CN1147737C - 一种多功能地面定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能地面定位系统。它由地标、终端机和监控中心组成。所述地标内置不同属性信息，工作能量由外部辐射供给，布置于所有希望明确其坐标或具有提示意义的地点的地面或近地位置上：终端机安置于移动载体上，可激励地标并可接收到该地标的属性信息，通过其内置的微处理器可将编码形式的地标属性信息在地标应用信息系统中检索处理，得出该编码信息对应的地标属性信息内容，使载体获得所在地点的坐标、导航、导游等信息。该定位系统定位精度高、建网费用低，易于维护和开发应用，可广泛用于导航、导游等领域，完全可以有针对性地替代GPS系统。

Description

一种多功能地面定位系统

技术领域

本发明涉及一种定位系统特别是一种多功能地面定位系统。

背景技术

人们如果需要确定所在地点的方位，一般采用GPS终端装置。这种装置用以同时接收美国军方发射的21颗专用卫星中的3～4颗卫星的同频信号参数，经解调后取得这些卫星在太空中的即时位置和发送信号时的统一时间，其内置的计算单元根据复杂的处理方法而得到所在地点的地球经纬度和高度。这一系统的特点是在全球任何地点，均可实时地获得精确的坐标数值。但由于GPS系统使用微波频段发送定位信息，而微波具有像光一样直线传播的特点。在高楼耸立的城市和山峦起伏的丘陵地带，因卫星信号会被遮挡而形成应用盲区。另外，市场销售的GPS系统终端机和主要芯片价格还都相当昂贵，这对普及这一先进技术形成了不小的障碍。同时，美国为了战略考虑，对GPS定位精度采用了限制措施，如对我国限制在50米～100米。该系统的运行权掌握在美国军方，因而这一系统的应用完全受制于人。

长期以来，人们对各种各样自动定位技术的探索一直未曾停息，即使是在GPS系统进入实用化阶段也是如此。

辽宁大学在申请号为98123001.6的专利申请中公开了一种与GPS近乎相反的系统——一个建立在地面上的，由发送讯号的载体及三个以上坐标明确的接收基站组成的定位系统。该发明的特征为：接收基站群通过测量对来自同一载体的讯号在接收时间上的不同，计算出载体与三个基站的距离，从而得知载体自身的位置坐标。由于对时间的测量误差在200纳秒左右，系统的定位误差约60米。需要强调的是，该发明只提及单用户使用模式，而在大批量用户使用的情况下，为了能同时接收多个载体的定位请求，每个载体除了要向各个基站传递载体的自身编码外，还需要传递统一的时间信息，以便三个基站能同步处理，而时间信息需要从另外的授时系统中获取。另外，该系统信息流向分配不够合理，所有的应用计算均需由基站完成。大量的载体的定位信息请求可能导致基站系统计算能力的超载。

美国朗迅公司在申请号为99118134.4的专利申请中，公开了一种名为“基于大地定位的模式识别”的定位系统。这一发明的特征为：利用移动手机和为移动手机服务的基站网络，每基站的覆盖面可分为40000个子小区，利用模式识别技术识别手机传回到定位中心的信息中所携带的子小区射频属性和手机射频属性，再通过定位中心检索的数据库资料，确定该手机处于哪个基站的哪个子小区区域内。这一系统虽然建网费用较低(只需建立一个或几个定位中心站，负责解读各个手机所发出的编码信息即可)，但由于手机配置较低，没有应用所需的计算能力，因此同上一个定位技术发明一样，所有服务均需要中心站提供，使定位中心对信息的负荷过重。因此除定位功能外，难以深入开发具体应用。

深圳市永华电子系统股份有限公司在申请号为99114311.6的专利申请中公开了一种基于有源信标站和无线接收站的车辆防盗系统(CAS)的改进系统。其特征为：借助于分布设置的有源无线信标站发射本信标编码，防盗车辆处于某信标站区域时，接收到该信标站编码。当防盗车辆遇险时，该车将该编码连同本车编码一起，经车载发射机发射出去。分布式的高层网络报警站接收到告警信息后，经有线通讯网传送至监控中心，并由监控中心进行告警受理。该系统既需要有一定密度的布网，也需要人工的维护和基站工作能源的供给，高层网络报警站还需要有线通讯网络连接，系统建立所要求的条件较高，定位精度可达数公里级。由于定位精度太低，许多应用难以在系统上实现。

发明内容

为了克服上述定位系统的缺陷，本发明提供一种定位系统，该系统不仅定位精度高，而且建设费用低、用途广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种新的定位系统。该系统由地标、终端机和监控中心组成，所述地标布置于所有希望明确其坐标或具有提示意义的地点的地面或近地位置上，它包括：

a)天线，用以接收来自终端机的工作指令和能量辐射，并将地标的属性信息发射出去；

b)调制解调器，用于对接收来自终端机的指令进行解调和对发射的信标编码在其发射载波上进行调制；

c)能量转换和控制电路，用于将来自天线的能量转化为地标内部电路工作的能源；

d)存储器，用于作为内部逻辑处理的中间运算寄存器、放置固定的地标编码或坐标、记录事件信息和存储地标、属性文件；

e)地标信息控制器，用于驱动地标内部各部分电路协同工作。

所述终端机安置于载体上，它包括：

a)天线，用于在地标的接收波段上将来自调制解调器的载波信号，连续地向空中辐射能量，激励地标回应其属性信息，接收来自地标的载波信号，并送往调制解调器；

b)调制解调器，用于将来自天线的载波信号解调，并将信息送往应用信息处理器，将来自应用信息处理器的数据调制成载波信号，并将该信号送往天线发射；

c)应用信息处理器，用于根据调制解调器读出的地标属性信息，决定该属性信息的处理方式；

d)地标应用信息系统，以应用软件形式存在于定位系统应用装置中，用于在需要高速读取地标内的大量信息时，因为技术所限，无法达到在短时间里全部正确读出的要求时，来解释地标编码所代表的含义；

e)信息输出装置，包括电子地图、语音输出装置、讯号输出装置。电子地图用于接收来自应用信息处理器的坐标信息，并由应用信息处理器驱动显示地图信息，并在其上表示载体的位置；语音输出装置具有计算机多媒体文件的播放功能，对终端机的使用者提供即时的语音形式的提示；讯号输出装置为终端机的使用者提供提示帮助；

f)无线数字收发机，用于向监控中心或附近其它的终端机报告载体的状况，或接收来自监控中心或交通疏导中心的数据信息。

当地标天线在受到外来能量激励时，地标可以此为工作能源，经天线发送其内置属性信息。当作为载体的行人或车辆携带终端机接近某一地标时，终端机激励地标并可接收到该地标的属性信息。终端机内置的地标信息处理器将地标编码形式的属性信息在其信息系统中检索出该编码对应的属性信息内容，从而使载体获得所在地点的坐标、导航、导游等信息。当载体告警时，终端机将载体的系统序列号、坐标、运动速度、运动方向及告警类型等信息经专用无线方式发射给终端机，终端机激励地标并可接收到该地标的属性信息。

本发明是一种无源地标系统，在地标发射能力一定的前提下，其所能提供的坐标精度取决于终端机的发射和接收能力。另外，地标工作期间，允许多个载体同时获取地标属性信息。由于利用无源技术制成的地标无需配置电源系统，因而地标体积可以制作得非常小，可封装在玻璃管或塑料容器内，实现隐蔽放置。同时，由于采用大规模集成电路技术，地标制作成本较低，因而本系统的建立和维护成本可以做到非常低廉，并且网络扩展灵活。

本发明可以在现有的大多数GPS系统的民用应用中，以低廉的价格广泛替代GPS系统。它的显著特点就是具有GPS系统那样的在终端机上完成应用计算，系统信息流向合理，可提供定位精度高，信号不会受到遮挡，可以将测绘地图数字化后直接应用在电子地图上，即只要有测绘地图的区域，就可以在本系统下应用电子地图，不会发生因电子地图问题而误报、迟报导航点的情况。并且在车辆导航应用中，可通过在不同的车道上安装地标，以提前提示变更车道，使车辆的驾驶具有智能化色彩。

附图说明

图1为系统工作原理图

图2为地标组成部分及信息流向方框图

图3为车载终端机组成部分及信息流向方框图

图4为道路上的地标系统图

图5为行人应用的终端机组成部分及信息流向方框图

图6为地标及终端机之间各自的发射(激励)范围和接收范围关系图

图7为无防碰撞机制下地标读取结果示意图

图8为在防碰撞机制下地标读取结果示意图

图9为地标组合法示意图

图10为定向变激法示意图

图中1.地标，11.地标天线，110.地标属性信息，111.地标发射范围，112.地标接收范围，113.地标识读范围，12.地标调制解调器，13.地标能量转换和控制电路，14.地标存储器，15.地标信息控制器，2.终端机，21.终端机天线，210.终端机指令，211.终端机天线发射(激励)范围，212.终端机天线接收范围，22.终端机调制解调器，23.终端机应用信息处理器，24.地标应用信息系统，25.信息输出装置，251.电子地图，252.语音输出装置，253.讯号输出装置，26.无线数字收发机，27.发射功率控制装置，271.发射场强传感器，272.天线发射控制器，3.监控中心，30.告警信息，31.遇劫告警信息，32.遇险告警信息，33.求助告警信息，34.反控信息，4.载体。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。如图1所示，本发明包括地标1、终端机2和监控中心3三部分，地标1布置在所有需要明确其坐标位置或具有提示意义的地点地面或近地位置上，终端机2安置于载体4上，其中

1、地标1由以下几部分构成(见图2)：

(1)天线11：

用以接收来自终端机2的工作指令和能量辐射，并将地标1的属性信息110在发射载波频率上发射出去。天线11也可按接收天线和发射天线分开独立设置。

(2)调制解调器12：

对接收的来自终端机2的指令进行解调和对发射的地标编码在其发射载波上进行调制。

(3)能量转换和控制电路13；

将来自天线11的能量转化为地标1内部电路工作的能源。由此而决定了地标工作状态的持久性具有无需人工维持的特点。能量控制电路具有为地标信息控制器建立各种工作状态所必需的能量和电压信号准备。

(4)存储器14：

包括RAM、ROM和EEPROM形式的存储器。其中RAM作为内部逻辑处理的中间运算寄存器，ROM用于放置固定的地标编码或坐标。EEPROM用于记录事件信息或用以存储地标的属性文件。地标1内置的属性信息110可以是地标编码，或属性文件，或地标的坐标。编码中内含区域编码和本区域内地标序列号。地标1内置的坐标包括描述地标所处地点的各种形式的坐标，以及其他以文字、数字和字母表示的具有定位地标所在地点意义的表示方法。EEPROM记录事件信息可包括告警状态终端机发布的遇劫告警载体4系统序列号以及经过的时刻。EEPROM可以循环记录三个完整的终端机告警经过事件，以便后续车辆读出该告警信息。

(5)地标信息控制器15；

驱动地标内部各部分电路按既定功能协同工作。当接收到终端机的告警信息时，如果是遇劫告警，地标信息控制器15将该告警信息写入EEPROM中。其他告警信息将不予反应。

2、终端机2主要由以下几部分构成(见图3)：

(1)天线21：

在地标1的接收波段上将来自调制解调器22的载波信号，连续地向空中辐射能量，激励地标1回应其属性信息110。接收来自地标1的载波信号，并送往调制解调器22。

(2)调制解调器22：

将来自天线21的载波信号解调，并将信息送往应用信息处理器23。将来自应用信息处理器23的数据调制成载波信号，并将该信号送往天线21发射。

(3)应用信息处理器23：

采用微处理器和嵌入式操作系统架构，在嵌入式操作系统的驱动下工作。根据调制解调器读出的地标属性信息110，决定该属性信息110的处理方式。当地标的属性信息110为地标编码时，以该编码作为检索字，从应用信息系统24中检索出与该编码相关的属性信息110，然后根据该属性信息110的性质，在信息输出单元上以应用信息形式显示。

(4)地标应用信息系统24：

以应用软件形式存在。当应用在需要高速读取地标内的大量信息，因为技术所限，无法达到在短时间里全部正确读出的要求时，用以解释地标编码所代表的含义。其内部包含某区域内或整个定位系统所有地标编码及所对应的编码属性内容。可通过更换微存储卡或其他方式，升级其中的地标编码信息及编码属性内容。它以地标编码为检索字，以该地标的地球经纬度和高度、相关的多媒体文件为检索目的。

(5)信息输出装置25：

信息输出装置25包括电子地图251、语音输出装置252、讯号输出装置253，其中：

电子地图251为终端机的使用者提供视觉帮助，接收来自应用信息处理器23的坐标信息，并由应用信息处理器23驱动显示地图信息，并在其上表示载体4的位置。此外还具有行车路线设定、取消和变更功能。

语音输出装置252具有计算机多媒体文件的播放功能，对终端机的使用者提供即时的语音形式的提示；

讯号输出装置253可选为当读到地标时以蜂鸣音响提示。讯号也可以以不同的脉冲形式表示不同的意义，从而以简单的形式为终端机的使用者提供提示帮助。

(6)无线数字收发机26：

向监控中心3或附近其它的终端机报告载体4状况。发射装置以专用无线方式发送信息，比如GSM、CDMA或同频广播等方式。此外，还可接收来自监控中心3或交通疏导中心的数字、字母及汉字类型的数据信息，也可以作为反控信息用来强制打开信息数据发射装置，以向监控中心3报告终端机2的坐标。同时也可以将来自交通信息台的交通疏导信息与电子地图251功能交联，并将其结果以参考行车路线等形式表示在终端机2的信息输出装置上。

(7)发射功率控制器27：

发射功率控制器27包括发射场强传感器271和天线发射控制器272。为避免过高的发射场强对设备产生不良影响，必须对载体附近的发射场强进行控制。发射场强传感器无论终端机发射天线是否工作，均不断地实时监测空间发射频率下的场强。如果测量结果发射场强高于第一场强阈值，则天线发射控制器272就减小本终端机发射功率水平，甚至关闭本终端机发射天线的工作状态，直到场强值达到第一场强阈值。

3、监控中心3：

维持本系统内的各个终端机的运行秩序，发布信息，并对告警状态下的终端机使用者提供服务。

本系统工作步骤如下：

1、当配备终端机2的载体4接近地标1时，如果地标1处于终端机2的天线21的发射范围211，地标1将被激活，并发射其地标属性信息110。

2、当车载终端机低速移动时，终端机发射和接收水平为正常值，当装载车辆加速达到第一速度阈值时，终端机的天线的发射和接收水平会随移动速度的提高呈固定规律性地提高，直到车辆的速度值达到第二速度阈值。发射和接收水平随速度的提高而提高，从而更强地激励地标，使之积蓄足够的能量，减少初始化完成所需的时间，比正常状态更早地发射地标信息，以适应终端机高速移动下的地标读写要求(见图4)。

3、地标1与终端机2之间将进行合法性确认操作。终端机2的身份信息由其发出的指令信息中携带，地标的身份信息由其发出的编码信息携带。在多个终端机2对一个地标的操作中，地标不对终端机2的身份进行识别操作，而只将地标编码按系统预定的加密规则、或按滚动加密规则发出。非法的地标或非法的终端机均不能正确获得地标1中的具有检索意义的编码。

4、终端机2的调制解调器22读出地标1中的属性信息110，并送入应用信息处理器23。

5、应用信息处理器23在接到这一属性信息110后，可选择使讯号输出装置253发出蜂音鸣响，并将地标编码形式的属性信息110，在应用信息系统24中检索出与该编码相关的地理位置坐标及该坐标下的其他应用属性内容。

6、应用信息处理器23将坐标应用属性内容传送至信息输出装置25，电子地图251可选择显示该地标在电子地图251上的位置，以表示载体4的即时位置，语音输出装置252可选择即时播出该属性信息110内容的音频部分，提示或告之载体4有关导航、导游信息。

7、终端机发射功率控制器27中的场强传感器271不断实时监测终端机所在位置的发射场强数值。如果监测值高于第一场强阈值，则天线发射控制器272就减小终端机2的发射水平，甚至关闭本终端机2发射天线的工作状态，直到场强值达到第一场强阈值。

本系统应用举例：

1、二次参数计算：

在道路上连续经过三个相邻地标时，终端机2可以根据地标的相邻距离和间隔时间以及经过顺序，计算车辆的平均行驶速度、平均行驶加速度和行驶方向。这就是本地标系统二次参数的计算能力。相邻地标之间的距离可在地标应用信息系统中检索各自的坐标值，经计算得到。

2、告警应用：

当载体4遭遇紧急情况时，告警信息在人工干预下将信息数据经终端机2的无线数字收发机26发送出去，以便监控中心3或其它邻近的终端机经无线数字收发机接收。告警信息内含的信息数据包括地标系统应用信息处理器23中现存的最新地标信息、告警载体4系统序列号、运动速度、运动方向、时间和人工选择的信息类别，如遇险、遇劫、求助等。

当终端机处于遇劫告警状态时，如果终端机经过地标，会经发射天线向地标写入告警信息。写入地标的告警信息包括遇劫载体4系统序列号和经过时刻。

当监控中心3认为某个携带终端机2的载体4可能遇劫或失踪时，监控中心3可以发出反控信息，强制指定该终端机2进入告警状态，直至发出使载体4强制停车指令。

当终端机2的信息数据发射装置在告警状态下，无线数字收发机26经其天线，在终端机2接收到新的地标信息时，或在每隔一定时间未收到新地标信息时，将告警信息在发送波段上广播，以使监控中心3和其它邻近终端机2接收到告警信息。

当终端机2经无线数字收发机收到其他终端机的告警信息时，地标信息处理器23会将该告警信息中的地标坐标值与本终端机2中自身最新地标值进行比较。如果判断是非邻近终端机的告警信息，本终端机2将不会做出反应。如果判断是邻近终端机2发出的告警信息时，将向监控中心3报告，并在本终端机2上示警。

当终端机在经过地标时发现读出的地标信息中含有遇劫告警信息31时，会自动将本终端机时刻与告警信息中所包含的时间进行对比。如果时间差在第一时间阈值内，地标中的告警信息将在终端机2上示警。如果在第二时间阈值内，终端机将不予告警，只是通过无线数字收发机向监控中心报警。当时间差在第二时间阈值外时，终端机将不予理会。如果本系统的终端机未配备无线数字收发机，或遇劫终端机的无线数字收发机的天线被破坏，告警信息仍然可以经地标传送给后续经过的车辆。

在终端机上的示警以语音、紧急讯号和文字形式，在语音输出装置252、讯号输出装置253及电子地图251上表示。示警信息包括发出告警信息的载体4的动态地标信息、运动速度、运动方向和该载体4的信息(如车辆牌号、车型、车身颜色或行人的性别、年龄、身高等信息)，以便就近帮助告警者，或借助其他通讯手段(如移动电话)，在监控中心3的指导下，追踪遇劫的载体4。

3、导航应用：

当使用者预先在电子地图251上设置计划行进路线时，无线数字收发机26可以随时接收来自监控中心3的数字信息，以干预信息输出装置的输出结果。比如终端机2可以接收来自交通信息电台的交通疏导信息，并在电子地图251上自动给出优化后的行车路线以供选择参考。当载体4经过某个设定在计划行进路线上的道口时，终端机2根据得到的地标信息，自动预先和即时地向使用者提示方向选择。还可以提供在不同的车道上安装地标，以感知载体4的行驶车道，提前提示终端机使用者变更车道，以准备转弯的独特应用，使车辆的驾驶具有智能化色彩。

4、行人应用：

当作为旅游者、出行的盲人或普通城市居民的载体4携带终端机2(见图5)，在地标安放处按视觉提示或在盲道拐点上的接收到某地标时，地标除发射地标编码信息以供终端机2查询其内部属性编码信息外，还可以选择直接激励发射并接收其地标内存储器14中内置的属性信息110。由于这种对行人的应用无需高速读出，因而读出的信息量可以加大至数兆字节，而且可以有更为严格的身份认证过程。此时的地标应用信息可直接内置在地标中，可以是计算机多媒体文件，如MP3格式的文件。

系统定位精度：

本定位系统的每一地标，其坐标值事先已根据GPS系统的差分定位技术，得到了厘米级的精度。进入地标范围的载体4的具体坐标，与地标和终端机的发射和接收能力有关。

理想的定位系统所采用的地标1和终端机2的天线为各向同性天线，也就是说，符合本系统要求的地标和终端机所发射和接收的最小电磁场的场强等强面在空间上的表示均呈圆球状。在这个等强球状体边缘的地标1和终端机2所发射的标准发射水平的信号下，电磁场场强应达到使终端机2和地标1能够正常工作的水平。

系统可以规定终端机2的接收半径应小于或等于地标的发射半径，而终端机2的激励半径应不小于地标的发射半径。这样考虑是为了使高速载体4，如车辆等能在接近地标时先激励地标，使地标能有一个足够的时间激活，完成初始化并开始发射地标属性信息110，然后车辆再进入地标的发射区域(见图6)。

图6中假定终端机2的天线21安装在车顶正中玻璃风挡上缘处。图中的地标已进入终端机2的激励范围，而终端机2的天线21刚刚接触地标的标准发射范围111，但此时终端机2仍不能得到地标的属性信息110。因为此时终端机2的天线所接收的地标发射场强仍未能达到使其正常接收的水平，而系统规定此时终端机2应能接收到地标属性信息110。

系统规定所有地标的发射能力111应相同。在此基础上因终端机的差异性而使同一地标下的终端机接收范围212有所不同。地标的识读范围113等于终端机的接收范围212。对于不同的终端机，同一地标的识读范围113可能并不一样。当终端机的天线21进入地标的识读范围113，地标也就同时进入终端机的接收范围212。终端机此时即立即接收到地标的属性信息110。

低于系统规定的接收水平的终端机2，在地标系统中反而能够获得更高的系统坐标精度，同时终端机2的接收装置的成本反而可以做的更低。

当地标因相距太近，终端机2读取地标就会出现一机读取多标的冲突现象。而当终端机2正好处于距两个地标等距离的情况为最具有典型性。在这种情况下，终端机2所获得的地标编码可能有以下几种结果：

1、受地标品质离散性的影响，发射能力强或连续发射周期短的地标的属性信息110容易被终端机2先获取，而另一个地标发射的编码被掩盖。这种情况虽然不可事先预见，但结果还是稳定的，坐标精度不可能超过系统预期；

2、在终端机2没有防冲突能力时，两个地标的编码发射信号互相干扰，使终端机2不能正常读取这两个地标编码。结果终端机2仍保留原有的地标(远离的地标)编码不变(见图7)。这种结果仍能令人满意；

3、在终端机2具有完善的防冲突能力时，两个地标编码被先后正常读取。终端机2的地标信息处理器可以对两个地标的坐标按平均值算法，求得二者的点坐标。也就是说，当终端机2发现要同时读取两个地标而启动防冲突机制时，会自动提示地标信息处理器按平均值算法处理地标编码(见图8)。

对较小的地标识读距离113可以获得较高的坐标精度。对于定位精度要求较高，比如寻找某个地标的确切位置，可以用多个不同发射能力的地标组合来达到，或采用终端机2定向激励及改变激励功率的方法来达到。对于前一种情况，在进入发射能力最大的地标识读范围113后，可继续搜索其它同一安放位置的地标。如果所有的地标都被识读，最后识读的地标所标识的位置就是最精确的地标安装位置。此即地标组合法。采用该方法，终端机2必须有防冲突识别机制(见图9)。在后一种情况下，当终端机2以最大激励水平进入地标的识读范围113后，通过定向激励，确定地标相对方位，然后减小一档终端机2的激励水平，向确定的激励方向行进。当终端机2再一次识读到地标时，保持这个方向，再次减小终端机2的激励水平并继续行进，直到在最小的一档激励水平下识读到地标(见图10)，此即定向变激法。此时的地标位置误差可以确定在一个很小的范围内(比如5厘米)。这种定位方法尤其适用于盲人盲道导盲和在黑暗平坦的环境下搜索定位。

对于移动的车辆应用，本系统期望给出的精度是不大于±30米，对于导游应用，精度不大于±10米，对于盲人导盲应用，精度可以达到5厘米。本定位系统的显著特点是：定位精度越高(可达1～2毫米)，技术实现的难度越小，设备单价越低，只是当布网密度增大时，将带来地标数量激增，成本也将随之加大。在通常情况下，可以有针对性地在需要定位的离散点布置地标，以减少网络建设对地标数量过高要求。

地标编码的属性内容：

地标编码的属性内容以应用软件形式，存储在应用信息系统24中。属性内容包括地标安装地点的地理坐标(或经纬度)和海拔高度、相对与某标志物的距离和高度、导向信息(如在道路路口的地标上)、景点导游资料等。属性信息110的属性文件形式可以是MP3电子文件格式，以便于检索和播放。

系统的建设和维护：

本系统的建设很简单。只需先用GPS系统确定欲安装点的精确坐标，并预先在地标应用信息系统中安排该地标的检索字和检索内容，然后在该位置用冲击钻打孔(孔径可小到几厘米)，将无源地标放入并封堵复原即可。放置地点和具体位置可按图10所示。

对地标的编码可采用12位十进制号码制式。其中前6位为国家邮政编码，后6位为在该邮政区域内的地标序列号。比如：100080002438号地标为隶属于北京海淀区中关村附近的邮编为100080地区，序列号为002438的地标。相邻的地标其序列号亦相邻，可以便于地标信息处理器在地标信息应用系统中对地标属性信息110的检索。

本系统的维护主要是对地标群的维护，包括地标工作状态的检定、工作频率检查、位置校准和增补新的地标点。一般可采用车辆携带场强仪、GPS终端机、地标分布图和无源地标终端机沿地标分布路线行驶，即可完成对地标群状态的检定。

Claims (6)

1、一种多功能地面定位系统由地标(1)、终端机(2)和监控中心(3)组成，地标(1)布置于所有希望明确其坐标或具有提示意义的地点的地面或近地位置上，终端机(2)安置于载体(4)上，其特征在于所述地标(1)包括：

a)天线(11)，用以接收来自终端机的工作指令和能量辐射，并将地标的属性信息(110)发射出去；

b)调制解调器(12)，用于对接收来自终端机(2)的指令进行解调和对发射的地标属性信息(110)在其发射载波上进行调制；

c)能量转换和控制电路(13)，用于将来自天线(11)的能量转化为地标内部电路工作的能源；

d)存储器(14)，包括RAM、ROM和EEPROM形式的存储器，分别用于作为内部逻辑处理的中间运算寄存器、放置固定的地标编码或坐标、记录事件信息或用以存储地标的属性文件；

e)地标信息控制器(15)，用于驱动地标内部各部分电路协同工作；

所述终端机(2)包括：

a)天线(21)，用于将来自调制解调器(22)的载波信号，连续地向空中辐射能量，激励地标回应其属性信息(110)，接收来自地标(1)的载波信号，并送往调制解调器(22)；

b)调制解调器(22)，用于将来自天线(21)的载波信号解调，并将信息送往应用信息处理器(23)，将来自应用信息处理器(23)的数据调制成载波信号，并将该信号送往天线(21)发射；

c)应用信息处理器(23)，用于根据调制解调器读出的地标属性信息(110)，决定该属性信息的处理和显示方式，并驱动终端机内部各部分电路协同工作；

d)地标应用信息系统(24)，以应用软件形式存在于定位系统应用装置终端机(2)中，可以在只获取地标编码的情况下，用来解释地标编码所代表的含义；

e)信息输出装置(25)，包括电子地图(251)、语音输出装置(252)、讯号输出装置(253)，电子地图(251)用于接收来自应用信息处理器(23)的坐标信息，并由应用信息处理器(23)驱动显示地图信息，并在其上表示载体(4)的位置；语音输出装置(252)用于对终端机(2)的使用者提供即时的语音形式的提示；讯号输出装置(253)为终端机(2)的使用者提供提示帮助；

f)无线数字收发机(26)，用于向监控中心(3)或附近其它的终端机报告载体(4)的状况，或接收来自监控中心(3)或交通疏导中心的数据信息，并将应用信息处理器(23)需要发出的信息发出和接收来自外界与终端机(2)的交联信息；

2、根据权利1所述的定位系统，其特征在于：所述终端机(2)还包括一个发射功率控制器(27)，该控制器由发射场强传感器(271)和天线发射控制器(272)构成，用于实时监测空间发射频率下的场强，控制天线(21)的发射功率。

3、根据权利1所述的定位系统，其特征在于：地标应用信息系统(24)内部包含定位系统所有地标编码及所对应的编码属性内容。

4、根据权利1所述的定位系统，其特征在于地标(1)内置的属性信息(110)可以是地标编码，或属性文件，或地标的三维坐标，或它们的组合。

5、根据权利1所述的定位系统，其特征在于：所述终端机(2)的发射天线(21)的发射水平受应用信息处理器(23)的控制，当载体(4)以低于第一速度阈值移动时，终端机的发射水平为正常工作水平，当载体(4)移动速度超过第一速度阈值时，终端机的发射水平随移动速度的提高呈固定规律性地升高，直到移动速度达到第二速度阈值。

6、根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于终端机(2)在告警状态时，可以通过无线数字收发机(26)或地标(1)向监控中心(3)或其他本系统终端机载体(4)发出告警信息。

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