CN1955757A - 移动设备上gps系统定位接收器位置智能调整的装置及方法 - Google Patents

移动设备上gps系统定位接收器位置智能调整的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种移动设备上GPS系统定位接收器位置智能调整的装置及方法，该装置包括GPS定位接收器模块和其顶端安设的接收天线，还包括移动设备内的微型步进电机，微型步进电机通过控制芯片与移动设备的中央处理器相连接，并通过旋转轴与GPS定位接收器模块相连接，该方法包括完成卫星定位操作并显示所接收到的经度和纬度信息、开启智能位置调整功能并通过微型步进电机驱动GPS定位接收器随旋转轴旋转、进行接收信号逐点采样操作、进行分析和找出最佳接收位置点的操作、将GPS定位接收器旋转至最佳接收位置点。采用该种装置及其方法，能够接收到准确的定位信息，同时操作方便快捷，而且系统工作稳定，适用范围较为广泛。

Description

移动设备上GPS系统定位接收器位置智能调整的装置及方法
技术领域
本发明涉及移动设备领域，特别涉及移动设备的GPS系统定位领域，具体是指一种移动设备上GPS系统定位接收器位置智能调整的装置及方法。
背景技术
在现代生活中，各种各样的移动设备上都具有了GPS定位系统，以方便人们的出行。但是，从GPS定位系统的原理来看，其本身是通过GPS定位接收器与卫星通信并接收卫星计算出的定位信号而工作的，因此GPS定位接收器的方向性是很重要的，其所处的位置的好坏往往是其是否能达到准确定位效果的关键因素。但是，在现有技术中，目前GPS定位系统的移动设备，尤其是PDA设备，其上的定位接收器的位置调整需用户手动完成，很不方便；同时，目前的GPS定位系统本身无法确定定位接收器的位置是否接收信号最佳，这样给GPS定位的准确性造成了一定的影响，从而给人们的出行带来了一定的不便。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种定期测定GPS系统定位接收器的接收信号、自动调整接收器位置角度、接收效果好、定位准确、方便快捷、工作稳定、适用范围较为广泛的移动设备上GPS系统定位接收器位置智能调整的装置及方法。
为了实现上述的目的，本发明的移动设备上GPS系统定位接收器位置智能调整的装置及方法如下：
该移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置，包括移动设备上的GPS定位接收器模块，该GPS定位接收器模块顶端具有一个接收天线，其主要特点是，所述的装置还包括移动设备内的微型步进电机，该微型步进电机通过控制芯片与移动设备的中央处理器相连接，且该微型步进电机通过一个旋转轴与所述的GPS定位接收器模块相连接。
该移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置的GPS定位接收器模块底部固定连接于该旋转轴，且通过微型步进电机控制随该旋转轴旋转。
该移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置的GPS定位接收器模块随旋转轴旋转的角度范围为0°～180°。
该使用上述的装置对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)移动设备上的GPS定位系统完成卫星定位操作，并显示所接收到的经度和纬度信息；
(2)GPS系统开启智能位置调整功能，并通过中央处理器和控制芯片控制微型步进电机驱动旋转轴转动，而带动GPS定位接收器模块随旋转轴旋转；
(3)GPS系统在GPS定位接收器模块进行旋转的过程中，进行接收信号逐点采样操作；
(4)中央处理器将逐点采样操作所得到的接收信号的数据进行分析和找出最佳接收位置点的操作；
(5)中央处理器和控制芯片控制微型步进电机驱动旋转轴转动，而带动GPS定位接收器模块随旋转轴旋转至上述最佳接收位置点；
(6)每隔预设的特定时间重复上述步骤(2)～(5)。
该对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法的进行接收信号逐点采样操作为：
GPS定位接收器模块每旋转过预设的特定角度，则进行信息接收并自动保存相应的接收信号。
该对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法的预设的特定角度为10°。
该对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法的接收信号的数据格式为：
“$GPGGA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，M，<11>，<12>*hh<CR><LF>”，
 其中：
<1>——UTC时间，hh mm ss格式；
<2>——经度，ddd mm mmmm格式，非0；
<3>——经度方向，N或S；
<4>——纬度，ddd mm mmmm格式，非0；
<5>——纬度方向，E或W；
<6>——GPS状态批示，0：未定位，1：无差分定位信息，2：带差分定位信息；
<7>——使用卫星号，00～08；
<8>——精度百分比；
<9>——海平面高度；
<10>——*大地随球面相对海平面的高度；
<11>——差分GPS信息；
<12>——差分站ID号0000-123。
该对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法的进行分析和找出最佳接收位置点的操作包括以下步骤：
(1)将所有采样点的接收信号中的经度和纬度信息取出；
(2)对各个采样点的经度和纬度信息分别计算其平均经度和平均纬度值；
(3)计算每个采样点的接收信号中的经度和纬度与上述的平均经度和平均纬度值之间的差值；
(4)选取差值最小的点为最佳接收位置点。
该对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法的预设的特定时间为10分钟。
采用了该发明的移动设备上GPS系统定位接收器位置智能调整的装置及方法，由于具有中央处理器和控制芯片控制的步进电机，可以使得GPS系统的定位接收器周期性地在步进电机的驱动下随旋转轴旋转，同时在特定采样点进行定位信息的信号接收，从而计算并获得最佳的信号接收位置，使得该移动设备上的GPS系统的定位接收器保持在最佳接收位置上并自动进行调整，从而能够接收到准确的定位信息；不仅如此，采用上述装置和方法的移动设备进行GPS定位操作方便快捷，而且系统工作稳定，适用范围较为广泛，给人们的出行带来了很大的便利。
附图说明
图1为本发明的移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置的功能模块示意图。
图2为采用本发明的装置和方法的PDA设备的外观效果图。
图3为本发明的对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1和图2所示，该移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置，包括移动设备上的GPS定位接收器模块1，该GPS定位接收器模块1顶端具有一个接收天线2，其中，所述的装置还包括移动设备内的微型步进电机3，该微型步进电机3通过控制芯片4与移动设备的中央处理器5相连接，且该微型步进电机3通过一个旋转轴6与所述的GPS定位接收器模块1相连接，其中该GPS定位接收器模块1底部固定连接于该旋转轴6上，且通过微型步进电机3控制随该旋转轴3而旋转，该GPS定位接收器模块1随旋转轴6旋转的角度范围为0°～180°。
再请参阅图3所示，该使用上述的装置对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法包括以下步骤：
(1)移动设备上的GPS定位系统完成卫星定位操作，并显示所接收到的经度和纬度信息；
(2)GPS系统开启智能位置调整功能，并通过中央处理器5和控制芯片4控制微型步进电机3驱动旋转轴6转动，而带动GPS定位接收器模块1随旋转轴6旋转；
(3)GPS系统在GPS定位接收器模块1进行旋转的过程中，进行接收信号逐点采样操作，该操作为：GPS定位接收器模块1每旋转过预设的特定角度，则进行信息接收并自动保存相应的接收信号，该预设的特定角度为10°；
其中，该接收信号的数据格式为：
“$GPGGA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，M，<11>，<12>*hh<CR><LF>”，
其中：
<1>——UTC时间，hh mm ss格式；
<2>——经度，ddd mm mmmm格式，非0；
<3>——经度方向，N或S；
<4>——纬度，ddd mm mmmm格式，非0；
<5>——纬度方向，E或W；
<6>——GPS状态批示，0：未定位，1：无差分定位信息，2：带差分定位信息；
<7>——使用卫星号，00～08；
<8>——精度百分比；
<9>——海平面高度；
<10>——*大地随球面相对海平面的高度；
<11>——差分GPS信息；
<12>——差分站ID号0000-123。
(4)中央处理器5将逐点采样操作所得到的接收信号的数据进行分析和找出最佳接收位置点的操作，该操作包括以下步骤：
(a)将所有采样点的接收信号中的经度和纬度信息取出；
(b)对各个采样点的经度和纬度信息分别计算其平均经度和平均纬度值；
(c)计算每个采样点的接收信号中的经度和纬度与上述的平均经度和平均纬度值之间的差值；
(d)选取差值最小的点为最佳接收位置点；
(5)中央处理器5和控制芯片4控制微型步进电机3驱动旋转轴6转动，而带动GPS定位接收器模块1随旋转轴6旋转至上述最佳接收位置点；
(6)每隔预设的特定时间重复上述步骤(2)～(5)，该预设的特定时间为10分钟。
在实际应用当中，在GPS定位系统的软件配置的设定中，在GPS系统中实时显示接收到的经度和纬度的信息，增加显示GPS定位接收器模块1与机器平面的角度信息，且该软件的工作过程如下：
1、当卫星定位成功后，GPS中显示接收到的经度和纬度的信息时，GPS定位系统自动开启智能定位，GPS定位接收器模块1通过旋转轴自动开始旋转。每旋转到一定角度得到一个接收信息并自动保存每个点的接收信号。
例：
GPS定位接收器模块1没有旋转时，经度：45°33′，纬度：56°33′。角度：0°
GPS定位接收器模块1旋转10°时，经度：45°56′，纬度：56°12′。角度：10°
GPS定位接收器模块1旋转20°时，经度：46°10′，纬度：56°33′。角度：20°
GPS定位接收器模块1旋转30°时，经度：46°10′，纬度：57°08′。角度：30°
……
GPS定位接收器模块1旋转180°时，经度：45°33′，纬度：56°33′。角度：40°
每隔10°得到一个接收点，共180/10＝18个点。
2、通过对每个接收信息的数据进行分析，找到最好的接收信号的位置点，并自动调整GPS定位接收器模块1位置到最佳位置。
分析例：系统自动求平均值
平均：经度：46°10′，纬度：56°33′。同GPS定位接收器模块1旋转20°时，角度一致。自动调整GPS定位接收器模块1位置到20°，则为最佳位置。
3、周期性的重复以上的步骤，使其接收信号处于最优状态。
同时，使用者也可以关闭此智能调节功能，进行手动调节。手动调节时同样记录相应的经纬度信息，供用户参考。
GPS定位接收器模块1从串口得到的数据格式如下：
“$GPGGA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，M，<11>，<12>*hh<CR><LF>”，
其中：
<1>——UTC时间，hh mm ss格式；
<2>——经度，ddd mm mmmm格式，非0；
<3>——经度方向，N或S；
<4>——纬度，ddd mm mmmm格式，非0；
<5>——纬度方向，E或W；
<6>——GPS状态批示，0：未定位，1：无差分定位信息，2：带差分定位信息；
<7>——使用卫星号，00～08；
<8>——精度百分比；
<9>——海平面高度；
<10>——*大地随球面相对海平面的高度；
<11>——差分GPS信息；
<12>——差分站ID号0000-123.
例如：$GPGGA，064449.406，2504.5852，N，12133.7909，E，1，05，1.6，30.7，M，，，，0000*3C
即：当<2>经度非0，<4>纬度非0，<6>位1或2时，数据有效，显示数据并开始记录数据，<7>使用卫星号(00～08)稳定的信息数据。
此时，取所有信息点数据的经度和纬度，并计算取平均值，并计算每个信息点与平均值的差值，选取差值最小的位置点。
采用了上述的移动设备上GPS系统定位接收器位置智能调整的装置及方法，由于具有中央处理器和控制芯片控制的步进电机，可以使得GPS系统的定位接收器周期性地在步进电机的驱动下随旋转轴旋转，同时在特定采样点进行定位信息的信号接收，从而计算并获得最佳的信号接收位置，使得该移动设备上的GPS系统的定位接收器保持在最佳接收位置上并自动进行调整，从而能够接收到准确的定位信息；不仅如此，采用上述装置和方法的移动设备进行GPS定位操作方便快捷，而且系统工作稳定，适用范围较为广泛，给人们的出行带来了很大的便利。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1、一种移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置，包括移动设备上的GPS定位接收器模块，该GPS定位接收器模块顶端具有一接收天线，其特征在于，所述的装置还包括移动设备内的微型步进电机，该微型步进电机通过控制芯片与移动设备的中央处理器相连接，且该微型步进电机通过一旋转轴与所述的GPS定位接收器模块相连接。
2、根据权利要求1所述的移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置，其特征在于，所述的GPS定位接收器模块底部固定连接于该旋转轴，且通过微型步进电机控制随该旋转轴旋转。
3、根据权利要求2所述的移动设备上对GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的装置，其特征在于，所述的GPS定位接收器模块随旋转轴旋转的角度范围为0°～180°。
4、一种使用权利要求1所述的装置对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)移动设备上的GPS定位系统完成卫星定位操作，并显示所接收到的经度和纬度信息；
(2)GPS系统开启智能位置调整功能，并通过中央处理器和控制芯片控制微型步进电机驱动旋转轴转动，而带动GPS定位接收器模块随旋转轴旋转；
(3)GPS系统在GPS定位接收器模块进行旋转的过程中，进行接收信号逐点采样操作；
(4)中央处理器将逐点采样操作所得到的接收信号的数据进行分析和找出最佳接收位置点的操作；
(5)中央处理器和控制芯片控制微型步进电机驱动旋转轴转动，而带动GPS定位接收器模块随旋转轴旋转至上述最佳接收位置点；
(6)每隔预设的特定时间重复上述步骤(2)～(5)。
5、根据权利要求4所述的对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法，其特征在于，所述的进行接收信号逐点采样操作为：
GPS定位接收器模块每旋转过预设的特定角度，则进行信息接收并自动保存相应的接收信号。
6、根据权利要求5所述的对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法，其特征在于，所述的预设的特定角度为10°。
7、根据权利要求4至6中任一项所述的对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法，其特征在于，所述的接收信号的数据格式为：
“$GPGGA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，M，<11>，<12>*hh<CR><LF>”，
其中：
<1>——UTC时间，hh mm ss格式；
<2>——经度，ddd mm mmmm格式，非0；
<3>——经度方向，N或S；
<4>——纬度，ddd mm mmmm格式，非0；
<5>——纬度方向，E或W；
<6>——GPS状态批示，0：未定位，1：无差分定位信息，2：带差分定位信息；
<7>——使用卫星号，00～08；
<8>——精度百分比；
<9>——海平面高度；
<10>——*大地随球面相对海平面的高度；
<11>——差分GPS信息；
<12>——差分站ID号0000-123。
8、根据权利要求7所述的对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法，其特征在于，所述的进行分析和找出最佳接收位置点的操作包括以下步骤：
(1)将所有采样点的接收信号中的经度和纬度信息取出；
(2)对各个采样点的经度和纬度信息分别计算其平均经度和平均纬度值；
(3)计算每个采样点的接收信号中的经度和纬度与上述的平均经度和平均纬度值之间的差值；
(4)选取差值最小的点为最佳接收位置点。
9、根据权利要求4至6中任一项所述的对移动设备上GPS系统的定位接收器进行智能位置调整的方法，其特征在于，所述的预设的特定时间为10分钟。
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