專利名稱：全球定位系統(tǒng)誤差校正、車輛跟蹤和目標定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對GPS接收器位置確定中的誤差進行校正的方法和一種使用GPS 接收器跟蹤車輛的方法，并且具體地但不是排他地，涉及使用移動電話網(wǎng)絡(luò)接收和傳播這 種數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明也涉及一種用于定位目標的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
使用全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備來確定設(shè)備的位置是眾所周知的。GPS利用從衛(wèi)星 發(fā)送的信號進行三角測量并且確定接收到信號的位置。這是通過確定信號從衛(wèi)星傳播到 GPS接收器的距離完成的，該距離是由信號傳播所花費的時間乘以光速來確定的。但是光速 只有在真空中才是恒定的，因此當GPS信號穿過電離層和對流層時，其被冰和帶電粒子反 彈而改變其路徑。這些誤差意味著標準GPS接收器可以將其位置確定到大約IO米范圍內(nèi)。
為了克服這一問題，被稱為差分全球定位系統(tǒng)(DGPS)的誤差校正服務(wù)使用一系 列在固定的已知地點的GPS參考站。這些地點的精確位置是已知的，因此可以確定由在該 地點的GPS接收器所計算的位置之間的差。然后將該誤差因子發(fā)送到DGPS接收器，然后 DGPS接收器可以使用該誤差因子改進它們對它們目前位置的估計。DGPS通常具有大約4米 的精度。但是，建設(shè)和安裝參考站是昂貴的，在英國大約每隔200千米設(shè)置參考站。結(jié)果， 這些DGPS站不能解決局部不精確。例如，從高建筑物反彈的GPS信號可以引起建筑物區(qū)域 內(nèi)的顯著誤差，也經(jīng)常有這種情況，分開很短距離的公路導(dǎo)致GPS接收器指示它位于與它 真實所在的道路不同的道路上的位置。 當GPS接收器與通常是通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS)發(fā)送器的移動電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送器 結(jié)合使用以跟蹤車輛時，通常通過SMS消息將涉及車輛的位置、行進方向和行進速度的大 量數(shù)據(jù)發(fā)射至跟蹤站。由于發(fā)送信息所采用的低頻率，因此難以建立車輛運動的精確畫面 或者確定駕駛和駕駛員技術(shù)的模式。 本發(fā)明的優(yōu)選實施例試圖克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種針對差分全球定位系統(tǒng)確定誤差因子的方 法，包括以下步驟 接收從沿著多條已知路線中的至少一條路線行進的至少一個設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，該 數(shù)據(jù)涉及基于所述設(shè)備中的全球定位系統(tǒng)接收器所接收的全球定位系統(tǒng)信號的所述設(shè)備 的多個假定位置； 將所述設(shè)備的多個所述假定位置與所述多條路線進行比較以確定最接近地符合 所述多個假定位置的路線；并且 將多個所述假定位置與所確定的路線進行比較以計算誤差因子。 通過接收從包括GPS接收器的設(shè)備發(fā)送的多個假定位置，將這些位置與已知路線
匹配并且確定誤差因子，提供了如下優(yōu)點能夠比現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備更精確地確定誤差因子，
5并且能夠?qū)⒂绊慓PS讀數(shù)精度的局部因素考慮在內(nèi)。例如，本發(fā)明的設(shè)備能夠消除對GPS測 量的精度具有較小但并非微不足道的影響的局部天氣因素，這在采用廣泛分布的固定站的 現(xiàn)有技術(shù)中是不可能的。此外，也包括諸如高建筑物上的GPS信號反射之類的局部因素，并 且來自采用本發(fā)明的方法的設(shè)備的數(shù)據(jù)一旦經(jīng)過該建筑物，則立即包括新結(jié)構(gòu)的引入。也 包括這些因素的組合以提高精度。 該方法可以進一步包括將所述誤差因子發(fā)送至差分全球定位系統(tǒng)設(shè)備。 通過將此數(shù)據(jù)發(fā)送至DGPS設(shè)備，這些設(shè)備能夠提供達50厘米精度的非常精確的
GPS讀數(shù)。 該方法還可以進一步包括經(jīng)由移動電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述數(shù)據(jù)和所述誤差因子中的 至少一個。 通過采用移動電話網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送誤差因子，提供了以下優(yōu)點已經(jīng)通過電話網(wǎng)絡(luò)提 供了非常廣泛的覆蓋從而使得可以相等地廣泛地獲得精度的提高。此外，由于GPS設(shè)備經(jīng) 常用于跟蹤車輛，因此已經(jīng)向接收器設(shè)備和從接收器設(shè)備發(fā)送了數(shù)據(jù)。此外，如果正在跟蹤 車輛，則有可能提供非常局部化的誤差因子從而考慮到局部條件。例如，如果大的建筑物引 起顯著不同的因子，則當車輛接近此建筑物時，能夠根據(jù)車輛的位置動態(tài)地改變誤差因子。
在優(yōu)選實施例中，誤差因子表示為向量。
該方法還可以包括 使所述設(shè)備沿著多條已知路線中的至少一條已知路線行進；并且 發(fā)送涉及該設(shè)備的多個假定位置的數(shù)據(jù)，該設(shè)備的多個假定位置基于所述設(shè)備中
的所述全球定位系統(tǒng)接收器所接收的全球定位系統(tǒng)信號。 該方法還可以進一步包括以已知的間隔存儲涉及所述設(shè)備的所述位置的數(shù)據(jù)并 且所述發(fā)送的數(shù)據(jù)不包括涉及該設(shè)備行進的速度和方向的數(shù)據(jù)。
通過僅以規(guī)則間隔收集和發(fā)送位置數(shù)據(jù)，提供了以下優(yōu)點用于確定GPS誤差因
子的每個車輛只產(chǎn)生少量的數(shù)據(jù)。結(jié)果，由于期望使用盡可能多的車輛來確定盡可能大的
區(qū)域上的精度，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量，以及由此所需要的發(fā)送帶寬和處理資源不會過多。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種確定差分全球定位系統(tǒng)的誤差因子的計算
機程序，該程序包括 第一計算機代碼，用于接收從沿著多條已知路線中的至少一條已知路線行進的至 少一個設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)涉及基于所述設(shè)備中的全球定位系統(tǒng)接收器所接收的全球 定位系統(tǒng)信號的該設(shè)備的多個假定位置； 第二計算機代碼，用于將該設(shè)備的多個所述假定位置與所述多條路線進行比較， 以確定最接近地符合所述多個假定位置的路線；以及 第三計算機代碼，用于將多個所述假定位置與所確定的路線進行比較以計算誤差 因子。 該計算機程序可以進一步包括第四計算機代碼，用于向差分全球定位系統(tǒng)設(shè)備發(fā) 送所述誤差因子。 該計算機程序還可以進一步包括第五計算機代碼，用于經(jīng)由移動電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所 述數(shù)據(jù)和所述誤差因子中的至少一個。 在優(yōu)選實施例中，所述第三計算機代碼將誤差因子作為向量進行計算。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種跟蹤全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備的方法，包括 以下步驟 接收涉及所述設(shè)備的位置的多個全球定位系統(tǒng)信號； 以已知的時間間隔存儲涉及所述設(shè)備的所述位置的數(shù)據(jù)；并且 發(fā)送涉及所述設(shè)備的所述位置的所述數(shù)據(jù)，所述發(fā)送包括指示所述位置的笛卡爾 坐標而不包括涉及該設(shè)備行進的速度和方向的數(shù)據(jù)，或者包括相對于先前位置指示所述位 置的向量坐標而不包括指示所述位置的笛卡爾坐標。 通過使用只涉及包含GPS接收器的車輛的位置的很少量的數(shù)據(jù)跟蹤車輛，提供了 以下優(yōu)點與現(xiàn)有技術(shù)的跟蹤系統(tǒng)相比，所發(fā)送的減少的信息發(fā)送起來更廉價，而經(jīng)過分析 可以提供更多信息。例如，可以使用位置數(shù)據(jù)精確地跟蹤道路上車輛的位置。由于數(shù)據(jù)被 以已知的時間間隔記錄，因此易于計算車輛的速度從而確定是否已超出速度限制。此外，可 以推出關(guān)于駕駛風(fēng)格的統(tǒng)計信息，例如顯示車輛的快速加速和減速。采用本發(fā)明的裝置，每 天行進8小時的一輛車在一個月內(nèi)通常僅產(chǎn)生3Mb數(shù)據(jù)，這遠遠少于現(xiàn)有技術(shù)中所觀察到 的。 在優(yōu)選實施例中，間隔是時間間隔。 在另一個優(yōu)選實施例中，間隔是根據(jù)從上一個存儲的位置行進的距離相對于速度 確定的。 在另一個優(yōu)選實施例中，確定間隔以使得當以米為單位測量的距上一個存儲的位 置的距離等于或大于以英里每小時為單位測量的速度時存儲數(shù)據(jù)。 通過每當以米為單位測量的距上一個點的距離等于或大于當前速度時存儲然后 發(fā)送數(shù)據(jù)，被服務(wù)器接收的數(shù)據(jù)被很容易地分析。例如，確定車輛行進的速度所需要的處理 顯著減少，因為這是通過測量兩個相鄰點之間的距離來簡單地確定的，并且以米為單位的 該距離是第二個數(shù)據(jù)點處的以英里每小時為單位的車輛行進速度。此外，當車輛以恒定速 度行進時，數(shù)據(jù)點關(guān)于時間是等距的，減速時各點更接近，加速時它們分開更遠。因此有可 能從所發(fā)送的少量數(shù)據(jù)中得出大量信息。然而，發(fā)送數(shù)據(jù)所使用的格式允許容易地得出附 加信息而不需要服務(wù)器處理大量數(shù)據(jù)，當跟蹤大量車輛時處理大量數(shù)據(jù)可能對系統(tǒng)資源造 成顯著壓力。 在優(yōu)選實施例中，經(jīng)由移動電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。 在另一個優(yōu)選實施例中，全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備是差分全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備。
在另一個優(yōu)選實施例中，差分全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備使用根據(jù)上述方法確定的誤 差因子。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了第一設(shè)備，用于指示到至少一個第二設(shè)備的方 向，該第一設(shè)備包括 接收器，用于接收涉及第二設(shè)備的位置的信息； 位置確定裝置，用于確定第一設(shè)備的位置； 計算裝置，用于計算從第一設(shè)備到第二設(shè)備的方向；以及 指示裝置，用于指示所述方向。 通過向第一設(shè)備的用戶提供用于指示到第二設(shè)備的方向的裝置，提供了如下優(yōu) 點第一設(shè)備的用戶能夠容易地定位第二設(shè)備。例如，兩個人試圖在市中心相互定位的情況下，如果他們中的每一個具有根據(jù)以上發(fā)明的設(shè)備，則他們將能夠容易地找到對方。 在優(yōu)選實施例中，第一設(shè)備還包括用于發(fā)送涉及第一設(shè)備的位置的信息的發(fā)送器。 在另一個優(yōu)選實施例中，發(fā)送器和接收器包括單個單元。 在另一個優(yōu)選實施例中，指示裝置包括顯示指向第二設(shè)備的方向的箭頭的至少一 個屏幕。 在優(yōu)選實施例中，指示裝置還指示第一設(shè)備和第二設(shè)備之間的距離。
在另一個優(yōu)選實施例中，第一設(shè)備是移動通信設(shè)備。
在另一個優(yōu)選實施例中，位置確定裝置包括全球定位系統(tǒng)。
在優(yōu)選實施例中，全球定位系統(tǒng)是差分全球定位系統(tǒng)。 在另一個優(yōu)選實施例中，差分全球定位系統(tǒng)使用根據(jù)上述方法確定的誤差因子。
這允許本發(fā)明的設(shè)備的使用者將另一個設(shè)備定位在50cm之內(nèi)。它也改進了設(shè)備 使用的簡便性。在標準GPS單元中，除非提供有內(nèi)部羅盤，否則當設(shè)備運動時可以確定行進 的方向但是當設(shè)備靜止時不能確定設(shè)備所指的方向。因此，使用標準GPS在設(shè)備可以確定 行進的方向并且指向第二設(shè)備的方向之前必須運動約10m。但是，通過利用本發(fā)明的提高的 精度只需要50cm的較小的運動。 在另一個優(yōu)選實施例中，差分全球定位系統(tǒng)使用利用上述計算機程序確定的誤差 因子。 在優(yōu)選實施例中，根據(jù)上述方法跟蹤包括全球定位系統(tǒng)的第一設(shè)備。
在另一個優(yōu)選實施例中，根據(jù)上述方法跟蹤包括差分全球定位系統(tǒng)的第一設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種指示從第一設(shè)備到至少一個第二設(shè)備的方向 的方法，該方法包括以下步驟 第一設(shè)備接收涉及第二設(shè)備的位置的信息；
確定第一設(shè)備的位置； 計算從第一設(shè)備到第二設(shè)備的方向；并且
指示該方向。 該方法也可以包括第一設(shè)備發(fā)送涉及第一設(shè)備的位置的信息的步驟。 該方法可以進一步包括第一設(shè)備接收來自第二設(shè)備的信息的步驟。 該方法也可以包括第一設(shè)備接收來自至少一個固定GPRS發(fā)送器/接收器的信息
的步驟。 該方法可以進一步包括第一設(shè)備向第二設(shè)備發(fā)送信息的步驟。 該方法也可以包括第一設(shè)備向至少一個固定GPRS發(fā)送器/接收器發(fā)送信息的步驟。 該方法可以進一步包括第一設(shè)備每運動0. 5米接收信息的步驟。
該方法也可以包括第一設(shè)備每運動0. 5米發(fā)送信息的步驟。


現(xiàn)在將參照附圖僅通過示例而無任何限定意味地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附 圖中
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圖1是本發(fā)明中所采用的設(shè)備的示意圖； 圖2是示出了本發(fā)明的步驟的流程圖； 圖3是本發(fā)明中所使用的收集數(shù)據(jù)的方法的示意圖； 圖4是本發(fā)明中所使用的誤差校正因子的確定的示意圖； 圖5是本發(fā)明中所使用的所選取路線的確定的示意圖；以及 圖6是本發(fā)明的另一個方面的設(shè)備的示意圖。
具體實施例方式
參照圖l，本發(fā)明的方法中所用的裝置可以利用如下的已知裝置。移動傳感單元 10包括接收GPS信號以估計移動傳感單元10的位置的GPS接收器12。單元10也包括向 固定GPRS發(fā)送器/接收器16發(fā)送數(shù)據(jù)的GPRS發(fā)送器。雖然在圖1所示的示例中為執(zhí)行 本發(fā)明的方法只需要發(fā)送功能，但是移動傳感單元10的GPRS發(fā)送器14通常也可以用作接 收器。由固定GPRS發(fā)送器/接收器16接收的數(shù)據(jù)經(jīng)由因特網(wǎng)18發(fā)送至用于計算誤差校 正因子的處理器/服務(wù)器20。 —旦經(jīng)由因特網(wǎng)18接收到來自處理器/服務(wù)器20的指令，固定GPRS發(fā)送器16 將校正因子數(shù)據(jù)發(fā)送至差分GPS 22。差分GPS 22具有GPS接收器24(等同于移動傳感單 元10的GPS接收器12)和GPRS接收器26。在圖1所示的示例中，GPRS接收器26也能夠 作為發(fā)送器以將數(shù)據(jù)經(jīng)由固定GPRS發(fā)送器/接收器16和因特網(wǎng)18發(fā)送至處理器/服務(wù) 器20。差分GPS 22的這一發(fā)送功能僅對于跟蹤差分GPS 22的運動的實施例是需要的。
在本發(fā)明的方法中，其上安裝有移動傳感單元10的車輛28沿著道路30隨路線32 行進(步驟34)。由于移動傳感單元10的位置是固定在車輛28內(nèi)的，所以以小于50厘米 的精度獲知道路30的寬度內(nèi)的路線32的位置。GPS接收器12接收GPS信號(步驟36)并 且能夠采用標準GPS技術(shù)在多個位置38處估計其位置(步驟40)。由于光穿過地球大氣時 其速度的變化以及由于諸如建筑物的局部因素，這些位置只能被估計到+/_10米的精度。 在使用GPRS發(fā)送器14發(fā)送數(shù)據(jù)(步驟44)之前，這些所估計的位置38被臨時存儲在移動 傳感單元中。所估計的位置臨時存儲為空間中的點(緯度、經(jīng)度和高度)，這些坐標點或者 作為單個點發(fā)送(三個數(shù)字)并且從臨時存儲器中刪除，或者作為一系列數(shù)據(jù)點發(fā)送。所 估計的位置數(shù)據(jù)由固定GPRS發(fā)送器/接收器16接收并且經(jīng)由因特網(wǎng)18傳到處理器/服 務(wù)器20。 以其最簡單的形式，所估計的位置數(shù)據(jù)38能夠作為僅僅是空間中的點被發(fā)送，而 沒有諸如發(fā)送的時間、車輛28的行進方向或速度的任何附加信息。不需要精確地提供對 位置進行估計的時刻，因為可以將它近似地估計為服務(wù)器20接收它的時刻，因為對于估計 GPS誤差因子的目的來說這是足夠的。 當在服務(wù)器20處接收到所估計的位置數(shù)據(jù)(步驟46)時，將所估計的位置與已知 路線(道路30的各位置)相比較以確定車輛28沿著哪條道路行進。這是適度直接的過 程，因為所估計的位置精確到大約+/-10米，并且當一系列數(shù)據(jù)點組合在一起時，容易看出 車輛沿著哪條道路行進。參照圖5，第一 GPS估計位置60可以是包含在圈62中的道路32 上的點中的任何一個。即，所有那些點均在第一估計點60的預(yù)期誤差范圍(通常為10m) 內(nèi)。當服務(wù)器接收到第二估計點64時，明顯地，車輛在箭頭66所指示的方向上行進。因此可以假定車輛在道路的左側(cè)(如果在英國或其它左側(cè)駕駛國家中)行進。由服務(wù)器保持涉 及在特定車道中行進的方向的信息。結(jié)果，點64必須是包含在圈68中的點中的一個，即點 64的10m內(nèi)的道路左側(cè)的那些點中的一個。類似地，第三估計點70可以是包含在圈72內(nèi) 的點中的任一個，因為車輛在由箭頭74指示的、與箭頭66所指示的方向近似相同的方向上 行進。有可能根據(jù)這前三個估計數(shù)據(jù)點確定車輛的實際位置是在所估計的數(shù)據(jù)點的右方， 但是不清楚包含在圈72中的道路上的哪一個點是實際位置。因為箭頭66和74指向近似 相同的方向，所以包含在圈62、68和72中的道路上的點近似是直線的。但是，因為第四估 計點向右移出了其它估計點所在的線，并且道路左側(cè)的形狀變?yōu)檗D(zhuǎn)角，這意味著由于所估 計的數(shù)據(jù)點到道路上的實際位置的距離很可能相同，所以道路32上在第四估計點76的左 方且位于與圈68和72中的數(shù)據(jù)點相似的距離的唯一的點是圈78中的點。因此，可以作出 對誤差向量的初始估計，其為箭頭80所指示的方向和點76與78之間的距離。
可選地，這一過程可以被視為通過僅僅減去從當前位置點到最近的道路數(shù)據(jù)點的 歐氏距離來初始計算誤差。然后將所接收的數(shù)據(jù)與之前的數(shù)據(jù)進行比較，并且采用三角法 來確定行進的方向和道路的當前側(cè)。然后采用使用遺傳算法的查找方法來尋找與最近車道 的最優(yōu)匹配。所接收的數(shù)據(jù)與最大和最小北、東、西和南的歷史道路/車道數(shù)據(jù)比較并從中 減去。結(jié)果，隨著車輛改變其行進方向，誤差定期地降低。 在步驟48中，一旦所估計的位置數(shù)據(jù)與路線匹配，則所估計的位置數(shù)據(jù)被劃分為 與已知路線以相似程度匹配的組(步驟50)。在開放空間中，通常校正因子在相當長的距離 上保持恒定，因為改善使用GPS信號進行的位置估計的精度的最重要因子是地球大氣導(dǎo)致 的因子。但是，在建筑物區(qū)域中，GPS信號能夠從建筑物反射，誤差因子能夠顯著地更加局 部化。 然后對于一系列估計位置的每一個確定將這些估計位置轉(zhuǎn)換到已知路線上所需 要的向量。如圖4所示，精度表達為向量。此誤差向量被發(fā)送(步驟54)至其它差分GPS 設(shè)備22。在步驟56中，差分GPS 22使用誤差校正向量來校正它所接收的估計位置。
為了最好地利用校正向量，具體地在誤差因子可以非常局部化的建筑物區(qū)域中， 差分GPS 22上的GPRS接收器/發(fā)送器26將涉及其估計位置的數(shù)據(jù)經(jīng)由固定GPRS發(fā)送器 /接收器16和因特網(wǎng)18發(fā)送至服務(wù)器20，并且由其估計位置確定發(fā)送至差分GPS的誤差 校正向量。 參照圖3，為了降低GPRS發(fā)送器14發(fā)送至服務(wù)器20的數(shù)據(jù)量，只發(fā)送涉及GPS接 收器的估計位置的數(shù)據(jù)。用足夠的頻率發(fā)送該數(shù)據(jù)以使得能夠確定車輛行進路程的完整畫 面。例如，速度、加速、減速都能夠根據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)容易地確定。用于發(fā)送而存儲數(shù)據(jù)的速 率是根據(jù)車輛的速度和自上一數(shù)據(jù)點被存儲以用于發(fā)送以來所行進的距離確定的。當數(shù)據(jù) 點被存儲以用于發(fā)送并且車輛繼續(xù)運動時，使用GPS讀數(shù)并通過計算當前位置和上一數(shù)據(jù) 點被存儲以用于發(fā)送的位置之間的距離來測量車輛行進的距離。當此距離(以米為單位測 量)等于或大于車輛行進的速度(以英里每小時為單位測量)時，當前的位置被存儲以用 于發(fā)送。然后針對下一個數(shù)據(jù)點重復(fù)該過程。該過程導(dǎo)致產(chǎn)生容易分析的一致的數(shù)據(jù)流。 例如，可以由服務(wù)器在接收到發(fā)送數(shù)據(jù)后計算得到，以米為單位測量的兩個相鄰點之間的 距離等于以英里每小時為單位的車輛行進的速度。 當車輛以恒定速度行進時，以關(guān)于時間的恒定速率存儲數(shù)據(jù)以用于發(fā)送，并且不
10管車輛行進的速度如何該時間間隔是相同的。結(jié)果，當車輛行進快時，數(shù)據(jù)點在距離上寬間 隔分布，當行進慢時則更靠近在一起。這是有用的，因為當以高速度行進時，車輛將在相對 直的線上行進。但是，當車輛轉(zhuǎn)彎而需要更多數(shù)據(jù)點以便確定道路形狀時，車輛可能行進地 慢得多，并且彎越緊從而需要更多數(shù)據(jù)點以便精確地與路線匹配時，車輛將行進地越慢，每 單位距離將產(chǎn)生更多數(shù)據(jù)點。因此有可能在采用小數(shù)據(jù)量的同時產(chǎn)生車輛所選取的路線的 精確表示。 此外，在車輛跟蹤系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)點的分析允許確定其它有用信息。例如，非常簡單 的視覺分析顯示加速和減速，因為當車輛加速時被存儲以用于發(fā)送的數(shù)據(jù)之間的時間段比 速度恒定時長。如果車輛以大于O. 44ms—2加速，則不存儲任何數(shù)據(jù)，因為以米為單位的行進 距離根本不能達到以英里每小時為單位的速度。類似地，當車輛減速時被存儲的數(shù)據(jù)之間 的時間比以恒定速度行進時短。此外，可以計算加速和減速的速率以檢查車輛的駕駛員是 否在過于猛烈地加速和剎車，使用可以被認為精確到50厘米的數(shù)據(jù)，有可能確定何時車輛 略微偏離它的預(yù)期路線，指示車輛在超車。結(jié)果，如果這種行為以不可接受的高頻率發(fā)生， 有可能跟蹤可以被認為是不適當?shù)鸟{駛員行為。 參照圖6，提供了用于指示到至少一個第二設(shè)備102的方向的第一設(shè)備100。該設(shè) 備通常是諸如啟用GPS的移動電話的移動通信設(shè)備。第一設(shè)備100具有帶有相關(guān)電路的天 線103形式的接收器，用于接收與第二設(shè)備102的位置相關(guān)的信息。該信息通常是第二設(shè) 備102當前所處的經(jīng)度和緯度，并且優(yōu)選地是電磁信號的形式。第一設(shè)備100也具有優(yōu)選 地為GPS接收器104形式的位置確定裝置，用于確定第一設(shè)備100的位置。第一設(shè)備100 還具有優(yōu)選地為處理器105形式的計算裝置，用于計算從第一設(shè)備到第二設(shè)備的方向。第 一設(shè)備IOO還具有指示裝置106，用于指示到第二設(shè)備102的方向。指示裝置106優(yōu)選地是 屏幕，用于顯示指向第二設(shè)備102的方向的箭頭107。通常是帶有相關(guān)電路的天線103、用 于發(fā)送與第一設(shè)備100的位置相關(guān)的信息的發(fā)送器一般也被提供作為第一設(shè)備100的一部 分。該信息可以是第一設(shè)備100的經(jīng)度和緯度，并且優(yōu)選地是電磁信號的形式。
第二設(shè)備102包括GPS接收器108形式的位置確定裝置和帶有相關(guān)電路的天線 109形式的發(fā)送器。發(fā)送器發(fā)送由GPS接收器計算的第二設(shè)備102的位置信息。設(shè)備102 可以是不帶顯示或信息接收功能的簡單發(fā)送設(shè)備，并且例如是鑰匙環(huán)的形式。然而，通常設(shè) 備102將是與第一設(shè)備100具有相同特征的另一個設(shè)備。 第一設(shè)備100能夠通過首先接收與第二設(shè)備102的位置相關(guān)的信息來指示到第二 設(shè)備102的方向。該信息直接從第二設(shè)備102或從固定GPRS發(fā)送器/接收器或衛(wèi)星(未 示出)發(fā)送至第一設(shè)備100。第一設(shè)備100使用GPS接收器104確定它自己的位置。CPU 105根據(jù)接收的信息和它自己的位置計算出從它自己的位置到第二設(shè)備102的方向。然后 第一設(shè)備借助適合于指向第二設(shè)備102的方向的箭頭107在屏幕上指示該方向。根據(jù)第一 和第二設(shè)備100U02的已知位置，第一設(shè)備100也可以適合于計算并顯示設(shè)備之間的距離。 如果設(shè)備100安裝有內(nèi)部羅盤，則它能夠通過確定它正指向哪個方向而立刻指向設(shè)備102。 然而，在沒有內(nèi)部羅盤的情況下，設(shè)備100需要運動以使得能夠確定其行進的方向并指示 第二設(shè)備的位置。優(yōu)選地，第一設(shè)備100適合于第一設(shè)備100每運動0. 5米發(fā)送與其位置 相關(guān)的信息，使得第二設(shè)備102可以采用上述方法將第一設(shè)備100的位置確定到50cm內(nèi)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解僅通過示例而無任何限定意味地描述了以上實施例，可以進行各種修改和變型而不脫離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍。例如，如上所述的 GPRS的使用可以是任何其它移動電話數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)或在設(shè)備間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的任何其 它方法。固定GPRS發(fā)送器/接收器可以比經(jīng)由因特網(wǎng)18的聯(lián)接更直接地連接到處理器/ 服務(wù)器20。 用于運輸移動傳感單元10的裝置可以是沿著已知路線行進的任何車輛，例如火 車。雖然理想地只發(fā)送坐標，但是偶爾有必要發(fā)送其它少量數(shù)據(jù)，例如，發(fā)送第一數(shù)據(jù)包的 初始時刻，在該時刻之后由于該數(shù)據(jù)的規(guī)則發(fā)送可以確定所有另外的數(shù)據(jù)包的時刻。
在采用差分GPS 22跟蹤車輛的示例中，可以使用不接收誤差校正數(shù)據(jù)的標準GPS 來完成該功能。例如，等同于差分GPS 22的GPS單元可以僅發(fā)送與其估計位置相關(guān)的數(shù)據(jù)， 并且服務(wù)器20可以利用它計算的誤差因子來精確確定那一時刻帶有該GPS接收器的車輛 在何處。 還應(yīng)該注意到上述方法中發(fā)送至服務(wù)器的GPS數(shù)據(jù)中不包括高度數(shù)據(jù)，盡管這可 能稍微降低精度。差分GPS接收設(shè)備可以位于車輛外部。上述計算誤差的方法可以用于向 包含在移動電話中的GPS設(shè)備提供校正因子。 還應(yīng)該注意所發(fā)送的估計位置數(shù)據(jù)可以是向量數(shù)據(jù)。在確定初始位置之后，剩余 的數(shù)據(jù)可以作為向量數(shù)據(jù)發(fā)送，即第二估計位置由從第一估計位置的方向和距離指示，并 且對于每個后續(xù)位置重復(fù)該過程。 圖6中的第一設(shè)備100可以通過使用多個箭頭同時指示到多個其它設(shè)備的方向。
權(quán)利要求
一種確定差分全球定位系統(tǒng)的誤差因子的方法，包括以下步驟接收從沿著多條已知路線中的至少一條已知路線行進的至少一個設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)涉及基于所述設(shè)備中全球定位系統(tǒng)接收器所接收的全球定位系統(tǒng)信號的所述設(shè)備的多個假定位置；將所述設(shè)備的多個所述假定位置與所述多條路線進行比較以確定最接近地符合所述多個假定位置的路線；并且將多個所述假定位置與所確定的路線進行比較以計算誤差因子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括向差分全球定位系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送所述誤差因子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括經(jīng)由移動電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述數(shù)據(jù)和所述誤差因 子中的至少一個。
4. 根據(jù)任意一項前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述誤差因子表示為向量。
5. 根據(jù)任意一項前述權(quán)利要求所述的方法，還包括 使所述設(shè)備沿著多條已知路線中的至少一條已知路線行進；以及發(fā)送涉及所述設(shè)備的多個假定位置的數(shù)據(jù)，所述設(shè)備的多個假定位置基于所述設(shè)備中 的所述全球定位系統(tǒng)接收器所接收的全球定位系統(tǒng)信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括按已知間隔存儲涉及所述設(shè)備的所述位置的數(shù) 據(jù)，并且所述發(fā)送的數(shù)據(jù)不包括涉及所述設(shè)備行進的速度和方向的數(shù)據(jù)。
7. —種基本上如上參照附圖描述的確定差分全球定位系統(tǒng)的誤差因子的方法。
8. —種確定差分全球定位系統(tǒng)的誤差因子的計算機程序，所述程序包括 第一計算機代碼，用于接收從沿著多條已知路線中的至少一條已知路線行進的至少一個設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)涉及基于所述設(shè)備中的全球定位系統(tǒng)接收器所接收的全球定 位系統(tǒng)信號的所述設(shè)備的多個假定位置；第二計算機代碼，用于將所述設(shè)備的多個所述假定位置與所述多條路線進行比較以確 定最接近地符合所述多個假定位置的路線；以及第三計算機代碼，用于將多個所述假定位置與所確定的路線進行比較以計算誤差因子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機程序，還包括第四計算機代碼，用于向差分全球定位 系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送所述誤差因子。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的計算機程序，還包括第五計算機代碼，用于經(jīng)由移動電話網(wǎng) 絡(luò)發(fā)送所述數(shù)據(jù)和所述誤差因子中的至少一個。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一權(quán)利要求所述的計算機程序，其中所述第三計算機代 碼將所述誤差因子計算為向量。
12. —種基本上如上參照附圖描述的確定差分全球定位系統(tǒng)的誤差因子的計算機程序。
13. —種跟蹤全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備的方法，包括以下步驟 接收涉及所述設(shè)備的位置的多個全球定位系統(tǒng)信號； 按已知間隔存儲涉及所述設(shè)備的所述位置的數(shù)據(jù)；并且發(fā)送涉及所述設(shè)備的所述位置的所述數(shù)據(jù)，所述發(fā)送包括指示所述位置的笛卡爾坐標 而不包括涉及所述設(shè)備行進的速度和方向的數(shù)據(jù)，或者包括相對于先前位置指示所述位置的向量坐標而不包括指示所述位置的笛卡兒坐標。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述間隔是時間間隔。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述間隔是根據(jù)從上一存儲位置行進的距離相對于所述速度確定的。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述間隔被確定為使得當以米為單位測量的距上一存儲位置的距離等于或大于以英里每小時為單位測量的速度時存儲數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中經(jīng)由移動電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求17所述的方法，其中所述全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備是差分全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述差分全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備使用根據(jù)權(quán)利要求l至7中任一權(quán)利要求所述的方法確定的誤差因子。
20.一種基本上如上參照附圖描述的跟蹤全球定位系統(tǒng)接收設(shè)備的方法。
21.用于指示到至少一個第二設(shè)備的方向的第一設(shè)備，所述第一設(shè)備包括接收器，用于接收涉及第二設(shè)備的位置的信息；位置確定裝置，用于確定所述第一設(shè)備的位置；計算裝置，用于計算從所述第一設(shè)備到所述第二設(shè)備的方向；以及指示裝置，用于指示所述方向。
22.根據(jù)權(quán)利要求2l所述的第一設(shè)備，其中所述第一設(shè)備還包括發(fā)送器，用于發(fā)送涉及所述第一設(shè)備的位置的信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的第一設(shè)備，其中所述發(fā)送器和所述接收器包括單個單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求2l至23中任一權(quán)利要求所述的第一設(shè)備，其中所述指示裝置包括至少一個屏幕，其顯示指向所述第二設(shè)備的方向的箭頭。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的第一設(shè)備，其中所述指示裝置還指示所述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備之間的距離。
26.根據(jù)權(quán)利要求2l至25中任一權(quán)利要求所述的第一設(shè)備，其中所述第一設(shè)備包括移動通信設(shè)備。
27.根據(jù)權(quán)利要求2l至26中任一權(quán)利要求所述的第一設(shè)備，其中所述位置確定裝置包括全球定位系統(tǒng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的第一設(shè)備，其中所述全球定位系統(tǒng)包括差分全球定位系統(tǒng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的第一設(shè)備，其中所述差分全球定位系統(tǒng)使用根據(jù)權(quán)利要求l至7中任一權(quán)利要求所述的方法確定的誤差因子。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的第一設(shè)備，其中所述差分全球定位系統(tǒng)使用利用根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一權(quán)利要求所述的計算機程序確定的誤差因子。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的第一設(shè)備，其中根據(jù)權(quán)利要求13至17和權(quán)利要求20中任一權(quán)利要求所述的方法跟蹤包括所述全球定位系統(tǒng)的所述第一設(shè)備。
32.根據(jù)權(quán)利要求28至30中任一權(quán)利要求所述的第一設(shè)備，其中根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一權(quán)利要求所述的方法跟蹤包括所述差分全球定位系統(tǒng)的所述第一設(shè)備。
33. —種如上參照圖6描述的用于指示到至少一個其它設(shè)備的方向的設(shè)備。
34. —種指示從第一設(shè)備到至少一個第二設(shè)備的方向的方法，所述方法包括以下步驟第一設(shè)備接收涉及第二設(shè)備的位置的信息；確定所述第一設(shè)備的位置；計算從所述第一設(shè)備到所述第二設(shè)備的方向；并且指示所述方向。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，還包括所述第一設(shè)備發(fā)送涉及所述第一設(shè)備的位置的信息的步驟。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34或權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一設(shè)備接收來自所述第二設(shè)備的信息。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34或權(quán)利要求35的任意一項所述的方法，其中所述第一設(shè)備接收來自至少一個固定GPRS發(fā)送器/接收器的信息。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一設(shè)備向所述第二設(shè)備發(fā)送信息。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一設(shè)備向至少一個固定GPRS發(fā)送器/接收器發(fā)送信息。
40. 根據(jù)權(quán)利要求34至39中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一設(shè)備每運動O. 5米接收信息。
41. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述第一設(shè)備每運動0. 5米發(fā)送信息。
全文摘要
公開了一種確定差分全球定位系統(tǒng)的誤差因子的方法和計算機程序以及一種跟蹤車輛的方法。在確定誤差因子時，經(jīng)由GPRS從GPS向服務(wù)器發(fā)送所估計的位置數(shù)據(jù)。由于GPS信號是從沿著已知路線，即道路或鐵軌行進的車輛發(fā)送的，所以數(shù)據(jù)可以與路線和計算的校正因子匹配。然后將誤差因子發(fā)送至差分GPS設(shè)備。對于車輛跟蹤，全球定位系統(tǒng)經(jīng)由GPRS以規(guī)則間隔發(fā)送僅涉及其位置的數(shù)據(jù)。
文檔編號G01C21/30GK101711345SQ200880022115
公開日2010年5月19日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月26日
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