CN101833551A

CN101833551A - Gps电子地图可控分发及精确增量更新技术

Info

Publication number: CN101833551A
Application number: CN200910058601A
Authority: CN
Inventors: 李程
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-09-15

Abstract

本发明涉及一种可以灵活控制的GPS电子地图分发技术和一种GPS电子地图精确增量更新技术。其主要实现方法是利用地图的可选择预装以及在线的实时更新，实现对GPS电子地图使用者的实时、快速、低成本的地图更新，彻底解决电子地图在使用中遇到的更新难题。

Description

GPS电子地图可控分发及精确增量更新技术

技术领域

本发明涉及一种可以灵活控制的GPS电子地图分发技术和一种GPS电子地图精确增量更新技术。通过本技术，可以实现对GPS电子地图使用者的实时、快速、低成本的地图更新，彻底解决电子地图在使用中遇到的更新难题。

背景技术

GPS全称为(Global Position System)，即全球卫星定位系统。其原理是通过遍布全球上空的多个GPS卫星发送的相关信息，来计算出地面的任何一点位置的详细经纬度坐标，实现精确定位。

GPS电子地图，是专用于GPS定位的，具有准确坐标信息点的电子化地图系统。GPS电子地图广泛应用于地理勘探、路线导航、地图信息查找等等领域。以下简称GPS地图。

在线式GPS电子地图互联终端，是特指具有GPS接收功能，并且具有发送和接收数据信息功能的终端设备。包括并且不限于带有GPS定位功能的手机、车载及个人GPS导航设备、以及具有GPS定位功能的联网电脑设备等等。以下简称GPS终端。

GPS控制和地图提供中心，是指专门提供GPS地图和更新信息，以及其它信息服务的服务提供者，它是由一系列的服务器、软件、地图数据库和管理人员、客服人员等组成。以下简称GPS中心。

增量更新，是指对上一次数据和现有数据之间的变化量进行更新。

差量更新，是指对初始数据和现有数据之间的变化量进行更新。

GPS终端必须具备相应的GPS地图信息数据库，才能够将获得的GPS定位的经纬度信息，转换为具体的地理位置信息，比如所在街道名称、所处位置附近的典型地理信息情况等等。传统的做法是，在每个GPS终端内置详细和全面的电子地图数据库。

由于人类活动及自然因素引起的地表特征信息变化，比如城市道路的建设、楼房的拆除和修建等等，而导致的电子化地图信息更新到GPS终端需要巨大的工作量和成本。如何对每一台GPS终端快速、有效、智能进行地图同步更新的问题，是本发明需要解决的主要问题。

GPS电子地图数据库，是使用地图数字矢量化技术，对航拍或者卫星拍摄的地图进行数字化和分层标注的结果。其主要元素是由位置点，连线组成的区域，以及对应的信息说明组成。地理信息的变化，反映到GPS电子地图中，就是位置点、连线组成区域以及相关信息说明的改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用的GPS电子地图增量更新方法和快速的分发技术。它借助于GPS终端的数据传输功能，对已经存在的GPS电子地图的陈旧信息和误差进行有效更新，并且通过算法的优化，快速分发到每一个使用设备(GPS终端)上。

本发明所说的内容包括以下的基本流程：

1、GPS终端通过内置或者外接的存储介质，通过Internet方式，从GPS中心获得并且保存初始的GPS电子地图数据库。并且用户可以根据自己的需求，来选择初始地图数据库所覆盖的地理范围。比如，初始获得一个或者多个城市电子地图，或者初始获得全省范围地图，等等。对初始地图数据库按照用户的需求，有选择、可控制的提供预置，避免保存大量无效数据，显著降低对存储空间的需求，是本发明的一个重要特征。

2、中心GPS电子地图数据库会根据自身情况，保持定期或者不定期的对自身数据进行更新，以保障数据库的准确性及有效性。控制中心GPS地图数据库每次更新，都会保存一个相关的版本信息。

3、用户在对GPS终端的使用过程中，终端会根据当前获得的GPS经纬度坐标、方向以及速度，预测未来一定时间用户的活动范围，并且向GPS中心请求该范围的地图更新。

GPS中心将一个城市的地图更新，按照固定的范围方格划分为若干个小区域，并且每次本身更新都会保留历史版本信息的增量更新标志和数据，GPS终端可以根据用户的活动情况，进行有目的的更新。

对地图更新数据进行有选择的小范围、小数据和一定时间间隔的多次精确更新，也是本发明的一个重要特征。

4、用户需要使用流程1中初始地图范围外的地图时，需要重复第1步，进行第二次预置。

5、由于预置地图数据量比较大，GPS终端本身的数据通道可能基于成本及速度的原因，预置地图需要通过Internet进行。对于内置存储介质的GPS终端，可以使用高速数据线的方式(如USB)连接到电脑，然后使用专门的地图预置客户端进行预置；对于外接存储介质(如TFlash或者SD卡等)的GPS终端，除了可以使用高速数据线的预置方式以外，还可以单独将外接存储介质接入电脑进行更新。

6、考虑到尽量减小更新数据传输量可以减少传输时间以及降低传输成本，所以可以使用压缩及字典方式，对更新数据进行尽可能多的缩减。

附图说明

以上流程中，通过附图说明对于第3步的详细描述：

附图中图1是表示对电子地图分块的示意图；图2是包含有行进方向箭头，以及分块更新版本标记的示意图。

1、GPS中心将存在一个完整详尽的、覆盖所有需要的城市和区域的GPS地图信息数据库，在每次对GPS终端进行地图预置前，称为初始地图数据库，以版本1.0来表示。

2、初始地图数据库按照城市和景区等主要使用范围来划分为若干部分。对于GPS终端的地图预置，也是按照这样的划分，按照用户的需求进行有选择的预置。

3、GPS终端在按照用户的使用需求获得初始地图数据以后，可以进行正常使用。在使用过程中，假设用户所处位置的方格编号为5，那么GPS终端会首先发送方格5以及相邻8个方格的地图版本号到GPS地图中心，进行地图更新查询。在GPS地图中心没有地图更新的情况下，会返回无更新的状态。(图1)

4、GPS地图中心在对地图进行首次更新后，更新的地图版本表示为1.1。在收到查询时，如果发现GPS终端的地图版本为1.0，那么将会按照查询的方格区域信息，返回对相应方格的地图更新部分。GPS终端在收到更新后，会对保存在本地的预置地图进行更新。

5、随着用户的移动，可以很容易的判断用户即将进入的方格区域，这样可以将每次的更新和查询都限定于3个方格以下，保证极低的通信数据需求，获得良好的实时性能。

6、GPS中心进行了多次地图更新后，由于GPS终端获得的更新版本不同，所以会存在对不同的方格区域地图版本及更新数据的差异。较为复杂的情况如下：(图2)

用户的移动方向为从左下角至右上角，上一次所处区域方格为7，GPS中心的地图已经是1.4的版本。在上一次通信中，已经对左下角的4个相关方格(4，5，7，8)进行了更新。现在按照用户的移动方向，GPS终端开始请求GPS中心对方格(2，3，6)进行更新。

收到请求后，GPS中心将会按照这3个方格地图的不同版本，分别提供对应升级到1.4版本的增量更新。

如果GPS终端移动方向同方格(2，5)的夹角小于一个设定值，比如10度，GPS终端的软件会请求垂直方向的相关3个地图方格(1，2，3)的内容更新。

如果GPS终端移动方向同方格(5，6)的夹角小于一个设定值，比如10度，GPS终端的软件会请求水平方向的相关3个地图方格(3，6，9)的内容更新。

以此类推，用户可以在活动中不断获得可能产生的地图更新，保障了用户在使用GPS终端的过程中，获得实时的地图数据。

7、在实际的应用中，具体的方格划分还受到数据通道的流量大小和实际地图数据量的限制，需要按照不同的城市和地图区域设定不同的方格大小。

8、在实际应用中，方格的更新策略还受到具体的地图行驶线路影响。比如：用户在高架线路上行驶的时候，那么下一个更新区域将会是高架线路下一出口的周边区域，而不是上面第6步描述的情况。

以上技术还会面临4个主要问题，分别阐述和解答如下：

1、由于数据传送的延迟和失败，导致的地图不能进行实时更新的情况。在这种情况下，GPS终端同样会根据已有的电子地图数据，提供对应的地图定位和导航信息。并且会在数据重新传送的时候，根据预定策略，来决定继续更新区域或者是进入新区域的更新。

2、现实中的电子地图数据是按照不同的坐标点信息进行归类，划分为不同的地图层次(简称：图层)的。比如餐饮图层、酒店图层、医院图层等等。可以让用户有选择的对自己需要的图层进行更新，将会进一步降低数据更新成本，并且提高最终产品的实用性和方便性。

3、随着地图数据的更新，GPS终端需要设计一种可以根据更新进行自动调整的导航算法。在导航模式下，GPS中心也会根据自身拥有的全面更新的地图数据库，提供完整正确的导航参考。

4、长期不使用的GPS终端在连线后，可能会面临大量地图数据需要更新的需求，可以通过在GPS终端预设判断值进行判断，并且提醒用户选择更加经济快速的Internet更新方式。

以上技术将会包括具有特定功能的GPS中心和GPS终端，分别描述如下：对于GPS中心的特定功能介绍如下：

1、具有一个大型的GPS电子地图数据库，该数据库将会包含所有可能的GPS电子地图详尽信息。

2、按照地图信息点的分布情况和密集程度，将地图数据逻辑分割成为大小不同的方格范围，作为地图更新的基本单元。

3、对于每一个逻辑分割的地图单元，在数据库中将会保留所有的历史更新信息。用于以增量或者差量方式提供更新数据。

4、通过Internet方式提供地图数据服务。

5、对于通信数据的实时压缩和解压功能，用于减少数据传送中的数据量。

对于GPS终端的特定功能介绍如下：

1、具有GPS定位功能，以及通过GSM/GPRS/CDMA/3G等方式实现的Internet访问功能。

2、具有一个本地地图存储设备，比如内置Flash/外接SD卡/MMC卡等，可以存放一定量的有限地图数据。

3、可以通过外接USB等方式，进行电子地图数据的选择性预装和更新。

4、可以通过条件1所描述的Internet功能，实现在线实时的地图更新数据传送。

5、软件或者硬件具有预先设置的逻辑功能模块，能够按照本专利所描述的更新方法，在地图的使用过程中实现地图数据的实时更新。

6、对于通信数据的实时压缩和解压功能，用于减少数据传送中的数据量。

Claims

1.一种在线式GPS终端的地图更新和分发技术它包括下列步骤及特点：

a)GPS终端通过内置或者外接的存储介质，通过Internet方式，从GPS中心获得并且保存初始的GPS电子地图数据库。并且用户可以根据自己的需求，来选择初始地图数据库所覆盖的地理范围；

b)中心GPS电子地图数据库会根据自身情况，保持定期或者不定期的对自身数据进行更新，以保障数据库的准确性及有效性。控制中心GPS地图数据库每次更新，都会保存一个相关的版本信息；

c)用户在对GPS终端的使用过程中，终端会根据当前获得的GPS经纬度坐标、方向以及速度，预测未来一定时间用户的活动范围，并且向GPS中心请求该范围的地图更新；

d)用户需要使用流程1中初始地图范围外的地图时，需要重复第a)步，进行第二次预置。

2.权利要求1所述方法中，涉及到的在线式GPS终端地图控制系统。包括具有特定功能的GPS中心和GPS终端；

对于GPS中心的特定功能介绍如下：

a)具有一个大型的GPS电子地图数据库，该数据库将会包含所有可能的GPS电子地图详尽信息；

b)按照地图信息点的分布情况和密集程度，将地图数据逻辑分割成为大小不同的方格范围，作为地图更新的基本单元；

c)对于每一个逻辑分割的地图单元，在数据库中将会保留所有的历史更新信息

用于以增量或者差量方式提供更新数据；

d)通过Internet方式提供地图数据服务；

e)对于通信数据的实时压缩和解压功能，用于减少数据传送中的数据量；

对于GPS终端的特定功能介绍如下：

a)具有GPS定位功能，以及通过GSM/GPRS/CDMA/3G等方式实现的Internet访问功能；

b)具有一个本地地图存储设备，比如内置Flash/外接SD卡/MMC卡等，可以存放一定量的有限地图数据；

c)可以通过外接USB等方式，进行电子地图数据的选择性预装和更新；

d)可以通过条件a)所描述的Internet功能，实现在线实时的地图更新数据传送；

e)软件或者硬件具有预先设置的逻辑功能模块，能够按照本专利所描述的更新方法，在地图的使用过程中实现地图数据的实时更新；

f)对于通信数据的实时压缩和解压功能，用于减少数据传送中的数据量。