CN1782731A - 全球定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种全球定位系统及方法，使用者查询各地理位置重要景点及地标的影像数据，该系统包括：全球定位系统接收器、输入装置、存储单元、输出单元、微处理器、地理信息系统地图数据库、地理信息系统影像数据库；该方法的步骤是首先该全球定位系统接收器接收GPS信号；接着该全球定位系统计算使用者所在位置的地理资料；令该全球定位系统根据计算出的地理资料，从地理信息系统影像数据库找出与其对应的影像数据文件，并令输出单元显示影像数据；此外使用者还可通过影像摄取装置新增各地理位置的经纬坐标与影像数据，令使用者明确及立即地判断出GPS所提供的信息是否与使用者所在位置一致。

Description

全球定位系统及方法

技术领域

本发明是关于一种全球定位系统及方法，特别是关于一种根据使用者所在位置，显示该位置实地影像数据的全球定位系统及方法。

背景技术

自从美国将全球定位系统(Global Position System；GPS)开放给民间使用后，这项结合太空卫星与通信技术的科技，在民间市场蓬勃的展开，因为该系统除了能提供精确的定位功能之外，也能提供准确的速度、时间、方向及距离信息，所以运用范围相当广泛，除了军事用途外，在地面运输方面，铁路运输公司可利用全球定位系统做为火车定位与控制，防止火车相撞，并可提高系统的运量与效率；汽车驾驶人也可利用全球定位系统提供自动导航，找出到目的地的最佳路径。在航空运输方面，全球定位系统的定位功能协助机上的自动导航系统，在降落或飞行途中精确定位，使此相关技术迅速发展。

近年来更由于科技的快速发展，使得全球定位系统接收器无论在体积、耗电量或开机后执行首次定位所需的处理时间均大幅减少，价格也日趋合理，所以能与如个人数字助理(PDA)与移动电话等系统结合，增加其普及性与实用性。尤其美国联邦通信委员会规定2001年后所有移动电话都要有全球定位能力，使得911紧急电话能回报位置以便施救，更增加其普遍性与重要性。

但是，绝大多数单独的全球定位系统接收器是以经纬度和GPS高度表示位置，对于使用者决定其所在位置并不很好用，更难以引导使用者到达目的地。所以现有技术便将全球定位系统与地理信息系统(Geographical Information System；GIS)结合，地理信息系统是储存在计算机中的地图数据库，可提供使用者各种形式的地理信息，例如以三维空间显示地形图等，并可提供使用者相关道路、景点、加油站、医院与最佳路径等重要的地理信息，因此将地理信息系统与卫星定位系统结合，可帮助使用者知道自己所在的位置，并引导其迅速到达目的地。

但是，该现有GPS并无法令使用者明确及立即判断出他所在位置是否与GPS提供的信息一致，例如，当GPS使用者行驶在两条大致重叠的高架道路时，GPS定位后提供的地形或路径信息可能是另一条使用者并未行驶的高架道路。

再者，对于希望掌握到达目的地沿路实景资料或建立个人化地理信息系统影像数据库的使用者，无法提供目的地或沿途重要地标、景点的影像数据，也无法让使用者根据其喜好与需求自建个人化的影像数据库，因而无法提供满足使用者个人需求的全球定位系统。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种全球定位系统及方法，使用者能够明确及立即地判断出GPS提供的信息是否与使用者所在位置一致。

本发明的再一目的在于提供一种全球定位系统及方法，让使用者可通过地理信息系统影像数据库的查询，阅读目的地或沿途重要地标、景点的影像数据，并经由影像摄取装置让该使用者依其喜好与需求建立个人化的影像数据库，满足个别使用者的不同需求。

为达上述目的，本发明提供一种全球定位系统。本发明的全球定位系统包括：微处理器；存储单元，与该微处理器电性连接，储存位置计算程序及影像查询程序；输出单元，与微处理器电性连接；全球定位系统接收器，与该微处理器电性连接，接收GPS卫星发送信号，供该微处理器根据该卫星发送信号，执行该存储单元储存的位置计算程序，获得使用者所在位置的地理资料；地理信息系统影像数据库，储存坐标位置与影像数据文件，且该影像数据文件包括静态照片及动态影片所组群组中的一种，并自动给每个存入的坐标位置及影像数据文件对应的编号，利用坐标位置编号将记录地点的坐标位置指向在该地点所记录的影像数据文件；以及输入装置，与该微处理器电性连接，供使用者输入操作信号，在该微处理器判断该操作信号是地理位置影像查询请求时，则根据该操作信号执行该存储单元的影像查询程序，并根据该微处理器执行该存储单元所储存的位置计算程序，获得的使用者所在位置的地理资料，从该地理信息系统影像数据库中取出与该地理资料相对应的影像数据文件，令该输出单元依据该影像数据文件进行显示。

本发明的全球定位系统还可包括：影像摄取装置，供使用者记录其所在位置的影像数据(包括动态的影片、静态的照片等)，且借由该影像摄取装置的记录处理，在该地理信息系统影像数据库建立使用者个人影像数据库，储存使用者利用影像摄取装置所摄录的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)与记录地点的坐标位置，并自动给每个存入的坐标位置及影像数据文件对应的编号，利用坐标位置编号将记录地点的坐标位置指向该地点所记录的影像数据；以及传送装置，将使用者个人影像数据库经由传输设备(例如通用串行总线(USB)或RS232串行接口端口的数据传输连接线，或红外线、蓝芽等无线传输设备)，传输到其它信息系统(例如个人计算机、个人数字助理PDA、移动电话或其它全球定位系统等)。

本发明的全球定位方法应用在具有全球定位系统接收器及输出单元的全球定位系统中，且该全球定位系统具有用于储存地理资料与影像数据文件的地理信息系统影像数据库，供使用者查询各地理位置重要景点及地标的影像数据，该全球定位方法包括以下步骤：令该全球定位系统的全球定位系统接收器接收GPS卫星传送信号；令该全球定位系统根据全球定位系统接收器接收到的GPS卫星传送信号，计算使用者所在位置的地理资料；以及令该全球定位系统根据计算出的地理资料，从该地理信息系统影像数据库找出与其对应的影像数据文件，且该影像数据文件包括静态照片及动态影片所组群组中的一种，令该输出单元依据该影像数据文件进行显示。

本发明的全球定位方法还包括以下步骤：借由影像摄取装置的摄录处理，在该地理信息系统影像数据库建立使用者个人影像数据库，且该数据库用于储存使用者利用影像摄取装置所摄录的影像数据与记录地点的坐标位置，并自动给每个存入的坐标位置及影像数据文件对应的编号，利用坐标位置编号将记录地点的坐标位置指向在该地点所记录的影像数据。使用者可通过传送装置将使用者个人影像数据库，传输到其它信息系统(例如个人计算机、个人数字助理PDA、移动电话或其它全球定位系统等)；且使用者可通过输出单元播放使用者个人影像数据库中的影像数据，阅读该数据库所记录的路线坐标及影像数据，作为个人旅游日记。

综上所述，本发明的全球定位系统及方法首先由系统提供者建立地理信息系统地图数据库及地理信息系统影像数据库，全球定位系统接收器，则定时接收GPS卫星发送的信号，供存储单元中的位置计算程序计算使用者目前所在位置的经纬坐标，通过该经纬坐标或/与使用者输入的目的地名称，从地理信息系统地图数据库中取出相对应的地理信息，令使用者确实得知自己所在的位置，或/与由该位置至该目的地的最佳路径及该路径周围相关的地理信息(例如相关道路、景点、加油站、医院与商店等)，引导其迅速到达目的地，此外，当使用者点选输出单元(例如液晶显示器、喇叭、扬声器等)上各地理信息的图形时，该存储单元中的查询程序会自动至地理信息系统影像数据库中，取出与该图形坐标位置相对应的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，使该系统显示出重要地标、景点的影像数据，此外，并可借由影像摄取装置，供使用者建立使用者个人影像数据库，提供个人化的全球定位系统。

附图说明

图1为方块示意图，显示本发明的全球定位系统实施例1的基本结构方块示意图；

图2为方块示意图，显示本发明的全球定位系统实施例2的基本结构方块示意图；

图3为流程示意图，显示本发明的全球定位方法所需各项步骤的流程示意图；

图4为数据库系统示意图，显示本发明的全球定位方法的地理信息系统影像数据库/使用者个人影像数据库，数据库系统示意图；

图5为数据库系统表格的示意图，显示本发明的全球定位方法的地理信息系统影像数据库/使用者个人影像数据库，数据库系统各表格内容的示意图；

图6为流程示意图，显示本发明的全球定位方法的使用者个人影像数据库，建立该数据库所需各项步骤的流程示意图；以及

图7为流程示意图，显示本发明的全球定位方法的地理影像查询功能所需各项步骤的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式。

以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但并非以任何观点限制本发明的范畴。

实施例1

图1是本发明的全球定位系统实施例1的基本结构方块示意图。如图所示，本发明的全球定位系统10包括：全球定位系统接收器11、输入装置12、存储单元13、输出单元14、微处理器17、地理信息系统地图数据库21、地理信息系统影像数据库22；其中，该全球定位系统接收器11设有接收天线，用于定时接收GPS卫星传送的信号；该存储单元13用于储存控制程序130、位置计算程序131及影像查询程序132。

该微处理器17是全球定位系统10的中央处理单元，与上述全球定位系统接收器11、输入装置12、存储单元13及输出单元14电性连接，主要功能在于分析及处理该全球定位系统接收器11接收到的GPS卫星信号，并在该全球定位系统10开机运行时即根据储存在该存储单元13的控制程序130，提供该全球定位系统10开机时的基本处理，该控制程序130具有供使用者进行系统功能的设定处理。且在该全球定位系统10接收来自该全球定位系统接收器11的GPS卫星信号时，该微处理器17则从该存储单元13读取该位置计算程序131，通过预定算法(例如三角测量法)计算出使用者所在位置的经纬坐标。

该输入装置12(例如键盘、触控面板、鼠标等)供使用者输入要查询的目的地名称、点选功能选项及点选各地图信息等，提供使用者与该全球定位系统沟通的接口。地理信息系统地图数据库21用于储存各地的电子地图，提供使用者各种形式的地理信息(例如以三维空间显示地形图等)，并在该地图数据库中标示使用者所需求的地理信息(例如相关道路、景点、加油站、医院与商店等)，该数据库21可内建在全球定位系统10中，也可安装在各地区所设服务站的计算机上，再经由网络单元传输至该全球定位系统10；又地理信息系统影像数据库22，是储存各地重要地标及景点的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，提供使用者阅读各重要地标及景点的实景资料，协助其能更有效、确实的掌握目前所在位置的相关信息及到达目的地沿路的实景影像，并能迅速找到该目的地，该数据库可内建在全球定位系统10中，也可安装在各服务站的计算机上，再经由网络单元传输至该全球定位系统10。

该全球定位系统10的微处理器17判断该输入装置12发来的信息是地理位置影像查询请求时，则从该存储单元13读取该影像查询程序132，根据使用者目前所在位置的经纬坐标或/与其输入的目的地名称，取出地理信息系统地图数据库21及地理信息系统影像数据库22中所对应的地图数据、影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)等，并令输出单元14(例如液晶显示器、喇叭、扬声器等)，依据取出的地图信息与影像数据进行显示，令使用者可观看其目前所在位置或/与由该位置至该目的地的最佳路径及该路径周围相关的地理信息(例如相关道路、景点、加油站、医院与商店等)与影像数据，令使用者确实得知其目前所在位置的地理信息并指引其迅速到达目的地。

实施例2

图2是本发明的全球定位系统实施例2的基本结构方块示意图。本实施例2的全球定位系统10′与上述实施例1的部分构件间的连接及运行相同，故在此不再赘述，仅就不同处说明。本实施例除了上述构件外还包括影像摄取装置15、传送装置16及使用者个人影像数据库23。

该影像摄取装置15(例如数字照相机、数字摄影机等)可内建在该全球定位系统10′中，或经由连接装置与全球定位系统10′相连接，在该全球定位系统10′的微处理器17判断该影像摄取装置15传来的信息是影像摄录请求时，则从该存储单元13′读取该影像摄录程序133，将使用者目前所在位置的经纬坐标及其与该影像摄取装置15所摄取的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，记录在该使用者个人影像数据库23。

该使用者个人影像数据库23用于储存上述记录的经纬坐标与影像数据，因此当全球定位系统10′的微处理器17判断输入装置12传来的信息是地理影像查询请求时，该存储单元13读取该影像查询程序132查询到的地理资料，不仅包括该经纬坐标的地图信息、影像信息，更包括使用者自建的影像信息(包括动态的影片及静态的照片数据等)，所以使用者通过使用者个人影像数据库23的查询，不仅可阅读符合其个人喜好、需求的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，也因为该数据库是根据使用者个人的需求与习惯建立的，因此通过该影像数据不仅使其更容易找到回程的路径，也使其下次再到同一地点时，可沿着之前记录的影像数据，迅速找到该目的地，此外，该影像记录也可作为使用者的旅游日记，记录使用者所到之处的经纬坐标、沿途景观等。

该传送装置16，提供该全球定位系统10′通过与传输设备(例如通用串行总线(USB)或RS232串行连接端口的数据传输连接线，或红外线、蓝芽等无线传输设备)与其它信息系统(例如个人计算机、个人数字助理PDA、移动电话或其它全球定位系统等)连接，供使用者将使用者个人影像数据库23传输到其它信息系统，在该信息系统储存或显示、播放该影像数据。

图3是本发明的全球定位方法所需执行的各项步骤的流程图。如图所示，首先执行步骤S1，建立地理信息系统地图数据库21，储存各地各种形式的地理信息(例如以三维空间显示地形图等)，并标示出使用者所需求的各种地理信息(例如相关道路、景点、加油站、医院与商店等)，接着进至步骤S2。

在该步骤S2中，建立地理信息系统影像数据库22，储存各地重要地标与景点的经纬坐标与影像数据(包括静态的照片与动态的影片数据等)，关于该地理信息系统影像数据库的数据库系统、表格请参考图4及图5的说明，接着进至步骤S3。

在该步骤S3中，令全球定位系统接收器11每隔一段时间即接收GPS卫星传送的信号，并令微处理器17根据该信号从该存储单元13读取该位置计算程序131，通过预定算法(例如三角测量法)计算出使用者所在位置的经纬坐标，接着进至步骤S4。

在该步骤S4中，令微处理器17从该存储单元13读取该影像查询程序132，从该地理信息系统地图数据库21中取出与该坐标位置相对应的地理资料(例如相关道路、景点、加油站、医院与商店等)，并将该地理信息显示在输出单元14(例如液晶显示器、喇叭、扬声器等)上，接着进至步骤S5。

在该步骤S5中，使用者可通过输入装置12选择要执行的功能。使用者若选择导航功能，接着进至步骤S51；若选择地理位置影像查询功能，接着进至步骤S52，该地理位置影像查询的详细流程图如图7；若选择影像数据新增功能，接着进至步骤S53，该影像数据新增功能的详细流程图请参考图4、图5及图6的说明；若选择影像数据传输功能，接着进至步骤S54；以及，若选择影像数据播放功能，接着进至步骤S55。

在该步骤S51中，执行导航功能，由于这些功能单元均为全球定位系统的现有标准流程，因此不对其流程作进一步的说明。

在该步骤S54中，执行影像数据传输功能，首先将该全球定位系统10与其它信息系统(例如个人计算机、个人数字助理PDA、移动电话或其它全球定位系统等)，通过传送装置16与传输设备(例如通用串行总线(USB)或RS232串行接口端口的数据传输连接线，或红外线、蓝芽等无线传输设备)相连接，再将使用者个人影像数据库23传输到其它信息系统(例如个人计算机、个人数字助理PDA、移动电话或其它全球定位系统等)，在其它信息系统上储存或显示、播放该影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)。

在该步骤S55中，执行影像播放功能，使用者通过输出单元14(例如液晶显示器、喇叭、扬声器等)，将使用者个人影像数据库23中的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，按照其行经路线的经纬坐标寻找相对应的影像数据依次播放，作为使用者的旅游日记。

图4是本发明的全球定位系统的地理信息系统影像数据库/使用者个人影像数据库的数据库系统示意图，如图所示，本发明的全球定位系统的地理信息系统影像数据库22/使用者个人影像数据库23包括：坐标位置表格221/231及影像数据文件表格222/232，各数据库系统表格的详细示意图如图5。

图5是本发明的全球定位系统的地理信息系统影像数据库/使用者个人影像数据库的数据库系统表格示意图，如图所示，该坐标位置表格221/231包括坐标位置编号及坐标位置，影像数据文件表格222/232包括影像数据文件编号、影像数据文件及坐标位置编号，其中，坐标位置表格221/231与影像数据文件表格222/232通过坐标位置编号加以连接。例如使用者点选经纬坐标为N25°01.186 E121°32.526的图形，由坐标位置表格221/231可知该坐标的坐标位置编号为11，再根据影像数据文件表格222/232可知坐标位置编号11的影像数据文件为6.avi及7.jpg，所以该输出单元14即会依次播放6.avi及7.jpg两个文件。

图6是本发明的全球定位系统的建立使用者个人影像数据库所需执行的各项步骤的流程图。如图所示，首先执行步骤S531，令该微处理器17将上述该位置计算程序131计算出的使用者目前所在位置的经纬坐标记录下来，接着进至步骤S532。

在该步骤S532中，令该微处理器17将上述记录的经纬坐标储存到使用者个人影像数据库23的坐标位置表格231中的坐标位置栏，并依次给每个坐标对应的编号，再将该编号储存至坐标位置编号栏，接着进至步骤S533。

在该步骤S533中，令微处理器17从该存储单元13′读取该影像摄录程序133，记录使用者目前所在位置的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，接着进至步骤S534。

在该步骤S534中，令该微处理器17将上述记录的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，储存到使用者个人影像数据库23的影像数据文件表格232中的影像数据文件栏，并依次给每个影像数据文件对应的编号，再将该编号储存至影像数据文件编号栏，接着进至步骤S535。

在该步骤S535中，将该影像数据文件对应的坐标位置在坐标位置表格231中的坐标位置编号，储存到影像数据文件表格232中该影像数据的记录中。例如12.jpg照片是在N25°10.619E121°31.005位置拍摄，由图5坐标位置表格231可知该坐标位置的坐标位置编号为10，所以该微处理器17会自动在影像数据文件表格232中影像数据文件12.jpg所对应的坐标位置编号栏中存入10。

图7是本发明的全球定位系统地理位置影像查询功能所需执行的各项步骤的流程图。如图所示，首先执行步骤S521，由使用者点选输出单元14(例如液晶显示器、喇叭、扬声器等)上显示的各地理信息的图形，接着进至步骤S522。

在该步骤S522中，令微处理器17从存储单元13读取影像查询程序132，根据使用者点选的图形的坐标位置，从该地理信息系统影像数据库22及使用者个人影像数据库23中，取出与该图形坐标位置相对应的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)，接着进至步骤S523。

在该步骤S523中，令输出单元14(例如液晶显示器、喇叭、扬声器等)显示、播放上述步骤取出的影像数据(包括动态的影片及静态的照片数据等)。

因此通过本发明的全球定位系统及方法，可提供使用者各地重要地标及景点的影像数据(包括动态的影片及静态的照片等)，及使用者个人化的影像数据(包括动态的影片及静态的照片等)，所以该系统不仅可避免使用者因现有GPS无法明确及立即判断出目前所在位置是否与GPS所提供的信息一致的问题，也可提供符合使用者需求的影像数据，使该系统成为个人化的全球定位系统。

Claims (12)

1.一种全球定位系统，供使用者查询各地理位置重要景点及地标的影像数据，其特征在于，该系统包括：

微处理器；

存储单元，与该微处理器电性连接，储存位置计算程序及影像查询程序；

输出单元，与微处理器电性连接；

全球定位系统接收器，与该微处理器电性连接，接收GPS卫星发送信号，供该微处理器根据该卫星发送信号，执行该存储单元储存的位置计算程序，获得使用者所在位置的地理资料；

地理信息系统影像数据库，储存坐标位置与影像数据文件，且该影像数据文件包括静态照片及动态影片所组群组中的一种，并自动给每个存入的坐标位置及影像数据文件对应的编号，利用坐标位置编号将记录地点的坐标位置指向在该地点所记录的影像数据文件；以及

输入装置，与该微处理器电性连接，供使用者输入操作信号，在该微处理器判断该操作信号是地理位置影像查询请求时，则根据该操作信号执行该存储单元的影像查询程序，并根据该微处理器执行该存储单元所储存的位置计算程序，获得的使用者所在位置的地理资料，从该地理信息系统影像数据库中取出与该地理资料相对应的影像数据文件，令该输出单元依据该影像数据文件进行显示。

2.如权利要求1所述的全球定位系统，其特征在于，该系统还包括影像摄取装置及储存在该存储单元的影像摄录程序，在该微处理器判断该操作信号是影像数据新增请求时，则根据该信号执行该影像摄录程序，并令该影像摄取装置进行影像摄取处理，供使用者记录各地理位置的影像数据。

3.如权利要求2所述的全球定位系统，其特征在于，该系统借由该影像摄取装置的摄录处理，在该地理信息系统影像数据库建立使用者个人影像数据库，该使用者个人影像数据库储存使用者利用该影像摄取装置记录的影像数据与记录地点的坐标位置，并自动给每个存入的坐标位置及影像数据文件对应的编号，利用坐标位置编号将记录地点的坐标位置指向在该地点所记录的影像数据文件。

4.如权利要求1、2或3所述的全球定位系统，其特征在于，该系统还包括传送装置，供使用者通过传输设备将系统内的信息输出至其它信息系统。

5.如权利要求1、2或3所述的全球定位系统，其特征在于，该系统还包括声音录取装置，用于录取声音信号。

6.如权利要求1所述的全球定位系统，其特征在于，该地理信息系统影像数据库内建在全球定位系统内。

7.如权利要求1所述的全球定位系统，其特征在于，该地理信息系统影像数据库建立在各地服务站，并通过网络单元与全球定位系统连接。

8.一种全球定位方法，应用在具有全球定位系统接收器及输出单元的全球定位系统中，且该全球定位系统具有用于储存地理资料与影像数据文件的地理信息系统影像数据库，供使用者查询各地理位置重要景点及地标的影像数据，其特征在于，该全球定位方法包括以下步骤：

令该全球定位系统的全球定位系统接收器接收GPS卫星传送信号；

令该全球定位系统根据全球定位系统接收器接收到的GPS卫星传送信号，计算使用者所在位置的地理资料；以及

令该全球定位系统根据计算出的地理资料，从该地理信息系统影像数据库找出与其对应的影像数据文件，且该影像数据文件包括静态照片及动态影片所组群组中的一种，令该输出单元依据该影像数据文件进行显示。

9.如权利要求8所述的全球定位方法，其特征在于，该全球定位系统还具有影像摄取装置及影像摄录程序，供使用者摄录各地的影像数据及记录地点的坐标位置。

10.如权利要求9所述的全球定位方法，其特征在于，该方法借由该影像摄取装置的摄录处理，在该地理信息系统影像数据库建立使用者个人影像数据库，且该数据库用于储存使用者利用影像摄取装置摄录的影像数据与记录地点的坐标位置，并自动给每个存入的坐标位置及影像数据文件对应的编号，利用坐标位置编号将记录地点的坐标位置指向在该地点所记录的影像数据。

11.如权利要求8所述的全球定位方法，其特征在于，该地理信息系统影像数据库储存各地理位置的坐标位置与影像数据文件，自动给每个存入的坐标位置及影像数据文件对应的编号，并利用坐标位置编号将记录地点的坐标位置指向在该地点所记录的影像数据。

12.如权利要求8所述的全球定位方法，其特征在于，该全球定位系统还包括声音录取装置，用于录取声音信号。

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