CN101726735B - 测速系统及其测速方法 - Google Patents

Abstract

一种测速系统，其用于测量具有GSM功能的移动通信终端(MS)相对一基站台(BS)从第一地点移动至第二地点的移动速度。BS具有至少一天线及一信号塔，信号塔的中心线与天线垂直且两者存在一交点。该测速系统包括一角度侦测单元、一距离侦测单元、一移动速度计算单元、一时间侦测单元及一显示单元。所述测速系统，通过该移动速度计算单元根据该角度侦测单元侦测的MS的讯号来源与天线之间的夹角、该距离侦测单元侦测的该MS与该交点的距离及该时间侦测单元侦测的MS从该第一地点移动至该第二地点所需的时间计算该移动通信终端的移动速度，并由该显示单元显示该移动速度的值。本发明还涉及一种应用于该测速系统的测速方法。

Description

测速系统及其测速方法

技术领域

本发明涉及一种测速技术，尤其涉及一种测速系统及其测速方法。

背景技术

目前，市场上车用测速方法一般利用全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)作定位，再计算汽车速度，这种需要通过卫星定位的速度计算方式成本较高。若是GPS结合到手机等移动通信终端来计算速度，更会造成手机制造成本提高以及体积庞大的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种成本低廉及体积较小的测速系统及其测速方法。

一种测速系统，其用于测量具有全球移动通信系统功能的移动通信终端相对一基站台从第一地点移动至第二地点的移动速度。该基站台具有至少一个天线及一个信号塔，该信号塔的中心线与该天线垂直，且该信号塔的中心线与该天线存在一个交点。该测速系统包括一个角度侦测单元、一个距离侦测单元、一个移动速度计算单元、一个时间侦测单元及一个显示单元。该角度侦测单元位于该基站台中，且用于侦测该移动通信终端在该第一地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的夹角及该移动通信终端在该第二地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的夹角。该距离侦测单元、该移动速度计算单元、时间侦测单元及该显示单元均位于该移动通信终端中。该距离侦测单元用于侦测该移动通信终端在该第一地点时与该交点的距离及该移动通信终端在该第二地点时与该交点的距离。该时间侦测单元用于侦测该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点所需的时间。该移动速度计算单元根据该角度侦测单元侦测的该两个夹角、该距离侦测单元侦测的该两个距离及该时间侦测单元侦测的该时间计算该移动通信终端的移动速度，并由该显示单元显示该移动速度的值。

一种测速方法，其用于测量具有全球移动通信系统功能的移动通信终端相对一基站台从第一地点移动至第二地点的移动速度。该基站台具有一个天线及一个信号塔，该信号塔的中心线与该天线垂直，且该信号塔的中心线与该天线存在一个交点。该测速方法包括以下步骤：

侦测该移动通信终端在该第一地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的第一夹角及侦测该移动通信终端在该第一地点时与该交点的第一距离；

侦测该移动通信终端在该第二地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的第二夹角、侦测该移动通信终端在该第二地点时与该交点的第二距离以及侦测该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点所需的时间；

根据该第一夹角、该第二夹角、该第一距离、该第二距离及该时间计算该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点的移动速度；及

显示该移动速度的值。

与现有技术相比，所述测速系统及其测速方法，通过侦测该移动通信终端的讯号来源与该天线之间的夹角、该移动通信终端与该交点的距离以及该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点所需的时间计算该移动通信终端的移动速度，不需要在该移动通信终端加入GPS，成本低廉且体积较小。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的一种测速系统的结构示意图。

图2为图1中的测速系统的速度计算原理图。

图3为本发明实施方式提供的一种测速方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。

请一并参阅图1及图2，为本发明实施方式提供的测速系统100，其用于测量具有全球移动通信系统(Global System For Mobile Communication，GSM)功能的移动通信终端200相对一基站台300从第一地点a移动至第二地点b的移动速度。

该测速系统100包括一个角度侦测单元10、一个距离侦测单元20、一个移动速度计算单元30、一个时间侦测单元40及一个显示单元50。该角度侦测单元10位于该基站台300中，该距离侦测单元20、该移动速度计算单元30、该时间侦测单元40及该显示单元50均位于移动通信终端200中。该基站台300具有一个天线70及一个信号塔60。当然，该基站台300可以具有多组天线70，但是，相对于同一移动通信终端200，必须固定利用其中一个天线70。即每次该移动通信终端200与该基站台300通信时，均使用同一天线70。该信号塔60具有一个垂直于地面的中心线61。该中心线61与该天线70垂直，且该天线70与该中心线61存在一个交点63。

该角度侦测单元10用于侦测该移动通信终端200在任意一地点P时，该移动通信终端200的讯号来源与该基站台300的天线70之间的夹角θ_P。在本实施方式中，该地点P同时亦为该第一地点a。该夹角θ_P是由该天线70逆时针到该移动通信终端200的讯号来源之间的角度，当然，也可以是由该天线70顺时针到该移动通信终端200的讯号来源之间的角度。

该距离侦测单元20用于侦测该移动通信终端200在该P地点时，该移动通信终端200与该交点63的距离E_P。该距离侦测单元20内预设有该移动通信终端200与该交点63的距离E_P的计算公式：

$E_P=\frac{1}{2}\×3.69\×{\mathrm{TA}}_P\×C$

其中，TA_P为该基站台300在该P地点时发出的接入允许信道(Access GrantChannel，AGCH)字段中的时间提前量(TA)；

C为光速。

进一步说明，当该移动通信终端200具有GMS功能时，该基站台300向该移动通信终端200发出的AGCH字段中均会存在该TA，该TA由6个位(bits)所组成，从而该TA值介于0-63之间，1TA值为3.69微秒(μs)。因此，可以利用TA值计算该移动通信终端200与该交点63的距离E_P。

该时间侦测单元40用于侦测该移动通信终端200从该第一地点a移动至该第二地点b所需的时间t。

该移动速度计算单元30用于根据该角度侦测单元10侦测的夹角θ_P、该距离侦测单元20侦测的距离E_P以及该时间侦测单元40侦测的时间t计算该移动通信终端200的移动速度，并由该显示单元50显示该移动速度的值。该移动速度计算单元30内预设有该移动速度的计算公式：

$V=\frac{\sqrt{E_a^2+E_b^2-2E_a{E}_b\cos ({\mathrm{\θ}}_b-{\mathrm{\θ}}_a)}}{t}$

其中，V为该移动速度；

E_a为移动通信终端200在第一地点a时与交点63之间的距离；

E_b为移动通信终端200在第二地点b时与交点63之间的距离；

θ_a为移动通信终端200在第一地点a时，移动通信终端200的讯号来源与基站台300的天线70之间的夹角；

θ_b为移动通信终端200在第二地点b时，移动通信终端200的讯号来源与基站台300的天线70之间的夹角。

最后，由该显示单元50显示该移动速度的值。

综上所述，该测速系统100能计算出该移动通信终端200相对该基站台300从该第一地点a移动至该第二地点b的移动速度。可以理解，该移动速度为该时间t内的平均速度，不能反应瞬时的移动速度，因此，当需要反应该移动通信终端200的瞬时的移动速度时，必须使该移动通信终端200每隔该时间t显示一次移动速度，这样用户随时可以了解自己的移动速度。该时间t的取值越小，该移动通信终端200得到的移动速度的误差越小。从而，如用户行驶在高速公路时，只需将该移动通信终端200(如手机)放在口袋中，利用振动的方式提醒驾驶速率是否过高，从而用户更能够专心开车，而不需时时注意时速表。所述测速系统100，通过该移动通信终端200的讯号来源与该基站台300的天线70之间的夹角θ_P、该移动通信终端200与该交点63的距离E_P以及该移动通信终端200从该第一地点a移动至该第二地点b所需的时间t计算该移动通信终端200的移动速度，不需要在该移动通信终端200加入GPS，成本低廉且体积较小。

请参阅图3，为本发明实施方式提供的测速方法，该测速方法应用于上述测速系统100中，其包括以下步骤：

步骤S10，侦测该移动通信终端200在该第一地点a时的讯号来源与该基站台300的天线70之间的第一夹角θ_a及侦测该移动通信终端200在该第一地点a时与该交点63的第一距离E_a；

步骤S20，侦测该移动通信终端200在该第二地点b时的讯号来源与该基站台300的天线70之间的第二夹角θ_b、侦测该移动通信终端200在该第二地点b时与该交点63的第二距离E_b以及侦测该移动通信终端200从该第一地点a移动至该第二地点b所需的时间t；

步骤S30，根据该第一夹角θ_a、该第二夹角θ_b、该第一距离E_a、该第二距离E_b及该时间t计算该移动通信终端200从该第一地点a移动至该第二地点b的移动速度；及

步骤S40，显示该移动速度的值。

虽然本发明已以较佳实施方式披露如上，但是，其并非用以限定本发明，另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化等。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种测速系统，其用于测量具有全球移动通信系统功能的移动通信终端相对一基站台从第一地点移动至第二地点的移动速度，该基站台具有至少一个天线及一个信号塔，该信号塔的中心线与该天线垂直，且该信号塔的中心线与该天线存在一个交点，其特征在于，该测速系统包括一个角度侦测单元、一个距离侦测单元、一个移动速度计算单元、一个时间侦测单元及一个显示单元，该角度侦测单元位于该基站台中，且用于侦测该移动通信终端在该第一地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的夹角及该移动通信终端在该第二地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的夹角，该距离侦测单元、该移动速度计算单元、时间侦测单元及该显示单元均位于该移动通信终端中，该距离侦测单元用于侦测该移动通信终端在该第一地点时与该交点的距离及该移动通信终端在该第二地点时与该交点的距离，该时间侦测单元用于侦测该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点所需的时间，该移动速度计算单元根据该角度侦测单元侦测的该两个夹角、该距离侦测单元侦测的该两个距离及该时间侦测单元侦测的该时间计算该移动通信终端的移动速度，并由该显示单元显示该移动速度的值。

2.如权利要求1所述的测速系统，其特征在于，该移动速度计算单元内预设有该移动速度的计算公式：

$V=\frac{\sqrt{E_a^2+E_b^2-2E_a{E}_b\cos ({\mathrm{\θ}}_b-{\mathrm{\θ}}_a)}}{t}$

其中，V为该移动速度；

E_a为该移动通信终端在该第一地点时与该交点之间的距离；

E_b为该移动通信终端在该第二地点时与该交点之间的距离；

θ_a为该移动通信终端在该第一地点时，该移动通信终端的讯号来源与该基站台的天线之间的夹角；

θ_b为该移动通信终端在该第二地点时，该移动通信终端的讯号来源与该基站台的天线之间的夹角；

t为该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点所需的时间。

3.如权利要求1所述的测速系统，其特征在于，该距离侦测单元内预设有该移动通信终端与该交点的距离的计算公式：

$E_P=\frac{1}{2}\×3.69\×{\mathrm{TA}}_P\×C$

其中，E_P为该距离；

TA_P为该基站台在一地点时发出的接入允许信道字段中的时间提前量；

C为光速。

4.一种测速方法，其用于测量具有全球移动通信系统功能的移动通信终端相对一基站台从第一地点移动至第二地点的移动速度，该基站台具有一个天线及一个信号塔，该信号塔的中心线与该天线垂直，且该信号塔的中心线与该天线存在一个交点，其特征在于，该测速方法包括以下步骤：

侦测该移动通信终端在该第一地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的第一夹角及侦测该移动通信终端在该第一地点时与该交点的第一距离；

侦测该移动通信终端在该第二地点时的讯号来源与该基站台的天线之间的第二夹角、侦测该移动通信终端在该第二地点时与该交点的第二距离以及侦测该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点所需的时间；

根据该第一夹角、该第二夹角、该第一距离、该第二距离及该时间计算该移动通信终端从该第一地点移动至该第二地点的移动速度；及

显示该移动速度的值。

5.如权利要求4所述的测速方法，其特征在于，该移动速度满足以下公式：

$V=\frac{\sqrt{E_a^2+E_b^2-2E_a{E}_b\cos ({\mathrm{\θ}}_b-{\mathrm{\θ}}_a)}}{t}$

其中，V为该移动速度；

E_a为该第一距离；

E_b为该第二距离；

θ_a为该第一夹角；

θ_b为该第二夹角；

t为该时间。

6.如权利要求4所述的测速方法，其特征在于，该移动通信终端与该交点的距离满足以下公式：

$E_P=\frac{1}{2}\×3.69\×{\mathrm{TA}}_P\×C$

其中，E_P为该距离；

TA_P为该基站台在一地点时发出的接入允许信道字段中的时间提前量；

C为光速。

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