из сообщения NMEA.
float X = gps.latitude;  // Получить широту.
float Y = gps.longitude; // Получить долготу.
float Z = gps.altitude;  // Получить высоту над уровнем моря.

Переменные PDOP, HDOP и VDOP указывают как сильно снижается точность вычисления координат от текущего положения спутников в пространстве: 0-1 идеальная точность, 2-3 отличная точность, 4-6 хорошая точность, 7-8 средняя точность, 9-20 точность ниже среднего, больше 21 - плохая точность.

Содержание данных в строках сообщения NMEA 0183:

Переменные:	Идентификаторы строк сообщения NMEA 0183 отправляемого модулем:
latitude longitude	GGA	GLL	RMC	-	-	-	-	-	-
altitude	GGA	-	-	-	-	-	-	-	-
satellites	GGA	-	-	-	-	-	-	-	-
speed course	-	-	RMC	VTG	-	-	-	-	-
PDOP VDOP	-	-	-	-	-	GSA	-	-	-
HDOP	GGA	-	-	-	-	GSA	-	-	-
Hours hours minutes seconds midday	GGA	GLL	RMC	-	ZDA	-	-	DHV	GST
day weekday month year Year	-	-	RMC	-	ZDA	-	-	-	-
Unix	(GGA \|\| GLL \|\| RMC \|\| ZDA \|\| DHV \|\| GST ) && ( RMC \|\| ZDA )
Массив	-	-	-	-	-	GSA	GSV	-	-

Наличие в составе сообщения NMEA 0183, отправленного модулем, строки с любым из указанных в таблице идентификатором, приводит к заполнению данными соответствующей переменной.

Проверка достоверности полученных данных:

Проверить достоверность полученных данных можно при помощи следующих переменных:

uint8_t errTim - Ошибка времени. Переменная может принимать следующие значения:
0 - нет ошибок, 1 - сообщение NMEA 0183 не прочитано, 2 - время недостоверно.
uint8_t errDat - Ошибка даты. Переменная может принимать следующие значения:
0 - нет ошибок, 1 - сообщение NMEA 0183 не прочитано, 2 - дата недостоверна.
uint8_t errPos - Ошибка координат. Переменная может принимать следующие значения:
0 - нет ошибок, 1 - сообщение NMEA 0183 не прочитано, 2 - координаты недостоверны.
uint8_t errCrs - Ошибка скорости и курса. Переменная может принимать следующие значения:
0 - нет ошибок, 1 - сообщение NMEA 0183 не прочитано, 2 - скорость и курс недостоверны.

gps.read();                  // Прочитать данные из сообщения NMEA.
if(errPos==0){               // Если координаты прочитаны без ошибок.
    float X = gps.latitude;  // Получить широту.
    float Y = gps.longitude; // Получить долготу.
    float Z = gps.altitude;  // Получить высоту над уровнем моря.
}                            //

Дополнительные переменные:

char* status - Строка содержащая статусные символы.

status[0] - Символ указывающий на способ вычисления координат указанных в строке GGA.
status[1] - Символ указывающий на способ вычисления координат указанных в строке GLL.

'0' - недоступно.
'1' - автономно.
'2' - дифференциально.
'3' - PPS.
'4' - фиксированный RTK.
'5' - не фиксированный RTK.
'6' - экстраполяция.
'7' - фиксированные координаты.
'8' - режим симуляции.
'*' - строка с указанным идентификатором не прочитана.

status[2] - Символ указывающий на достоверность координат указанных в строке GLL.
status[3] - Символ указывающий на достоверность координат указанных в строке RMC.

'A' - координаты достоверны.
'V' - ошибочные координаты.
'*' - строка с указанным идентификатором не прочитана.

status[4] - Символ указывающий на способ вычисления курса указанного в строке RMC.
status[5] - Символ указывающий на способ вычисления курса указанного в строке VTG.

'A' - автономный.
'D' - дифференциальный.
'E' - аппроксимация.
'M' - фиксированные данные.
'N' - недостоверные данные.
'*' - строка с указанным идентификатором не прочитана.

status[6] - Символ указывающий на достоверность полученной даты.

'A' - дата и время достоверны.
'D' - дата достоверна.
'T' - время достоверно.
'V' - дата или время прочитано.
'*' - дата и время не прочитаны.

status[7] - Символ указывающий на статус навигации указанный в строке RMC.

'*' - строка с указанным идентификатором не прочитана.

uint16_t available - флаги обнаружения идентификаторов строк в сообщении NMEA 0183.
Установленные биты переменной указывают на прочтение: 0-GGA, 1-GLL, 2-RMC, 3-VTG, 4-ZDA, 5-DHV, 6-GST, 7-9-GSA, 10-GSV, 11-TXT, 15 - сообщение NMEA 0183 прочитано до конца.

gps.read();                                                 // Прочитать данные из сообщения NMEA.
Serial.print("Сообщение NMEA содержит следующие строки: "); //
if( gps.available & bit(0)  ){ Serial.print("GGA, "); }     // установленный  0 бит переменной available указывает на наличие строки GGA в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(1)  ){ Serial.print("GLL, "); }     // установленный  1 бит переменной available указывает на наличие строки GLL в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(2)  ){ Serial.print("RMC, "); }     // установленный  2 бит переменной available указывает на наличие строки RMC в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(3)  ){ Serial.print("VTG, "); }     // установленный  3 бит переменной available указывает на наличие строки VTG в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(4)  ){ Serial.print("ZDA, "); }     // установленный  4 бит переменной available указывает на наличие строки ZDA в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(5)  ){ Serial.print("DHV, "); }     // установленный  5 бит переменной available указывает на наличие строки DHV в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(6)  ){ Serial.print("GST, "); }     // установленный  6 бит переменной available указывает на наличие строки GST в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(7)  ){ Serial.print("GSA, "); }     // установленный  7 бит переменной available указывает на наличие строки GSA в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(8)  ){ Serial.print("GSA, "); }     // установленный  8 бит переменной available указывает на наличие строки GSA в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(9)  ){ Serial.print("GSA, "); }     // установленный  9 бит переменной available указывает на наличие строки GSA в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(10) ){ Serial.print("GSV, "); }     // установленный 10 бит переменной available указывает на наличие строки GSV в прочитанном сообщении NMEA
if( gps.available & bit(11) ){ Serial.print("TXT, "); }     // установленный 11 бит переменной available указывает на наличие строки TXT в прочитанном сообщении NMEA.
if( gps.available & bit(15) ){ Serial.println("сообщение прочитано полностью"); }else{ Serial.println("сообщение прочитано частично"); }