專利名稱：一種彌補gps系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GPS系統(tǒng)，特別是一種在GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導 航時用以彌補其空檔的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
GPS系統(tǒng)是近年發(fā)展迅速的智能定位、跟蹤和導航系統(tǒng)，它利用多 個衛(wèi)星組成網(wǎng)絡(luò)對地面上設(shè)有信號接受的設(shè)備進行跟蹤、定位或者導航。 這些對于汽車等交通工具來說是一個好的信息，它可以幫助處于移動狀 態(tài)的裝載有GPS設(shè)備的交通工具更好的識別道路信息。另外還可以對這 些裝備有GPS設(shè)備的物件進行定位或者跟蹤。
但是，GPS系統(tǒng)作為一種精確的定位、跟蹤和導航系統(tǒng)，卻具有信 號能力弱，容易受到干擾等缺點。 一旦不能有效地接受信號，GPS系統(tǒng) 就處于無效的工作狀態(tài)。如果GPS設(shè)備無法接受到GPS信號，就無法將 其位置和速度進行測量，進而喪失了其原有的功能，無法再進行定位、 跟蹤和導航。
在實踐當中，對影響GPS衛(wèi)星信號最為典型的是水泥建筑物。隨著 現(xiàn)代交通以及建筑的不斷發(fā)展，道路也越來越復雜，建設(shè)了大量的立交 橋、隧道等交通設(shè)施，城市里面本來就是高樓林立，這些建筑物對GPS 系統(tǒng)信號發(fā)射或者散射，弱化了這些信號。有些人工建筑會都成了 GPS 系統(tǒng)的信號死角2，進而影響到GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的效果。帶GPS設(shè)備1 的交通工具一旦進入這些信號死角2，就會丟失衛(wèi)星信息而無法繼續(xù)定 位、跟蹤、導航等，如圖1所示，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中利用GPS系統(tǒng)無法 實現(xiàn)定位、跟蹤和導航示意圖。依靠GPS系統(tǒng)導航的交通工具會因此而 陷入茫然無措的境地，造成駕駛?cè)藛T難以有效判斷行駛的方向和速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于
彌補現(xiàn)有GPS系統(tǒng)在某些情況下無法進行定位、跟蹤和導航的方法。利 用本發(fā)明的方法以達到在對GPS系統(tǒng)缺點的補充，完善系統(tǒng)的定位、跟 蹤和導航體系。
本發(fā)明技術(shù)方案的發(fā)明思路在于利用一種輔助的方法對GPS系統(tǒng)原 有功能進行補充和完善，目的在于在GPS系統(tǒng)信號受到人工建造物影響 而減弱情況，GPS設(shè)備無法接受到信號喪失其原有功能，利用一種交通 工具上原有的測量速度和加速度的設(shè)備，配合GPS系統(tǒng)進行工作。待GPS 系統(tǒng)的信號恢復正常時在進行精確的速度和位置調(diào)整。
基于上述原理，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的方法，該方法包括如下
① GPS系統(tǒng)正常定位、跟蹤和導航；
② 檢測GPS系統(tǒng)是否能接受足量的衛(wèi)星信號，若是則繼續(xù)進行正常的定 位、跟蹤和導航，若不能接受足量的衛(wèi)星信號并致使無法正常向用戶顯 示信息，執(zhí)行步驟③，若是GPS系統(tǒng)尚能接受足量的衛(wèi)星信號但是信號 己偏弱致使可能很快就進入信號死角區(qū)域，也可同時執(zhí)行步驟③；
③ 記錄當前GPS系統(tǒng)的位置、速度信息，并啟動速度傳感器工作系統(tǒng)； 由速度傳感器將載有GPS信號接受設(shè)備的裝置的運行加速度，持續(xù)傳 送至數(shù)據(jù)處理部件，數(shù)據(jù)處理部件依據(jù)從速度傳感器接收到的加速度信 息，結(jié)合步驟③中的位置和速度信息，計算出此時所處位置和速度并輸 送至用戶界面，將上述結(jié)果展示至用戶；
⑤ 檢測此時衛(wèi)星信號的強弱，若滿足要求則執(zhí)行步驟⑥，若不滿足則繼 續(xù)執(zhí)行步驟④；
⑥ 啟用GPS系統(tǒng)進行定位、跟蹤和導航，關(guān)閉速度傳感器。
一種彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括如下 部件GPS系統(tǒng)、速度傳感器、用戶界面和數(shù)據(jù)處理部件，所述的GPS系統(tǒng)連接并輸入數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)處理部件，所述的速度傳感器也連接并輸入 數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)處理部件，該數(shù)據(jù)處理部件處理數(shù)據(jù)并將其輸入至所述的用 戶界面以顯示至用戶。所述的數(shù)據(jù)處理部件為單獨的數(shù)據(jù)處理器或者集成至其他芯片中的 數(shù)據(jù)處理器。所述的用戶界面包括顯示系統(tǒng)和語音提示系統(tǒng)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明是在利用GPS系統(tǒng)進行定位、跟蹤和導航時出現(xiàn)無信號時而 喪失原有功能，另外附加了一個速度傳感器，利用其測定此時的速度和 加速度來彌補無法的進行定位、跟蹤和導航的缺點，使得原有技術(shù)方案中單單GPS系統(tǒng)加上速度傳感器形成一個完善的定位、跟蹤和導航系統(tǒng)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中利用GPS系統(tǒng)無法實現(xiàn)定位、跟蹤和導航示意圖。 圖2是本發(fā)明一種彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的方法的流 程關(guān)系圖。圖3是本發(fā)明用于彌補GPS系統(tǒng)無法實現(xiàn)定位、跟蹤和導航的系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明在GPS系統(tǒng)無法定位、跟 蹤和導航時用以彌補其空檔的方法及系統(tǒng)做進一步的詳細說明，但不能 以此來限制本發(fā)明的保護范圍。請看圖2，圖2是本發(fā)明一種彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航 的方法的流程關(guān)系圖。由圖可以看出，本發(fā)明用于彌補GPS系統(tǒng)無法定 位、跟蹤和導航的方法的具體流程包括如下步驟①啟動GPS系統(tǒng)，載有GPS信號接受設(shè)備的裝置進行正常的定位、跟蹤 和導航，GPS信號接受設(shè)備接受到GPS信號后將其轉(zhuǎn)化，由用戶界面的顯示系統(tǒng)或語音系統(tǒng)顯示和提醒其所在的具體位置，并進行實時跟蹤和導航；② 檢測GPS系統(tǒng)是否能接受足量的衛(wèi)星信號，若是則繼續(xù)進行正常的定 位、跟蹤和導航，若不能接受足量的衛(wèi)星信號并致使無法正常向用戶顯 示信息，則執(zhí)行步驟③，若是存在GPS系統(tǒng)尚能接受足量的衛(wèi)星信號但 是信號已偏弱致使可能很快就進入信號死角區(qū)域的情況，也可同時執(zhí)行 步驟③；③ 記錄當前GPS系統(tǒng)的位置、速度信息，并啟動速度傳感器； 由速度傳感器將載有GPS信號接受設(shè)備的裝置的運行加速度，持續(xù)傳 送至數(shù)據(jù)處理部件，數(shù)據(jù)處理部件依據(jù)從速度傳感器接收到的加速度信 息，結(jié)合步驟③中的位置和速度信息，計算出此時所處位置和速度并輸 送至用戶界面的顯示系統(tǒng)或者語音提示系統(tǒng)，將上述結(jié)果展示至用戶， 該實施中數(shù)據(jù)處理部件計算過程包括但不限于下面所述計算方法設(shè)置水平面為X軸和Y軸，垂直于水平面的方向為Z軸；根據(jù)公式V, = V。 + " * " 其中v,為t時刻速度，v。為初始速度，《為加速度，f為時間， 可以算出X軸、Y軸和Z軸上在任意時刻t的速度矢量v,」=v。 ,+"。n; f指時間t時刻，、,指t時刻在X軸方向上的 速度矢量，v。,指③中記錄的速度在X軸方向上的初速度矢量；"^指t 時刻在X軸方向上的加速度矢量；、y=v。j + "c"; t指時間t時刻，v,j指t時刻在Y軸方向上的 速度矢量，v。y指③中記錄的速度在Y軸方向上的初速度矢量；"u指t 時刻在Y軸方向上的加速度矢量；、Z=VZ+L*。 t指時間t時刻，、2指1:時刻在Z軸方向上的 速度矢量，v?！怪涪壑杏涗浀乃俣仍赯軸方向上的初速度矢量；、,指t 時刻在Z軸方向上的加速度矢量；根據(jù)5 = 7*7^可以算出任意時刻的位移信息為5=X軸、Y軸和Z軸上的位移為& = /^,、,*&、 & = J^j*",j*&、& = (K—/、/必，由上述三個位移矢量合成可以得到目前的位移信息， 方向信息；⑤ 再次檢測GPS系統(tǒng)是否能接受足量的衛(wèi)星信號而能滿足用戶界面正 常顯示所需，若滿足要求則執(zhí)行步驟⑥，若不滿足則繼續(xù)執(zhí)行步驟④；⑥ 啟用GPS系統(tǒng)進行正常的定位、跟蹤和導航，關(guān)閉速度傳感器。根據(jù)上述方法，本發(fā)明設(shè)計了相應(yīng)的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，圖 3是本發(fā)明用于彌補GPS系統(tǒng)無法實現(xiàn)定位、跟蹤和導航的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 示意圖。由圖可以看出，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成及其連接關(guān)系如下該系統(tǒng) 包括如下部件GPS系統(tǒng)、速度傳感器、用戶界面和數(shù)據(jù)處理部件，所 述的GPS系統(tǒng)連接并輸入數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)處理部件，所述的速度傳感器也連 接并輸入數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)處理部件，該數(shù)據(jù)處理部件處理數(shù)據(jù)并將其輸入至 所述的用戶界面以展示至用戶。所述的數(shù)據(jù)處理部件為單獨的數(shù)據(jù)處理器或者集成至其他芯片中的 數(shù)據(jù)處理器。這里強調(diào)的是數(shù)據(jù)處理器，這個完成上述處理過程的數(shù)據(jù) 處理部件還可以是一個復雜系統(tǒng)中任意一個芯片所含的數(shù)據(jù)處理器。所述的用戶界面包括顯示系統(tǒng)和語音提示系統(tǒng)。實施例1下面以汽車載的GPS系統(tǒng)進行導航中出現(xiàn)無信號時進行空隙彌補的 方法和系統(tǒng)。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征如下，汽車載GPS系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)同圖3，在汽 車穿過立交橋的狀態(tài)下，本實施例中系統(tǒng)的工作方法，包括如下步驟① 啟動車載GPS系統(tǒng)，載有GPS信號接受設(shè)備的裝置進行正常地定 位、跟蹤和導航，GPS信號接收設(shè)備接收到GPS信號后進行數(shù)據(jù)處理， 然后通過用戶界面告知用戶其所在的具體位置，并進行實時跟蹤和導航;② 實時檢測GPS系統(tǒng)是否能接受足量的衛(wèi)星信號，若是則用戶界面 將正常圖像和數(shù)據(jù)顯示給駕駛?cè)藛T，也可以由語音系統(tǒng)提示給駕駛?cè)藛T，繼續(xù)進行正常的定位、跟蹤和導航，若否則執(zhí)行步驟③，若是GPS系統(tǒng) 尚能接受足量的衛(wèi)星信號但是信號已偏弱，也可同時執(zhí)行步驟③；
③ 數(shù)據(jù)處理器記錄當前GPS系統(tǒng)的位置、整個設(shè)備當前的速度信 息，同時啟動速度傳感器工作系統(tǒng)；
④ 由速度傳感器將載有GPS信號接受設(shè)備的汽車的運行加速度，持 續(xù)傳送至數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器依據(jù)從傳感器接收到的加速度信息， 結(jié)合步驟③中的位置和速度信息，計算出當時所處位置和速度并輸送至 用戶界面；
⑤ 檢測GPS系統(tǒng)是否能接受足量的衛(wèi)星信號，若滿足要求則執(zhí)行步 驟⑥，若不滿足則繼續(xù)執(zhí)行步驟④；
⑥啟用GPS系統(tǒng)進行正常的定位、跟蹤和導航后，關(guān)閉速度傳感器。 運用上述的系統(tǒng)和處理流程后，可以大大彌補GPS系統(tǒng)本身受外界
影響而導致的暫時失效，形成了一個完整的定位、跟蹤和導航系統(tǒng)。 毫無疑問，以上只是本發(fā)明中的一個具體的實施案例，當然本發(fā)明
還包括其他處理步驟和部件連接形式。總而言之，本發(fā)明的保護范圍還
包括其他對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講顯而易見的變換和替代。
權(quán)利要求
1.一種彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟①GPS系統(tǒng)正常定位、跟蹤和導航；②檢測GPS系統(tǒng)是否能接受足量的衛(wèi)星信號，若能接受足量的衛(wèi)星信號則繼續(xù)進行正常的定位、跟蹤和導航，若不能接受足量的衛(wèi)星信號并致使無法正常向用戶顯示信息，則執(zhí)行步驟③；③記錄當前GPS系統(tǒng)的位置、速度信息，并啟動速度傳感器工作系統(tǒng)；④由速度傳感器將載有GPS信號接受設(shè)備的裝置的運行加速度，持續(xù)傳送至數(shù)據(jù)處理部件，數(shù)據(jù)處理部件依據(jù)從傳感器接收到的加速度信息，結(jié)合步驟③中的位置和速度信息，計算出此時所處位置和速度并輸送至用戶界面，將上述結(jié)果展示至用戶；⑤檢測此時衛(wèi)星信號的強弱，若滿足要求則執(zhí)行步驟⑥，若不滿足則繼續(xù)執(zhí)行步驟④；⑥重新啟用GPS系統(tǒng)進行定位、跟蹤和導航，關(guān)閉速度傳感器。
2. —種彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的系統(tǒng)，其特征在于， 該系統(tǒng)包括如下部件GPS系統(tǒng)(3)、速度傳感器(4)、用戶界面(6) 和數(shù)據(jù)處理部件(5)，所述的GPS系統(tǒng)連接并輸入數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)處理部件， 所述的速度傳感器也連接并輸入數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)處理部件，該數(shù)據(jù)處理部件 處理數(shù)據(jù)并將其輸入至所述的用戶界面以顯示至用戶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的系 統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理部件為單獨的數(shù)據(jù)處理器或者集成至 其他芯片中的數(shù)據(jù)處理器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航 的系統(tǒng)，其特征在于，所述的用戶界面包括顯示系統(tǒng)和語音提示系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彌補GPS系統(tǒng)無法定位、跟蹤和導航的方法，該方法包括如下步驟①GPS系統(tǒng)正常定位、跟蹤和導航；②檢測GPS系統(tǒng)是否能接受足量的衛(wèi)星信號，若是則繼續(xù)執(zhí)行步驟①，若否則執(zhí)行步驟③；③記錄當前的位置、速度信息，啟動速度傳感器工作系統(tǒng)；④速度傳感器將所測加速度持續(xù)傳送至數(shù)據(jù)處理部件，數(shù)據(jù)處理部件依據(jù)加速度、位置和速度信息，計算所處位置和速度并輸送至用戶界面展示至用戶；⑤檢測衛(wèi)星信號的強弱，滿足需求則執(zhí)行步驟⑥，不滿足則繼續(xù)執(zhí)行步驟④；⑥啟用GPS系統(tǒng)進行定位、跟蹤和導航，關(guān)閉速度傳感器。本發(fā)明用速度傳感器來彌補GPS系統(tǒng)無法隨時定位、跟蹤和導航的缺點，由GPS系統(tǒng)和速度傳感器形成完善的系統(tǒng)。
文檔編號G01C21/26GK101298989SQ20081003948
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者馬瓊英 申請人:嘉興聞泰通訊科技有限公司