CN103576177B - 一种定位追踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定位追踪方法，信息终端通过定位系统，获得信息终端自身的位置信息，并且信息终端按照设定周期主动的将此位置信息和安全信息发送到中心系统，而一个或者多个监视设备通过此中心系统，获得所述信息终端当前的或者历史的位置信息和安全信息，且监视设备会将这些位置信息显示在监视设备的地图图形界面上；其中，以上所述的定位系统接收定位卫星的无线电信号，同时与互联网络上定位服务器进行交互得到信息终端自身的位置信息。本发明实现了对被监测设备的监控，且有效保证定位精度，数据的实时性和对信息终端的历史记录查询。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端定位技术领域，尤其涉及一种定位追踪方法。
背景技术
目前市场对于物到物(m2m，machine to machine)产品的需求，尤其是对物体位置跟踪产品的需求越来越多。这类产品可以应用于汽车防盗，防止老人、小孩走失，紧急救援等场合，当有需要监控的场景发生，监控者可以使用移动便携监视设备，例如移动电话，迅速及时地对被监控对象进行监视和某些安全控制。
专利CN97117508.X公开了一种使用中心系统处理定位、位置跟踪请求的技术，此技术可以自动地在几种定位方式中进行切换，当一种定位方式失效后，可以切换到另外一种定位方式。同时，此专利所描述的中心系统还承担向监控终端提供地图数据的任务。
此专利所描述技术的问题有以下几点：
1.难以判定定位系统是否失效。因为需要有复杂的限制条件和逻辑判断，才能断定某一种定位系统是否失效，所以此种方法会造成在某段时间定位效果不佳的问题。
2.在定位系统切换时，很有可能会造成定位点的漂移。因为不同的定位方法都会有定位误差，而且不同定位方法之间的定位误差可能相差较大，所以就算在同一物理地点，使用不同的定位方法获得的地理位置信息也会有不同，如果再结合上面所述，在判断定位系统失效并进行切换时，很可能会造成位置信息的较大误差。
专利申请US0110141276公开了一中查找移动设备位置的方法。在此专利中，查询者向一台服务器提出查询要求后，服务器响应此要求，然后向一台移动设备发送查询命令，当移动设备接收到此查询命令后，会向服务器反馈自身的一些安全信息，然后服务器会将这些信息处理后，再发送给请求者。请求者可以是另外一台移动设备。
此专利申请所描述的技术问题有以下几点：
1.只有当请求者向服务器发出查询请求后，移动设备才会向服务器发送其安全信息，例如地理坐标。这样当移动设备无法接收到服务器的查询命令时，则请求者也无法获得此移动设备的任何信息。采用“问答”机制，固然有利于减少信息交互的数量，但是当发生如上所述情况时，没有一个机制保证查询者最少可以获得移动设备第一次失去与服务器联络时的安全信息，例如地理位置。
2.此方法无法保证请求者获得在请求发送前的移动设备的安全历史信息。
此外，目前还可以查询到一些位置追踪系统的公开技术。在这些系统中，被监视设备要么直接向监视设备发送地理位置信息，一般采用短信方式或者语音调制方式；要么向一个中心系统发送地理位置信息，然后由中心系统在其所在的服务器上查询服务器上集成的地图，获得地图数据后，将地图数据发送到监视设备，一般采用Web方式或者邮件方式。
在所述的第一种系统中，对于快速移动的被监控对象，会产生大量的地理信息，无论是利用短信方式或者语音方式，如果要在监控终端上准确定位被监视设备，就会产生大量的通信数据量，从而产生大量的通信费用，因此此种方案并不是经济可行性很好的方案。
在所述的第二种系统中，由于监控终端本身不具有地图信息，因此需要依靠一个装有地图服务的服务器，被监视设备将其地理位置发送于服务器上，服务器再根据自己的地图服务生成地图信息，再发送给监控终端。如果监控终端上要图形显示此地图信息，因为一般地图信息的数据量是巨大的，这样一方面会产生大量的通信数据，消耗通信费用，另外一方面网络带宽的限制导致无法对快速移动的被监控对象进行实时的监控。如果监控终端仅仅使用文字描述被监控对象的地理位置，则在易用性上大打折扣，造成不佳的用户体验。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种定位追踪方法，实现了对被监测设备的监控追踪，保证了监控的实时性，且有效保证定位精度，避免了定位系统切换时出现的位置“漂移”，同时尽量减少此过程中所需的通信数据量。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种定位追踪的方法，信息终端通过定位系统，获得信息终端自身的位置信息，并且信息终端按照设定周期主动的将此位置信息和安全信息发送到中心系统，而一个或者多个监视设备通过此中心系统，获得所述信息终端当前的或者历史的位置信息和安全信息，且监视设备会将这些位置信息显示在监视设备的地图图形界面上；
其中，以上所述的定位系统接收定位卫星的无线电信号，同时与互联网络上定位服务器进行交互得到信息终端自身的位置信息。
所述的信息终端，通过其上的卫星定位模块接收定位卫星的信号，并根据接收到的信号得到信息终端的卫星定位数据，控制器模块通过无线模块将卫星定位数据发送给定位服务器，定位服务器上的辅助定位算法使用卫星定位数据，根据当前星历帮助卫星定位输出信息终端的位置信息，同时定位系统用此位置信息校准基站定位方法输出的信息终端位置信息，将校准的结果记录在定位服务器中的位置数据库中，并将校准的结果作为定位系统的输出；当卫星定位模块捕获不到卫星时，卫星定位输出的位置信息保持不变，定位系统根据当前基站输出的位置信息和卫星定位输出的位置信息查询定位服务器，将定位服务器的输出位置信息作为定位系统的输出。
所述的信息终端中的无线模块，通过基站和网络与定位服务器和中心系统建立链接，信息终端通过其上的卫星定位模块及定位服务器得到其自身的位置信息，信息终端中的控制器模块按照设定周期周期性的将信息终端的位置信息和信息终端的标识信息通过无线模块及基站发送到中心系统，且在无线链路无法建立的情况下，存储信息终端的当前位置信息；
所述的中心系统将被监控接口接收到的信息终端的当前位置信息及信息终端的标识信息存入其内部的数据库模块，并从数据库模块中根据信息终端的标识信息查询监视设备需要读取的信息终端的位置信息，并将位置信息发送给监视设备；
所述监视设备中的通信模块从中心系统上获取信息终端列表中的信息终端的位置信息并通过自身的地图模块，将信息终端的位置、速度、方向信息显示在关心区域的地图上。
监视设备的追踪模块，规划从监视设备当前位置，到信息终端当前位置的路径，并将路径显示在地图模块上。
所述的信息终端包括卫星定位模块、无线模块和控制器模块；
所述的卫星定位模块，接收定位卫星的信号，并根据接收到的信号得到信息终端的卫星定位数据；
所述的无线模块，通过基站和网络，与定位服务器和中心系统建立链接；
所述的控制器模块，将信息终端的卫星定位数据通过无线模块发送给定位服务器，并按照设定周期周期性的将定位系统输出的信息终端的位置信息和信息终端的标识通过无线模块发送到中心系统，且在无线链路无法建立的情况下，存储信息终端的当前位置信息；
所述的中心系统包括被监控接口，数据库模块和监控接口；
所述的被监控接口，将接收到信息终端的当前位置信息及信息终端的标识信息，存入其内部的数据库模块；
所述的监控接口，从数据库模块中根据信息终端的标识查询监视设备需要读取的信息终端位置信息发送给监视设备；
所述的监视设备包括地图模块，通信模块；
通信模块，从中心系统获取设定在监视设备标识下的被追踪设备列表中的被追踪设备的位置信息；并通过地图模块，显示关心区域的地图。
所述的监视设备还包括追踪模块，规划从监视设备当前位置，到信息终端当前位置的路径，并且将路径显示在地图模块上，使得用户能够直观的追踪信息终端。
所述的监视设备为能提供地图服务的智能手机、平板电脑。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种定位追踪方法，信息终端以冗余的方式运行定位方式，而无需在卫星定位、辅助定位、基站定位等系统之间进行切换。这样可以有效保证定位精度，避免出现位置“漂移”。
信息终端自动地以可设定的周期向处于公网中的中心系统发送位置、报警信息等，而无需应答特定的查询。这样可以保证中心系统上保存了信息终端的历史信息。
监视设备的地图信息无需从此系统中的中心系统获得，而是从其自身的服务商处获得。这样保证了监视设备只从中心系统获取信息终端的地理信息，这样数据量小，可以保证监控的实时性并减少监视设备的网络流量花费。
附图说明
图1为本发明提供的定位追踪系统的结构示意图。
其中，1为信息终端；2为基站；3为中心系统；4为监视设备；11为卫星定位模块；12为无线模块；13为控制器模块；14为定位服务器。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，一种定位追踪的方法，信息终端1中的无线模块12，通过基站2和网络与定位服务器14和中心系统3建立链接，所述的信息终端1，通过其上的卫星定位模块11接收定位卫星的信号，并根据接收到的信号得到信息终端1的卫星定位数据，控制器模块13通过无线模块12将卫星定位数据发送给定位服务器14，辅助定位使用卫星定位数据，根据当前星历帮助卫星定位输出卫星定位得到的信息终端位置信息，同时定位系统用此位置信息校准基站输出的信息终端位置信息，将校准的结果记录在定位服务器14中的位置数据库中，并将校准的结果作为定位系统的输出；当卫星定位捕获不到卫星时，卫星定位输出的位置信息保持不变，定位系统根据当前基站输出的位置信息和卫星定位输出的位置信息查询定位服务器14，将定位服务器14的输出位置信息作为定位系统的输出。信息终端1中的控制器模块13按照设定周期周期性的将信息终端的位置信息、安全信息和信息终端的标识信息通过无线模块12及基站2发送到中心系统3，且在无线链路无法建立的情况下，存储信息终端1的当前位置信息；
所述的中心系统3将被监控接口接收到的信息终端的当前位置信息、安全信息及信息终端的标识信息存入其内部的数据库模块，并从数据库模块中根据信息终端的标识信息查询监视设备需要读取的信息终端的位置信息，并将位置信息发送给一个或者多个能提供地图服务的智能手机或平板电脑4；
所述一个或者多个能提供地图服务的智能手机或平板电脑4中的通信模块从中心系统3上获取信息终端列表中的信息终端的当前位置信息或者历史的位置信息并通过自身的地图模块，将信息终端1的位置、速度、方向信息显示在关心区域的地图上。
同时，能提供地图服务的智能手机或平板电脑4的追踪模块，规划从监视设备当前位置，到信息终端当前位置的路径，并将路径显示在地图模块上。
其中，所述的信息终端1包括卫星定位模块11、无线模块12和控制器模块13；所述的卫星定位模块11，接收定位卫星的信号，并根据接收到的信号得到信息终端的卫星定位数据；
所述的无线模块12，通过基站2和网络，与定位服务器14和中心系统3建立链接；
所述的控制器模块13，将信息终端1的卫星定位数据通过无线模块12发送给定位服务器14，并按照设定周期周期性的将定位系统输出的信息终端的位置信息和信息终端的标识通过无线模块12发送到中心系统3，且在无线链路无法建立的情况下，存储信息终端1的当前位置信息。
所述的中心系统3包括被监控接口，数据库模块和监控接口；所述的被监控接口，将接收到信息终端1的当前位置信息及信息终端的标识信息，存入其内部的数据库模块；所述的监控接口，从数据库模块中根据信息终端的标识查询监视设备需要读取的信息终端位置信息发送给监视设备4。
所述的监视设备4包括地图模块，追踪模块，通信模块；通信模块，从中心系统3获取设定在监视设备4标识下的被追踪设备列表中的被追踪设备1的位置信息；并通过地图模块，显示关心区域的地图。
追踪模块，规划从监视设备4当前位置，到信息终端1当前位置的路径，并且将路径显示在地图模块上，使得用户能够直观的追踪被监空设备。
具体的，信息终端使用GPRS信道或者3G信道，使用互联网点对点PPP协议和移动运营商的网关进行链接，当PPP连接成功后，信息终端使用TCP协议连接设立在公网上的中心系统。
信息终端使用GPS等卫星定位方法获得定位信息，同时与公网上的定位服务器通信，将卫星状态、所通信的基站信息发送到定位服务器上，定位服务器会使用当前卫星星历、所通信的基站的地理位置信息，通过定位算法进行冗余辅助定位，并将运算结果反馈给信息终端。
从卫星定位模块获得的地理位置信息，连同信息终端的标识信息，通过TCP通道发送到网络的中心系统上。中心系统会保存地理位置信息到对应的ID下。
移动监视设备同样以PPP、TCP方式或者使用Wi-Fi信道，通过TCP方式连接到此中心系统，中心系统通过标识认证后，将中心系统此标识下的所有信息推送给移动监视设备。
移动监视设备使用自身的地图服务，将此信息在地图上图形化的表示。
其中，卫星定位模块采用冗余定位的方式，从公用定位系统中获得信息终端的地理位置。此地理位置经过无线模块自动的周期性的发送到TCP/IP公网中心系统上。如果有报警事件发生，报警信息也会被自动发送到公网中心系统。这些信息被一个唯一的标识符所标识。
监视设备接入公网中心系统后，通过标识符的认证后，所有的位置信息会被中心系统发送到监视设备，监视设备利用自己的地图服务，将位置信息处理后以图形化的方式显示在监视设备的显示器上。
本发明利用目前智能移动设备，例如智能手机，均具有地图服务，因此并不需要一个定位系统的中间中心系统安装地图信息，并提供地图数据到此智能设备，而只需要将地理位置数据发送到此智能设备上，由此智能设备本身的地图服务进行图形显示。这样既可以提高定位信息图形化显示的实时性，又可以节约大量的通信费用。
本发明利用目前已有的多种定位或者辅助定位技术可以冗余运行。例如可以在信息终端中保存星历或前一时刻信息终端的数据，不定期进行更新，这样在卫星信号不良或者无法接收到多个卫星信号时，可以根据星历信息或前一时刻信息终端的数据信息实时查询，帮助定位模块进行定位。这是一种冗余定位的方式。或者，可以根据移动蜂窝网络的基站信息，在没有卫星信号或者卫星信号不良时对卫星定位进行帮助定位。这也是一种定位的方式。总之这几种定位或者辅助定位方式同时运行，并采用某种算法，对多种定位方式获得的结果进行处理，这种方法是对定位结果进行校正，而不用在几种方式间进行切换。
本发明信息终端以冗余的方式运行定位方式，而无需在卫星定位、辅助定位、基站定位等系统之间进行切换。这样可以有效保证定位精度，避免出现位置“漂移”。同时，本发明信息终端自动地以可设定的周期向处于公网中的中心系统发送位置、报警信息等，而无需应答特定的查询。这样可以保证中心系统上保存了信息终端的历史信息。在某些情况下此历史信息会有重要的作用。
本发明监视设备的地图信息无需从此系统中的中心系统获得，而是从其自身的服务商处获得。这样保证了监视设备只从中心系统获取信息终端的地理信息，这样数据量小，可以保证监控的实时性并减少监视设备的网络流量花费。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种定位追踪方法，其特征在于，信息终端(1)通过定位系统，获得信息终端自身的位置信息，并且信息终端(1)按照设定周期主动的将此位置信息和安全信息发送到中心系统(3)，而一个或者多个监视设备(4)通过此中心系统(3)，获得所述信息终端(1)当前的或者历史的位置信息和安全信息，且监视设备(4)会将这些位置信息显示在监视设备(4)的地图图形界面上；
其中，所述的信息终端(1)，通过其上的卫星定位模块(11)接收定位卫星的信号，并根据接收到的信号得到信息终端(1)的卫星定位数据，控制器模块(13)通过无线模块(12)将卫星定位数据发送给定位服务器(14)，定位服务器(14)上的辅助定位算法使用卫星定位数据，根据当前星历帮助卫星定位输出信息终端的位置信息，同时定位系统用此位置信息校准基站定位方法输出的信息终端位置信息，将校准的结果记录在定位服务器(14)中的位置数据库中，并将校准的结果作为定位系统的输出；当卫星定位模块(11)捕获不到卫星时，卫星定位输出的位置信息保持不变，定位系统根据当前基站输出的位置信息和卫星定位输出的位置信息查询定位服务器(14)，将定位服务器(14)的输出位置信息作为定位系统的输出；
所述的信息终端(1)包括卫星定位模块(11)、无线模块(12)和控制器模块(13)；
所述的卫星定位模块(11)，接收定位卫星的信号，并根据接收到的信号得到信息终端的卫星定位数据；
所述的无线模块(12)，通过基站(2)和网络，与定位服务器(14)和中心系统(3)建立链接；
所述的控制器模块(13)，将信息终端(1)的卫星定位数据通过无线模块(12)发送给定位服务器(14)，并按照设定周期周期性的将定位系统输出的信息终端的位置信息和信息终端的标识通过无线模块(12)发送到中心系统(3)，且在无线链路无法建立的情况下，存储信息终端(1)的当前位置信息；
所述的中心系统(3)包括被监控接口，数据库模块和监控接口；
所述的被监控接口，将接收到信息终端(1)的当前位置信息及信息终端的标识信息，存入其内部的数据库模块；
所述的监控接口，从数据库模块中根据信息终端的标识查询监视设备需要读取的信息终端位置信息发送给监视设备(4)；
所述的监视设备(4)包括地图模块，通信模块；
通信模块，从中心系统(3)获取设定在监视设备(4)标识下的被追踪设备列表中的被追踪设备(1)的位置信息；并通过地图模块，显示关心区域的地图；
所述的监视设备(4)还包括追踪模块，规划从监视设备(4)当前位置，到信息终端(1)当前位置的路径，并且将路径显示在地图模块上，使得用户能够直观的追踪信息终端。
2.根据权利要求1所述的定位追踪方法，其特征在于，所述的监视设备(4)为能提供地图服务的智能手机、平板电脑。
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