CN1752718A - 导航装置的角度相互校正方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种导航装置的角度相互校正方法，导航装置是安装在一移动体上，且导航装置具有一卫星定位模块及一电子罗盘，卫星定位模块用以接收一定位信号并转换为一GPS定位数据，导航装置的角度相互校正方法方法包含下述步骤：(A)侦测移动体的移动速度是否为不高于一预设值，若是则进行步骤(B)，以电子罗盘测得的一角度值校正GPS定位数据中的一角度值；及(C)输出校正后的GPS定位数据。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种导航装置的校正方法，特别是涉及一种配合全球卫星定位系统(GPS)定位技术，无论在任何移动速度的情况下，均可获得准确角度数据的导航装置的校正方法及其装置。
【背景技术】
全球卫星定位系统(以下简称GPS)是结合卫星系统及无线电波技术，可提供使用者精确的定位、移动速度及时间，其定位原理主要是利用一GPS导航装置接收卫星系统信号来定出使用者所在的位置及高度，由在天空中的卫星系统不断传送其数据至GPS导航装置，而GPS导航装置也同时不断的接收卫星系统最新传来的数据。
如图1所示，目前的GPS导航装置9主要具有一主机91、一周边卡92及一天线93，主机91具有一显示面板911，周边卡92插设在主机91上并外接有一天线93，天线93是用以接收卫星定位系统8传送的定位信号801；周边卡92可将接收到的定位信号801换算为例如所在位置的经度、纬度或高度等数据传输至主机91。
主机91内安装有全球卫星定位的相关软件，可将周边卡92换算后的经度、纬度或高度等数据与主机91预存的地图数据加以比对，再转换为例如目前所在位置四周的一电子地图71，并将其显示于显示面板911上，此外，有的电子地图71上也会显示一所在位置的指北针72。以车用导航系统为例，指北针72可在承载主机91的车体(图未示)移动时，供操作者参考指北针72指示的方向让操作者判断目前的行驶方向是否有误。
GPS导航装置9的运作原理主要是卫星定位系统8每秒送出一个定位信号801，因此GPS导航装置9也是每秒更新一次目前车体所在位置及角度的信息。然而，GPS导航装置9的指北针72在车体静止或低速行驶时是无法显示正确方向的，这是因为相对于低速行驶的车体，卫星定位系统8本身也是不断地移动，造成其所传送定位信号801在角度的换算上有误差产生，而目前对于此种低速行驶接收到的数据多是忽略或不加采用，所以当车体低速行驶时，指北针72将出现跳动或不准确的现象，导致无法提供正确的角度数据。
【发明内容】
考虑到现行GPS导航装置在所安装的移动体是低速时，易有角度换算不准确的现象发生，因此若能结合电子罗盘在GPS导航装置中，则在低速时可以使用电子罗盘量取正确的角度值加以补偿原输出，就可以得到正确的角度值而不至产生误判。
另外，当移动体在移动时，电子罗盘指示的角度受环境磁场(例如：经过高压电的地方)影响导致不准确时，则可以取GPS定位数据中的角度值，在记录两者的差值后校正电子罗盘的角度值。
因此，本发明的第一目的，即在提供一种在移动体低速移动的情况下，GPS定位数据中仍可输出准确角度的导航装置的角度相互校正方法。
本发明的第二目的，即在提供一种受环境磁场影响导致不准确时，电子罗盘仍可输出准确角度的导航装置的角度相互校正方法。
本发明的第三目的，即在提供一种安装在移动体上，且在移动体无论是低速或高速移动的情况下，均可获知正确角度的导航装置。
于是，本发明导航装置的角度相互校正方法，是将所述导航装置安装在一移动体上，且所述导航装置具有一卫星定位模块及一电子罗盘，所述卫星定位模块用以接收一定位信号并转换为一GPS定位数据，所述方法包含下述步骤：(A)侦测所述移动体的移动速度是否为不高于一预设值，若是则进行步骤(B)，以所述电子罗盘测得的一角度值校正所述GPS定位数据中的一角度值；及(C)输出校正后的GPS定位数据。
本发明的导航装置是安装在一移动体上，包含一电子罗盘及一卫星定位模块，所述电子罗盘具有一地磁感应器及一处理器，所述地磁感应器用以感应地磁产生一感应信号，所述处理器用以将所述感应信号转换为一角度值。所述卫星定位模块具有一GPS接收器、一GPS处理单元及一存储模块，所述GPS接收器用以接收一定位信号；所述GPS处理单元耦合所述电子罗盘的处理器，用以将所述定位信号转换为一符合一定输出格式的GPS定位数据；所述存储模块用以暂存所述GPS定位数据。
借此，所述GPS处理单元读取暂存的所述GPS定位数据，并比对GPS定位数据记录的所述移动体的移动速度是否不高于一预设值，若是则撷取所述电子罗盘所测得的角度值，并以所述角度值校正所述GPS定位数据中的一角度值后才输出所述GPS定位数据，若否则以所述GPS定位数据中的角度值校正所述电子罗盘测得的角度值，并直接输出所述GPS定位数据中的角度值。
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
图1是一示意图，说明目前的一种GPS导航装置；
图2是一电路方块图，说明本发明的导航装置的一较佳实施例；
图3是一流程图，说明本发明导航装置的角度相互校正方法包含的各步骤。
【具体实施方式】
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
如图2所示，本发明的导航装置10是安装在一移动体(未示出)上，在本较佳实施例中，导航装置10包含一卫星定位模块1、一电子罗盘2及一显示模块3。卫星定位模块1具有一GPS接收器11、一GPS处理单元12、一接口模块13及一存储模块14，而电子罗盘2具有一地磁感应器21及一处理器，处理器为一模拟数字转换器22。其中，GPS接收器11用以自卫星系统6接收一定位信号601，并供GPS处理单元12后续的处理；而GPS处理单元12耦合有GPS接收器11、电子罗盘2的模拟数字转换器22、接口模块13及存储模块14。
GPS处理单元12的作用主要是将GPS接收器11接收到的定位信号601转换为符合一定输出格式的GPS定位数据101并暂存于存储模块14，接口模块13则负责以有线或无线方式将处理后的GPS定位数据102传输至显示模块3显示，且接口模块13可为符合RS232、USB、SD、PCMCIA、PS/2及蓝牙其中的一传输接口。
GPS处理单元12的输出格式是支持国家航海电子协会NMEA(National Marine Electronics Association)输出格式的方向速度相关数据(Course Over Ground and Ground Speed；以下称为VTG消息)，或是卫星特定精简数据(Recommended Minimum SpecificGNSS Data；以下称为RMC消息)等。
表一说明了VTG消息内具有的各数据代表意义，VTG消息的格式为例如：
$GPVTG，
344.82，
T，
0.00，
M，
26.20，
N，
48.5，
K*66。
表一
| 项次 | 数据名称 | 数据内容 | 说明 |
| 1 | 消息代码 | $GPVTG | VTG消息的信头(header) |
| 2 | 角度值 | 344.82 | 前进(heading)角度 |
| 3 | 转向角度代号 | T | |
| 4 | 角度值 | 0.00 | 实际磁角角度 |
| 5 | 磁角代号 | M | |
| 6 | 速度值 | 26.20 | 单位：海哩/小时 |
| 7 | 速度代号一 | N | |
| 8 | 速度值 | 48.5 | 单位：公里/小时 |
| 9 | 速度代号二 | K | |
| 10 | 错误检查码 | *66 |
表二说明了RMC消息内具有的各数据代表意义，RMC消息的格式为例如：
$GPRMC，
033744，
A，
2446.5241，
N，
12100.1536，
E，
0.00，
0.00，200201，
0.0，
W*67。
表二
| 数据名称 | 数据内容 | 说明 | |
| 1 | 消息代码 | $GPRMC | RMC消息的信头(header) |
| 2 | 时间 | 033744 | 接收时间(hhmmss) |
| 3 | 接收状态指示 | A | A：表示确实收到；V：表示定位信号接收不良 |
| 4 | 纬度 | 2446.5241 | 单位：dddmm.mmmm |
| 5 | 南北纬指示 | N | N：北纬；S：南纬 |
| 6 | 经度 | 12100.1536 | 单位：dddmm.mmmm |
| 7 | 东西经指示 | E | E：东经；W：西经 |
| 8 | 速度值 | 0.00 | 单位：公里/小时 |
| 9 | 角度值 | 0.00 | 单位：距北方的角度；0度为正北方 |
| 10 | 日期 | 200201 | 单位：ddmmyy |
| 11 | 磁偏角 | 0.0 | |
| 12 | 磁偏角方向 | W | E：东方；W：西方 |
| 13 | 错误检查码 | *67 |
在表一中的VTG消息第2项的角度值显示的是卫星系统6移动时在二相近的时间点之间取得移动体所在的两个不同位置划一直线所计算得到的相对角度；至于第4项的角度值显示的是卫星系统6取得移动体所在位置的地标值和导航装置10已预先存的地区磁偏角数据相比对得到的结果，因此可借由比对得知目前所在位置的实际角度，本实施例即是采用表一中的VTG消息第4项或表二中的RMC消息第9项的角度值(作用在以下描述)。
电子罗盘2的地磁感应器21是用以感应地磁产生一感应信号201，而模拟数字转换器22则是将感应信号201转换为一角度值信号202。至于电子罗盘2的地磁感应器21如何感应，及模拟数字转换器22如何将模拟的感应信号201转换为数字的角度值信号202，由于已是公知技术，且并非本发明的重点，所以不再加以赘述。
如图2、3所示，本发明导航装置10的角度相互校正方法包含的步骤说明如下：
(步骤301)由导航装置10的卫星定位模块1的GPS接收器11接收一个定位信号601。
(步骤302)将其转换为符合RMC消息或VTG消息的GPS定位数据101并暂存于存储模块14之中。
(步骤303)由卫星定位模块1的GPS处理单元12侦测移动体的移动速度并判断其值是否为不高于一预设值？本实施例中，其侦测移动速度的方法为读取如表一所示的RMC消息第8、4项，或如表二所示的VTG消息中第8、9项的速度值及角度值数据，且移动速度的预设值假设是定为10公里/小时；因此，若是读取到的移动速度为不高于10公里/小时，则进行(步骤309)，反之，若是读取到的移动速度为高于10公里/小时则进行(步骤304)。
(步骤304)读取原有的GPS定位数据101的角度值。
(步骤305)比对电子罗盘2测得的角度值。
(步骤306)记录GPS定位数据101的角度值及电子罗盘2测得的角度值两者的差值。
(步骤307)以(步骤306)得到的差值校正电子罗盘2的角度值。
(步骤308)输出校正后的电子罗盘2的角度值。
(步骤309)GPS处理单元12以电子罗盘2的地磁感应器21测得的角度值校正暂存的GPS定位数据101中如RMC消息或VTG消息中的角度值。
(步骤310)将校正后的GPS定位数据102经由接口模块13输出至显示模块3。
归纳上述，由于电子罗盘2在安装后周围环境磁场干扰及地磁误差等因素，其所测得的感应信号201可能产生误差值；而卫星定位模块1在低速移动时测得的GPS定位数据101中的角度值易产生误差值，因此，本发明提出了具有卫星定位模块1及电子罗盘2的导航装置10，并以移动速度作为标准，在低速时选择电子罗盘2的角度值输出，而在高速时选择卫星定位模块1的角度值输出，如此一来，以彼此相互校正的方法，使导航装置10无论在何种速度皆能得到最正确的角度值输出。
Claims (6)
1、一种导航装置的角度相互校正方法，是将所述导航装置安装在一移动体上，且所述导航装置具有一卫星定位模块及一电子罗盘，所述卫星定位模块用以接收一定位信号并转换为一GPS定位数据，其特征在于：所述方法包含下述步骤：
(A)侦测所述移动体的移动速度是否为不高于一预设值，若是则进行步骤(B)；
(B)以所述电子罗盘测得的一角度值校正所述GPS定位数据中的一角度值；及
(C)输出所述角度值经校正后的GPS定位数据。
2、如权利要求1所述的导航装置的角度相互校正方法，其特征在于：
在步骤(A)中，侦测所述移动体的移动速度为高于一预设值时，则所述方法还包含一步骤(D)、一步骤(E)及一步骤(F)，在步骤(D)中，读取所述GPS定位数据中的角度值；接着进行步骤(E)，比对所述GPS定位数据及所述电子罗盘测得的角度两者间的差值；以及在步骤(F)中，以所述差值校正所述电子罗盘的角度值。
3、如权利要求1所述的导航装置的角度相互校正方法，其特征在于：
步骤(A)中，侦测所述移动体的移动速度是否为不高于所述预设值的方式，是读取所述GPS定位数据中的一速度值并加以判定。
4、如权利要求1所述的导航装置的角度相互校正方法，其特征在于：
所述卫星定位模块是支持输出符合NMEA输出格式的一卫星特定精简数据(RMC)消息及一方向速度相关数据(VTG)消息其中之一。
5、一种导航装置，是安装在一移动体上，其特征在于：所述导航装置包含：
一电子罗盘，具有一地磁感应器及一处理器，所述地磁感应器用以感应地磁产生一感应信号，所述处理器用以将所述感应信号转换为一角度值；及
一卫星定位模块，具有：
一GPS接收器，用以接收一定位信号；
一GPS处理单元，耦合所述电子罗盘的处理器，用以将所述定位信号转换为一符合一定输出格式的GPS定位数据；及
一存储模块，用以暂存所述GPS定位数据；
借此，所述GPS处理单元读取暂存的所述GPS定位数据，并比对GPS定位数据记录的所述移动体的移动速度是否不高于一预设值，若是则撷取所述电子罗盘所测得的角度值，并以所述角度值校正所述GPS定位数据中的一角度值后才输出所述GPS定位数据，若否则以所述GPS定位数据中的角度值校正所述电子罗盘测得的角度值，并直接输出所述GPS定位数据中的角度值。
6、如权利要求5所述的导航装置，其特征在于：
所述导航装置还包含一接口模块，所述接口模块可为符合RS232、USB、SD、PCMCIA、PS/2及蓝牙其中之一传输接口。
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