CN102353966B - 导航仪及导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导航仪。该导航仪包括：接收模块，用于获取导航卫星所发送的卫星位置信息；用户接口模块，用于获取用户输入的求助信息；信息处理模块，根据该卫星位置信息获取地理信息，并将该地理信息和该求助信息整合为遇险信息；发送模块，将该遇险信息调制并发送至该导航卫星。本发明还提供一种导航系统。根据本发明所揭示的技术方案，本发明所揭示的导航仪及导航系统可极大地提高导航仪用户的遇险获救率。

Description

导航仪及导航系统

技术领域

本发明涉及导航系统领域，特别是涉及导航仪及导航系统。

背景技术

现有技术中，随着全球卫星定位系统的民用化，在汽车、船以及飞机中均安装有导航仪，导航仪可与全球卫星定位系统配合使用，获取导航卫星的卫星位置信息，并根据卫星位置信息计算出导航仪所在的地理位置信息，从而结合地图，将导航仪所在的位置呈现于地图之上，使得用户可清楚知道自己所在的位置。

现有的导航仪具备导航的功能，但是在一些特殊情况，比如用户处于困境或危险而需要向外界求助或求救时，该导航仪就无法提供求助或求救的通信功能，若用户在通信网络无法覆盖的区域遇到危险或处于困境时，则无法使用通信设备(比如手机)向外界求助或求救，用户将会陷进不利的处境。

因此，若能在导航仪中实现信息发送功能，将会极大地提高导航仪用户的遇险获救率。

发明内容

本发明主要解决导航系统无法实现通信功能的技术问题，是提供一种导航仪及导航系统，可在遇到危险等各种不利环境下利用导航仪发出求救信号，从而提高了遇险获救率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种导航仪。该导航仪包括：接收模块，用于获取导航卫星所发送的卫星位置信息；用户接口模块，用于获取用户输入的求助信息，并进一步获取用户输入的监控服务器地址信息，该用户接口模块为声控模块；信息处理模块，根据该卫星位置信息获取导航仪所在的地理信息，并将该地理信息、该求助信息以及该监控服务器地址信息整合为遇险信息，该信息处理模块根据该卫星位置信息利用定位解算方法获取该地理信息，该卫星位置信息包括该导航仪与该导航卫星之间的距离、距离变化率以及该导航卫星的轨道参数，该地理信息包括该导航仪所在地理位置的经纬度、高度、速度以及当前时间；发送模块，将该遇险信息调制并发送至该导航卫星，录音模块，用户通过所述录音模块录制求助音频并利用所述信息处理模块将其整合至求助信息中，再利用发送模块将其传送到导航卫星，导航卫星以将其转发到地面上指定的信息处理中心进行分析；其中，该接收模块分别获取多个导航卫星所对应的信号强度信息和状态信息，该信息处理模块根据该信号强度信息和该状态信息在该多个导航卫星中选取与发送模块之间具有最优传输通道的导航卫星，并控制该发送模块将该遇险信息调制并发送至该具有最优传输通道的导航卫星。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种导航系统。该导航系统包括：导航卫星，用于发送卫星位置信息；导航仪；地面控制装置，该地面控制装置从该导航卫星获取该遇险信息，该地面控制装置对遇险信息进行解调，以获取该地理信息和该求助信息，并通过网络发送该地理信息和该求助信息；监控服务器，与该地面控制装置网络连接，从该地面控制装置获取该地理信息和该求助信息；处理终端，与该监控服务器网络连接，该监控服务器将该地理信息和该求助信息发送至该处理终端，该处理终端在获取该地理信息和该求助信息后，进一步判断该求助信息的信息量是否充足，在判断到该求助信息的信息量充足时，该处理终端将该地理信息和该求助信息发送至离该地理信息所指定位置最接近的救援单位；在判断到该求助信息的信息量不充足时，该处理终端产生询问信息，并将该询问信息经由该监控服务器、该地面控制装置以及该导航卫星发送至该导航仪。其中，该导航仪包括：接收模块，用于获取导航卫星所发送的卫星位置信息；用户接口模块，用于获取用户输入的求助信息，并进一步获取用户输入的监控服务器地址信息，该用户接口模块为声控模块；信息处理模块，根据该卫星位置信息获取该导航仪所在的地理信息，并将该地理信息、该求助信息以及该监控服务器地址信息整合为遇险信息，该信息处理模块根据该卫星位置信息利用定位解算方法获取该地理信息，该卫星位置信息包括该导航仪与该导航卫星之间的距离、距离变化率以及该导航卫星的轨道参数，该地理信息包括该导航仪所在地理位置的经纬度、高度、速度以及当前时间；发送模块，将该遇险信息调制并发送至该导航卫星，以由该导航卫星将该遇险信息转发，录音模块，用户通过所述录音模块录制求助音频并利用所述信息处理模块将其整合至求助信息中，再利用发送模块将其传送到导航卫星，导航卫星以将其转发到地面上指定的信息处理中心进行分析；该接收模块分别获取多个导航卫星所对应的信号强度信息和状态信息，该信息处理模块根据该信号强度信息和该状态信息在该多个导航卫星中选取与发送模块之间具有最优传输通道的导航卫星，并控制该发送模块将该遇险信息调制并发送至该具有最优传输通道的导航卫星，该监控服务器与多个该处理终端连接，该监控服务器判断该多个处理终端的状态，并将该地理信息和该求助信息发送至处于空闲状态的处理终端。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所揭示的导航仪设置有发送模块，利用发送模块发送遇险信息，本发明所揭示的导航系统可根据遇险信息组织救援，从而极大地提高导航仪用户的遇险获救率。

附图说明

图1是本发明所揭示的导航仪的功能模块的电路连接示意框图；

图2是本发明所揭示的导航仪在进行导航时的工作流程示意图；

图3是本发明所揭示的导航仪在实现通信求助时的工作流程示意图；

图4是本发明所揭示的导航系统的示意图；以及

图5是本发明所揭示的导航系统中的处理终端的工作流程示意图。

具体实施方式

首先请参阅图1，图1是本发明所揭示的导航仪的电路连接示意框图。

如图1所示，本发明所揭示的导航仪1包括：

接收模块10，用于获取导航卫星所发送的卫星位置信息；

用户接口模块11，用于获取用户输入的求助信息；

信息处理模块12，根据卫星位置信息获取导航仪所在的地理信息，并将地理信息和求助信息整合为遇险信息；

发送模块13，将遇险信息调制并发送至导航卫星。

在一些情况下，由于可能会存在有多个监控服务器(于下文将会对其作具体介绍)，因此，用户接口模块11可进一步获取用户输入的监控服务器地址信息，信息处理模块12再进一步将地理信息、求助信息以及监控服务器地址信息整合为遇险信息。

优选地，信息处理模块12可根据卫星位置信息利用定位解算方法获取地理信息，其中，卫星位置信息包括导航仪与导航卫星之间的距离、距离变化率以及导航卫星的轨道参数，地理信息包括导航仪1所在地理位置的经纬度、高度、速度以及当前时间，上述的定位解算方法为本领域常用技术，于本发明内容中不作赘述。

在一般情况下，导航卫星的数量不止一个，因此，接收模块10可进一步分别获取多个导航卫星所对应的信号强度信息和状态信息，信息处理模块12可根据信号强度信息和状态信息在多个导航卫星中选取与发送模块13之间具有最优传输通道的导航卫星，并控制发送模块13将遇险信息调制并发送至该具有最优传输通道的导航卫星。其中，于此所使用的导航卫星选取算法也是本领域常用技术，于本发明内容中亦不作赘述。

另外，以上所提及的用户接口模块11可优选为键盘，用户可以向键盘输入求助信息或监控服务器地址信息等。当然，为了避免一些极端的情况，用户接口模块11也可包括声控输入模块，如用户无法进行手动输入时，可以切换到声控输入模式，利用声控输入模块将用户输入的声音转换为相应的操作控制，以实现与用户的对接功能。

信息处理模块12可包括内存和中央处理器。内存用于存储导航仪1系统运行的程序和通过定位解算算法得到的地图信息以及其他的状态参数，其中上述程序可包括定位解算算法、导航卫星选取算法以及相应的外部设备控制程序，中央处理器可运行上述程序，以负责各外围单元的控制、地理信息的获取以及导航卫星的选取等。

而发送模块13和接收模块10可利用高频天线及相应的调制或解调电路实现。

在本实施例中，导航仪1还包括显示模块14和电源模块15。显示模块14向用户提供操作界面，比如显示操作提示、导航信息和输入状态等，优选地可由液晶显示屏实现(但不限于此)。电源模块15包括电池和电源管理模块，电池负责导航仪1的电能供应，电源管理模块负责把电池提供的电压分送到各功能模块。除上述方式外，电源模块15更可以包括太阳能电池板，以保证在电池耗尽情况下收集足够的电能以维持导航仪1工作。

另外，导航仪1还包括一般终端机具有的各种功能模块，比如用声音提示用户各种信息的扬声器等，在本技术领域人员可理解的情况下，不作限定。

请进一步参阅图2，图2绘示出导航仪在进行导航时的具体流程，其包括如下步骤：

步骤C0，获取卫星位置信息；

步骤C1，根据卫星位置信息进行解码；

步骤C2，利用定位解算算法计算出导航仪所在的地理信息；

步骤C3，根据地理信息进行地图匹配；

步骤C4，利用显示模块14显示结果；

步骤C5，延时，跳转至步骤C0。

通过上述步骤，可实时地获取用户的地理信息并将其与地图结合显示于用户，使得本发明所揭示的导航仪可具有一般导航仪的导航功能。

请参看图3，当用户需要使用导航仪1求救时，导航仪1的工作流程具体包括：

步骤S1，获取导航卫星所发送的卫星位置信息；

步骤S2，获取用户输入的求助信息；

步骤S3，根据卫星位置信息获取地理信息，并将地理信息和求助信息整合为遇险信息；

步骤S4，将遇险信息调制并发送至导航卫星。

其中，在步骤S4中，接收模块10分别获取多个导航卫星所对应的信号强度信息和状态信息，信息处理模块12根据信号强度信息和状态信息在多个导航卫星中选取与发送模块13之间具有最优传输通道的导航卫星，并控制发送模块13将遇险信息调制并发送至具有最优传输通道的导航卫星。

另外，作为对以上技术方案的进一步扩展，导航仪1还可以采用在线可视求助的通信模式。具体而言，导航仪1还可以设置有录音模块(图未示)，当用户处于一些极端的环境时，用户通过设置于导航仪1内的录音模块录制求助音频并利用信息处理模块12将其整合至求助信息中，再利用发送模块13将其传送到导航卫星，导航卫星将其转发到地面上指定的信息处理中心进行分析，以援助行动。以上技术方案的扩展在本技术领域人员理解的情况下，不作限定。

请参阅图4，图4是是本发明导航系统的信息交互示意图。

如图4所示，本发明所揭示的导航系统2包括：

导航卫星20，用于发送卫星位置信息；

导航仪1，其包括接收模块10、用户接口模块11、信息处理模块12和发送模块13，用于产生遇险信息并发送至导航卫星20(其功能及内部各模块之间的相互关系与上文描述一致，于此不作赘述)；

地面控制装置21，导航卫星20将遇险信息转发至地面控制装置21，地面控制装置21对遇险信息进行解调，以获取地理信息和求助信息，并通过网络发送地理信息和求助信息；

监控服务器22，与地面控制装置21网络连接，从地面控制装置21获取地理信息和求助信息；

处理终端23，与监控服务器22网络连接，监控服务器22将地理信息和求助信息发送至处理终端23，处理终端23将地理信息和求助信息发送至离地理信息所指定位置最接近的救援单位。

请参阅图5，其中图5是本发明所揭示的导航系统中的处理终端23的工作流程示意图。

如图5所示，其具体工作流程包括：

步骤N1，获取地理信息和求助信息；

步骤N2，判断求助信息的信息量，若信息量充足，执行步骤D1，若信息量不充足，执行步骤N3；

步骤N3，产生询问信息；

步骤N4，判断指定时间内的回应，若无回应，执行步骤D2，若有回应，执行步骤N5；

步骤N5，读取回应信息，并跳转至步骤N2，判断回应信息的信息量；

步骤D1，将地理信息和求助信息发送给救援单位以作一般级别的救援处理；

步骤D2，把地理信息和求助信息发送给救援单位以作紧急救援处理。

通过上述工作流程，可针对不同的求助信息，实施不同优先级别的救援处理。

其中，在优选实施例中，会在导航系统中设置多个处理终端23，监控服务器22与多个处理终端23连接，监控服务器22可判断多个处理终端23的工作状态，并将地理信息和求助信息发送至处于空闲状态的处理终端。

处理终端23在获取地理信息和求助信息后，进一步判断求助信息的信息量是否充足，在判断到求助信息的信息量充足时，处理终端23将地理信息和求助信息发送至离地理信息所指定位置最接近的救援单位，在判断到求助信息的信息量不充足时，处理终端23产生询问信息，并将询问信息经由监控服务器22、地面控制装置21以及导航卫星20发送至导航仪1。

具体而言，导航卫星20以及地面控制装置21可为我国独立研发的北斗(Compass)卫星定位系统，在北斗卫星定位系统中，提供自导航仪1主动发送信息至导航卫星的通信接口，导航仪1通过该通信接口可传送遇险信息至导航卫星20，导航卫星20由地面控制装置21控制，并转发遇险信息至地面控制装置21。当然，随着技术的发展，除了北斗卫星定位系统，如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS或欧洲的Galileo等卫星定位系统也会相应提供类似的通信接口。

在优选的实施例中，地面控制装置21还包括主控制站(图未示)和多个辅助控制站(图未示)，主控制站和多个辅助控制站通过网络连接，多个辅助控制站分布于全球，其主要负责对导航卫星20的监视、遥测、跟踪和控制等，其所涉及的技术均为现有成熟的技术，且不在本发明讨论范围之内，于此不作赘述。

本发明导航系统及其导航仪能够同时实现导航和通信的功能，当遇到危险困境而又无法利用移动通信网络或无线电等方式进行求助时，导航仪将地理信息和求助信息发送至导航卫星，并经由导航卫星、地面控制中心、监控服务器以及处理终端发送到救援单位，使得救援单位可根据地理信息和求助信息展开救助，从而帮助用户快速有效地脱离危险困境，极大地提高导航仪用户的遇险获救率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种导航仪，其特征在于，包括：

接收模块，用于获取导航卫星所发送的卫星位置信息；

用户接口模块，用于获取用户输入的求助信息，并进一步获取用户输入的监控服务器地址信息，所述用户接口模块为声控模块；

信息处理模块，根据所述卫星位置信息获取所述导航仪所在的地理信息，并将所述地理信息、所述求助信息以及所述监控服务器地址信息整合为遇险信息，所述信息处理模块根据所述卫星位置信息利用定位解算方法获取所述地理信息，所述卫星位置信息包括所述导航仪与所述导航卫星之间的距离、距离变化率以及所述导航卫星的轨道参数，所述地理信息包括所述导航仪所在地理位置的经纬度、高度、速度以及当前时间；

发送模块，将所述遇险信息调制并发送至所述导航卫星；

显示模块，所述显示模块用于向用户提供操作界面；

电源模块，所述电源模块包括电池和电源管理模块，所述电池用于向所述导航仪供应电能，所述电源管理模块用于把所述电池提供的电压分送到各功能模块；

录音模块，用户通过所述录音模块录制求助音频并利用所述信息处理模块将其整合至求助信息中，再利用发送模块将其传送到导航卫星，导航卫星以将其转发到地面上指定的信息处理中心进行分析；

其中，所述接收模块分别获取多个导航卫星所对应的信号强度信息和状态信息，所述信息处理模块根据所述信号强度信息和所述状态信息在所述多个导航卫星中选取与发送模块之间具有最优传输通道的导航卫星，并控制所述发送模块将所述遇险信息调制并发送至所述具有最优传输通道的导航卫星。

2.一种导航系统，其特征在于，包括：

导航卫星，用于发送卫星位置信息；

导航仪，包括：

接收模块，用于获取导航卫星所发送的卫星位置信息；

用户接口模块，用于获取用户输入的求助信息；并进一步获取用户输入的监控服务器地址信息，所述用户接口模块为声控模块；

信息处理模块，根据所述卫星位置信息获取所述导航仪所在的地理信息，并将所述地理信息、所述求助信息以及所述监控服务器地址信息整合为遇险信息；所述信息处理模块根据所述卫星位置信息利用定位解算方法获取所述地理信息，所述卫星位置信息包括所述导航仪与所述导航卫星之间的距离、距离变化率以及所述导航卫星的轨道参数，所述地理信息包括所述导航仪所在地理位置的经纬度、高度、速度以及当前时间；

发送模块，将所述遇险信息调制并发送至所述导航卫星，以由所述导航卫星转发所述遇险信息；

显示模块，所述显示模块用于向用户提供操作界面；

电源模块，所述电源模块包括电池和电源管理模块，所述电池用于向所述导航仪供应电能，所述电源管理模块用于把所述电池提供的电压分送到各功能模块；

录音模块，用户通过所述录音模块录制求助音频并利用所述信息处理模块将其整合至求助信息中，再利用发送模块将其传送到导航卫星，导航卫星以将其转发到地面上指定的信息处理中心进行分析；

地面控制装置，所述地面控制装置从所述导航卫星获取所述遇险信息，所述地面控制装置对遇险信息进行解调，以获取所述地理信息和所述求助信息，并通过网络发送所述地理信息和所述求助信息；

监控服务器，与所述地面控制装置网络连接，从所述地面控制装置获取所述地理信息和所述求助信息；

处理终端，与所述监控服务器网络连接，所述监控服务器将所述地理信息和所述求助信息发送至所述处理终端，所述处理终端在获取所述地理信息和所述求助信息后，进一步判断所述求助信息的信息量是否充足，在判断到所述求助信息的信息量充足时，所述处理终端将所述地理信息和所述求助信息发送至离所述地理信息所指定位置最接近的救援单位，在判断到所述求助信息的信息量不充足时，所述处理终端产生询问信息，并将所述询问信息经由所述监控服务器、所述地面控制装置以及所述导航卫星发送至所述导航仪；

其中，所述接收模块分别获取多个导航卫星所对应的信号强度信息和状态信息，所述信息处理模块根据所述信号强度信息和所述状态信息在所述多个导航卫星中选取与发送模块之间具有最优传输通道的导航卫星，并控制所述发送模块将所述遇险信息调制并发送至所述具有最优传输通道的导航卫星；所述监控服务器与多个所述处理终端连接，所述监控服务器判断所述多个处理终端的状态，并将所述地理信息和所述求助信息发送至处于空闲状态的处理终端。