CN101135725B - 一种追踪导航系统及其追踪导航的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种追踪导航系统及其追踪导航的方法。追踪导航系统包括目标终端和至少一个追踪终端。目标终端包括：GPS接收模块；第一处理器，用于对所述收到的GPS定位信息进行处理，以生成所述目标终端的模拟GPS定位信息；第一无线通信模块。追踪终端包括：第二无线通信模块；第二处理器，用于对所述接收到的模拟GPS定位信息进行处理；输出装置，用于输出处理后的所述模拟GPS定位信息。实施本发明的追踪导航系统及其追踪目标终端的的方法可以利用已广泛应用的移动通信，将一个动态目标终端的GPS信号模拟为另一活动追踪终端的GPS卫星信号，使得追踪终端可以通过这个模拟的GPS信号重现或者实时跟踪目标终端的活动，实现追踪导航。
Description
技术领域
本发明涉及GPS导航技术，更具体地说，涉及一种模拟GPS的追踪导航系统及其追踪导航的方法。
背景技术
全球定位系统GPS是英文Global Positioning System的字头缩写词，是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有在海、陆、空定位能力与全方位实时三维导航的新一代卫星定位与导航系统。GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、授时。通过GPS接收到的卫星信号准确定位，可以得知被追踪模拟终端的行动路线、位置、速度、海拔等信息。
移动通信是移动体之间的通信，或移动体与静止体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机、手机等在移动状态中的物体。移动通信系统20世纪80年代诞生，包括集群移动通信、蜂窝移动通信、卫星移动通信、无绳电话等种类。预计到2010年，移动通信系统将广泛使用各种接入技术，包括蜂窝移动无线系统、无绳系统、近距离通信系统、无线局域网(WLAN)系统；固定无线接入或无线本地环系统、卫星系统、广播系统等。随着人类社会的不断发展，移动通信已成为人类相互沟通的重要手段。
地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)从50年代末、60年代初开始出现，是描述和处理相关地理信息的软件系统。GIS以计算机为手段，对具有地理特征的空间数据和信息进行处理，具有如采集、管理、分析和表达数据等功能。GIS可以处理和回答定位(Location)、条件(Condition)、趋势(Trends)、系统(Patterns)、模拟(Modeling)等问题。
目前所采用的GPS追踪及导航技术，通常都是通过监控中心来追踪移动终端(如车辆等)，也就是说，移动终端通过自带的GPS模块接收GPS定位信息，并定时将其最新的定位信息发送到监控中心，由监控中心对其进行追踪。而当另一移动终端需要了解前述终端的定位信息以对其进行追踪时，只能通过监控中心获取其定位信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述只能通过监控中心对目标终端进行追踪的缺陷，提供一种追踪导航系统，在其中，追踪终端可以直接对目标终端进行追踪导航。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种追踪导航系统，包括目标终端、至少一个追踪终端；
所述目标终端包括：
GPS接收模块，用于接收GPS定位信息；
第一处理器，用于对所述收到的GPS定位信息进行处理，以生成所述目标终端的模拟GPS定位信息；
第一无线通信模块，用于发射所述模拟GPS定位信息；及
所述追踪终端包括：
第二无线通信模块，用于接收所述目标终端发射的模拟GPS定位信息；
第二处理器，用于对所述接收到的模拟GPS定位信息进行处理；
输出装置，用于输出处理后的所述模拟GPS定位信息。
在本发明所述的追踪导航系统中，所述追踪终端为智能手机，所述第二处理器连接有内存、闪存、微硬盘、I/O接口、SD卡接口及USB接口。
在本发明所述的追踪导航系统中，所述追踪终端中包括地理信息模块、导航模块。
在本发明所述的追踪导航系统中，所述目标终端的第一无线通信模块与所述追踪终端的第二无线通信模块之间通过GSM或GPRS通信网络或FM调频信道通信。
在本发明所述的追踪导航系统中，所述目标终端为车载终端，所述第一处理器连接有多个I/O接口，分别用于连接汽车油路检测电路、报警检测电路、灯检测电路、锁油门控制电路。
在本发明所述的追踪导航系统中，所述输出装置包括显示屏和/或扬声器。
根据本发明的另一方面，提供一种追踪导航的方法，包括：
目标终端接收GPS定位信息；
对所述收到的GPS定位信息进行处理，生成所述目标终端的模拟GPS定位信息；
通过无线方式发射所述模拟GPS定位信息；
追踪终端接收所述目标终端发射的模拟GPS定位信息；
对所述接收到的模拟GPS定位信息进行处理；
通过音频或视频输出处理后的所述模拟GPS定位信息。
在本发明所述的追踪导航的方法中，所述目标终端对收到的GPS定位信息进行处理包括：根据所述收到的GPS定位信息计算当前位置、速度。
在本发明所述的追踪导航的方法中，所述追踪终端对收到的模拟GPS定位信息进行处理包括：利用GIS模块、导航模块对所述模拟GPS定位信息进行整合，以对目标终端进行实时动态追踪。
在本发明所述的追踪导航的方法中，所述追踪终端对收到的模拟GPS定位信息进行处理包括：将收到的模拟GPS定位信息存储起来，以便事后重现目标终端的轨迹。
实施本发明的追踪导航系统及其追踪目标终端的的方法，具有以下有益效果：可以利用已广泛应用的移动通信，将一个动态目标终端的GPS信号模拟为另一活动追踪终端的GPS卫星信号，使得追踪终端可以通过这个模拟的GPS信号重现或者实时跟踪目标终端的活动，实现追踪导航。追踪导航不但可以节省GPS构建成本，减少产品对GPS卫星的依赖，实现多个终端之间的自由导航通信，而且对公安侦破、商业安全监控、紧急呼救救援、个人交互沟通等领域有重要意义和实用价值。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明追踪导航系统的工作原理示意图；
图2是根据本发明一实施例的追踪导航系统的结构示意图；
图3是根据本发明一实施例的追踪导航方法的流程图。
具体实施方式
本发明以GPS定位和导航、GIS、移动通信技术(如FM、GSM、GPRS和CDMA等)的应用为基础，在现有接收静态卫星发送的GPS信号导航的基础上，通过移动通信功能，将接收到的动态目标终端的信息模拟为其它活动追踪终端的GPS信号的一种追踪导航系统。
本发明通过被追踪的动态目标终端GPS快速定位信息，利用移动通信的无线通信、短信、GPRS等通信功能，将目标终端的经纬度、高度、方向、时速等动态GPS信息模拟为指定目标的GPS信号，这样，一个或多个接收对象就可以通过收到的模拟的动态目标终端GPS信号，利用GIS处理，实施追踪式导航。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，以GPS定位和导航、GIS、GPRS/GSM通信网络的应用为基础，在现有车载安全防护、移动通信的基础上，将车载安全防护终端作为目标终端，智能手机作为追踪终端，构成模拟GPS的追踪系统，其系统功能描述如下：
位于太空的GPS卫星1不断地发射空间信息，目标终端2(图1中为小汽车)的GPS接收模块持续接收实时卫星信息，然后，由车载终端的处理器处理GPS接收模块输出的信号，从中提取所需要的位置、速度和时间等数据。此时，目标终端已可以利用其已有的GPS完成模拟终端的安防定位功能。然后，模拟终端将数据通过GPRS/GSM(或者通过车载的收音机以FM调频信号)发送出去。
追踪终端3a、3b、3c、3n(图1中为智能手机)通过GPRS/GSM/FM接收模拟GPS信息，然后利用其安装的GIS、导航等软件整合各种数据，从而可以实现实时动态追踪导航，也可以仅记录和存储数据，作为以后的导航的模拟GPS信号，实施轨迹追踪导航。
本发明提出的模拟GPS的追踪导航系统中，追踪终端可以是多个，一个目标终端模拟的GPS信息，既可以为实时追踪导航提供服务，也可以为有时间间隔的轨迹重现追踪导航提供服务，可应用于公安侦破、商业安全监控、紧急呼救救援、个人交互沟通等多个领域。
图2是根据本发明一实施例的追踪导航系统的结构示意图。车载目标终端2以高速CPU为核心，通过串口扩展技术分别与GPS模块、移动通信模块进行通信。GPS模块主要用于处理天线接收到的信号并传递给CPU，最终得到出目标终端位置的经纬度，实现目标终端的准确定位。移动通信模块用于GSM/GPRS/FM无线移动通讯，实现模拟GPS信号的发射。另外，车载目标终端2还可选用CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑控制器)扩展多个数量的IO接口，用于汽车油路检测、报警检测、灯检测、锁油门控制及其他安防控制。
追踪终端3(例如智能手机)通过移动通信模块的GSM/GPRS/FM功能接收模拟的GPS信息，然后高速CPU进行高速信号处理及与车台之间的通信，同时，采用多片Synchronous DRAM(如HY57V561620)构成128M(或者更高)内存，保证系统高速运行导航仪运行的操作系统(如WINCE)可烧录于Flash或者微硬盘中，同时，还可配备其它I/O、SD卡及USB接口等输入输出设备，以实现系统升级及与其他设备的数据交换。
追踪终端使用的协议主要包括如GPRS、FM等移动通信协议、GPS卫星接收协议、USB接口标准等传输协议，这些协议为系统信息沟通提供了依据。软件主要包括导航软件、接口驱动软件和辅助软件等。导航软件包括GPS定位显示、模拟导航和真实导航、目的地检索和区域或类别检索、动态信息数据处理、解码及路径规划等功能；接口驱动软件包括SD卡、USB和AV输入输出等驱动软件，为主机与外设提供链接；辅助软件指实现影视、音乐的播放，图片浏览、电子书查阅等多种功能的软件。
图3是根据本发明一实施例的追踪导航方法的流程图，该方法可在图2所示的追踪系统中实施。如图3所示，在步骤310，目标终端中的GPS接收模块接收GPS定位信息。接下来，在步骤312，目标终端中的第一处理器对对收到的GPS定位信息进行处理，生成目标终端的模拟GPS定位信息。在步骤314，目标终端中的第一无线通信模块通过无线方式(如通过GSM、GPRS通信网络或FM调频信道)发射模拟GPS定位信息。在步骤316，追踪终端中的第二无线通信模块接收目标终端发射的模拟GPS定位信息。在步骤318，追踪终端中的第二处理器对接收到的模拟GPS定位信息进行处理。例如，根据接收到的GPS定位信息计算当前位置、速度；利用GIS模块、导航模块对模拟GPS定位信息进行整合，以对目标终端进行实时动态追踪。在步骤320，追踪终端中的输出装置输出处理后的模拟GPS定位信息。
作为选择，追踪终端还可将接收到的模拟GPS定位信息存储起来，以便事后重现目标终端的轨迹。
综上所述，本发明中，目标终端首先利用配备GPS信号接收模块，获得目标终端的经纬度、高度、方向、时速等GPS定位信息及所经过道路的地理信息(修路、周边信息)，然后利用配备的移动通信模块，将这些信息发送出去。这里发送的信息，便可以模拟为其它终端可接收和处理的GPS信息。
追踪终端按一定协议或规则，利用配备的移动通信模块，接收模拟的GPS信息，并利用配备GIS设备整合和分析模拟GPS信号所反应的地理信息和数据(电子地图、周边信息等)、道路状况，生成简洁的关于模拟终端的方向和范围、持续时间、路径规划建议等的数据，然后利用这些数据使用安装的导航软件实施追踪导航。这里所导航所依据的GPS信息不是追踪导航终端通过GPS卫星获得的实时GPS信号，而是模拟终端的活动信息，实施的导航是对模拟终端活动的实时跟踪或轨迹重现。
在模拟GPS的追踪导航系统中，追踪终端可以是多个，一个模拟终端模拟的GPS信息，既可以为实时追踪导航提供服务，也可以为有时间间隔的轨迹重现追踪导航提供服务。本发明提出的追踪导航系统，可广泛用于公安侦破、商业安全监控、紧急呼救救援、个人交互沟通等多个领域，尤其是实时追踪导航，在未来具有广阔的发展空间。
Claims (8)
1.一种追踪导航系统，包括目标终端、至少一个追踪终端，其特征在于，
所述目标终端包括：
GPS接收模块，用于接收GPS定位信息；
第一处理器，用于对收到的GPS定位信息进行处理，以生成所述目标终端的模拟GPS定位信息；
第一无线通信模块，用于发射所述模拟GPS定位信息；
所述追踪终端是移动终端，其包括：
第二无线通信模块，用于接收所述目标终端发射的模拟GPS定位信息；
第二处理器，用于对接收到的模拟GPS定位信息进行处理；
输出装置，用于输出处理后的所述模拟GPS定位信息；及
GIS模块、导航模块，用于对所述模拟GPS定位信息进行整合，以对目标终端进行实时动态追踪；
其中，所述追踪终端不包含GPS接收模块；
所述模拟GPS定位信息包括所述目标终端的GPS定位信息及所经过道路的地理信息，其中，所述目标终端的GPS定位信息包括所述目标终端的经纬度、高度、方向及时速，所述所经过道路的地理信息包括修路和周边信息。
2.根据权利要求1所述的追踪导航系统，其特征在于，所述追踪终端为智能手机，所述第二处理器连接有内存、闪存、微硬盘、I/O接口、SD卡接口及USB接口。
3.根据权利要求1所述的追踪导航系统，其特征在于，所述目标终端的第一无线通信模块与所述追踪终端的第二无线通信模块之间通过GSM或GPRS通信网络或FM调频信道通信。
4.根据权利要求1所述的追踪导航系统，其特征在于，所述目标终端为车载终端，所述第一处理器连接有多个I/O接口，分别用于连接汽车油路检测电路、报警检测电路、灯检测电路、锁油门控制电路。
5.根据权利要求1所述的追踪导航系统，其特征在于，所述输出装置包括显示屏和/或扬声器。
6.一种追踪导航的方法，其特征在于，包括：
目标终端接收GPS定位信息；
对收到的GPS定位信息进行处理，生成所述目标终端的模拟GPS定位信息；
通过无线方式发射所述模拟GPS定位信息；
追踪终端接收所述目标终端发射的模拟GPS定位信息；
对接收到的模拟GPS定位信息进行处理；
通过音频或视频输出处理后的所述模拟GPS定位信息；
其中，所述追踪终端是移动终端且不包含GPS接收模块；
所述追踪终端对收到的模拟GPS定位信息进行处理包括：利用GIS模块、导航模块对所述模拟GPS定位信息进行整合，以对目标终端进行实时动态追踪；
所述模拟GPS定位信息包括所述目标终端的GPS定位信息及所经过道路的地理信息，其中，所述目标终端的GPS定位信息包括所述目标终端的经纬度、高度、方向及时速，所述所经过道路的地理信息包括修路和周边信息。
7.根据权利要求6所述的追踪导航的方法，其特征在于，所述目标终端对收到的GPS定位信息进行处理包括：根据收到的GPS定位信息计算当前位置、速度。
8.根据权利要求7所述的追踪导航的方法，其特征在于，所述追踪终端对收到的模拟GPS定位信息进行处理包括：将收到的模拟GPS定位信息存储起来，以便事后重现目标终端的轨迹。
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