專利名稱：移動(dòng)位置報(bào)告裝置及方法
本申請(qǐng)是1994年2月2日遞交的美國(guó)申請(qǐng)No.08/192,851的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
移動(dòng)電話技術(shù)，使得移動(dòng)臺(tái)操作者在移動(dòng)中、或者在沒有其他通信方式可用時(shí)，能夠與其他移動(dòng)操作者或基于陸地的操作者進(jìn)行通信，為操作者提供方便，并且提高他們的生產(chǎn)率。該技術(shù)使得移動(dòng)操作者能夠根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)向移動(dòng)電話交換局(MTSO)以及基站的操作者提供地理位置數(shù)據(jù)。GPS是基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，它們發(fā)射實(shí)時(shí)信號(hào)，可以接收該信號(hào)，并計(jì)算出地理位置信息。這種信號(hào)的接收機(jī)已經(jīng)配置到移動(dòng)電話內(nèi)部，連續(xù)向基站發(fā)射信號(hào)，基站作為翻譯器將GPS信號(hào)翻譯成緯度數(shù)據(jù)和經(jīng)度數(shù)據(jù)。該信息使得基站操作者能夠跟蹤移動(dòng)電話的位置，因此能夠跟蹤電話所位于的車輛的位置。
車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中也已經(jīng)設(shè)置了GPS信號(hào)接收機(jī)，因此，車輛操作者利用存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中的地物信息以及利用視頻顯示屏幕能夠獲得地圖顯示中車輛的位置。現(xiàn)有技術(shù)還為向基站提供位置信息的車輛跟蹤系統(tǒng)提供這樣的車輛跟蹤系統(tǒng)，它利用基于陸地的地理定位系統(tǒng)，或者利用使用蜂窩電話系統(tǒng)的網(wǎng)孔位置標(biāo)識(shí)信號(hào)的定位置系統(tǒng)。
使用GPS的另一現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)是Rockwell International公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)(Data Logger System)。該數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)是一種便攜式定位和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，它高度集成地將衛(wèi)星定位技術(shù)與幾個(gè)健全的地理處理工具結(jié)合起來，允許用戶記錄精確的地理參照位置，并提供與位置有關(guān)的事件、評(píng)論和發(fā)現(xiàn)的文字描述。
該系統(tǒng)由一個(gè)便攜式遠(yuǎn)端臺(tái)和一個(gè)基站組成。便攜式遠(yuǎn)端臺(tái)是便攜式數(shù)據(jù)登錄單元，用于獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)?；居糜趯?duì)便攜式遠(yuǎn)端臺(tái)所獲取的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?；居糜诋a(chǎn)生報(bào)告和圖形表示，以便手對(duì)便攜式遠(yuǎn)端臺(tái)所限定的每個(gè)物體進(jìn)行定位。
跟蹤技術(shù)的益處是，向基站操作者(例如汽車貨運(yùn)公司、出租車隊(duì)值班員和營(yíng)業(yè)主任)提供對(duì)其車輛地理位置的跟蹤能力。然而，未向這樣的基站操作者提供具有移動(dòng)臺(tái)操作者的照亮的地理位置的復(fù)雜的地物顯示。另外，在移動(dòng)操作者正在向基站發(fā)射電話信號(hào)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)未向基站操作者和移動(dòng)臺(tái)操作者提供音頻通信能力。另外，在緊急情況或丟失時(shí)，快速且容易地獲得預(yù)定基站操作者的能力在目前是不可能的。
現(xiàn)有技術(shù)提供幾個(gè)向基站操作者提供地理信息的系統(tǒng)。該現(xiàn)有技術(shù)包括美國(guó)專利No.5,043,736，它針對(duì)于一種便攜式定位單元，即，可用于蜂窩電話又可用于向基站提供經(jīng)度和緯度的便攜式全球定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)向基站提供GPS信號(hào)，但是當(dāng)不利用撥號(hào)音提供GPS信號(hào)時(shí)卻不允許操作者與基站通信。美國(guó)專利No.5,155,689提供一種基于蜂窩通信的定位裝置，其中地理信息是從各個(gè)蜂窩發(fā)射機(jī)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)中產(chǎn)生的；即，該移動(dòng)臺(tái)目前所調(diào)諧到的網(wǎng)孔提供一個(gè)由基站譯碼的標(biāo)識(shí)信號(hào)，并向基站操作者提供車輛位置的估計(jì)。美國(guó)專利No.5,218,367提供一種車輛跟蹤系統(tǒng)，它利用一個(gè)經(jīng)蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)通信的監(jiān)視器，所述監(jiān)視器與傳感器相連，能夠處理并向應(yīng)該驅(qū)動(dòng)該傳感器的基站發(fā)射一個(gè)警告信號(hào)。車輛的跟蹤是以從監(jiān)視器接收呼叫的網(wǎng)孔站所產(chǎn)生的信號(hào)為基礎(chǔ)的。美國(guó)專利No.5,208,756提供一種車輛定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，它是以基于陸地的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的。
其他現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比文件提供安裝在車輛里的導(dǎo)航系統(tǒng)，例如，美國(guó)專利No.5,189,430提供一種導(dǎo)航系統(tǒng)，它安裝在汽車?yán)铮⑶依眯l(wèi)星導(dǎo)航確定汽車位置。美國(guó)專利No.5,193,215提供一種位置信令裝置，它從一個(gè)位置計(jì)算裝置(例如，LORAN，NAVST，或GPS)或者通過使用鍵盤從個(gè)人接收坐標(biāo)信息。當(dāng)驅(qū)動(dòng)這種裝置時(shí)，它提供緊急信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)例如VHF或SSB無線廣播發(fā)射。美國(guó)專利No.5,220,509提供一種車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，它包括一個(gè)GPS接收機(jī)，以及一個(gè)自含式導(dǎo)航系統(tǒng)，該自含式導(dǎo)航系統(tǒng)包括一個(gè)地理傳感器和一個(gè)車輛速度傳感器，其中所有這種地理位置數(shù)據(jù)經(jīng)過一個(gè)微處理器傳送，該微處理器提供自含式導(dǎo)航系統(tǒng)的自動(dòng)校正，并且向架駛員提供與地物顯示有關(guān)的位置。美國(guó)專利No.5,179,519提供一種利用GPS位置信息的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，還向架駛員提供移動(dòng)車輛相對(duì)于顯示器的方向，該顯示器利用存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中的地圖信息。美國(guó)專利No.5,155,688提供一種車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，從而，衛(wèi)星產(chǎn)生的位置檢測(cè)系統(tǒng)和自含式位置檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，連續(xù)合成該數(shù)據(jù)，向車輛操作者提供綜合位置數(shù)據(jù)。然后將該綜合數(shù)據(jù)提供給一個(gè)路狀位置確定器，它根據(jù)存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中的道路地圖以及綜合位置數(shù)據(jù)確定車輛的位置。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)不能解決的問題接收GPS信號(hào)的蜂窩電話能夠向基站發(fā)射GPS信號(hào)而同時(shí)發(fā)射音頻信號(hào)；通過撥預(yù)先指定電話而得到的基站接收該GPS信號(hào)并將它們翻譯成地理信息而同時(shí)允許該基站能夠與移動(dòng)蜂窩電話的操作者進(jìn)行音頻通信。
本發(fā)明提供一種新穎的、向移動(dòng)通信臺(tái)的操作者提供位置信息的地理位置信息裝置，包括一個(gè)移動(dòng)通信臺(tái)和一個(gè)通信基站。該移動(dòng)通信臺(tái)包括一個(gè)用于從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收信號(hào)的裝置，一個(gè)用于處理所述全球定位信號(hào)的裝置，以及一個(gè)蜂窩電話裝置，用于從該移動(dòng)臺(tái)操作者發(fā)送處理過的全球定位系統(tǒng)信號(hào)和語(yǔ)音通信信號(hào)，并且用于接收地理位置信息。該通信基站包括一個(gè)用于從移動(dòng)臺(tái)接收信號(hào)的蜂窩電話，一個(gè)用于處理所述信號(hào)并提取語(yǔ)音信息和全球定位信息的裝置，一個(gè)利用所述語(yǔ)音信息并允許基站操作者與移動(dòng)臺(tái)操作者通信的音頻通信裝置，一個(gè)用于將全球定位信息處理成地理位置信息的譯碼裝置，以及一個(gè)用于向基站操作者傳送地理位置信息的視頻顯示裝置，其中基站的蜂窩電話信號(hào)的處理允許基站操作者與移動(dòng)臺(tái)操作者進(jìn)行音頻通信，并同時(shí)分析所述視頻顯示。
本發(fā)明也提供一種提供地理位置信息的移動(dòng)電話，包括一個(gè)用于接收全球定位系統(tǒng)信號(hào)的裝置，一個(gè)用于產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)的裝置，一個(gè)用于從全球定位信號(hào)和定時(shí)信號(hào)計(jì)算位置信息信號(hào)的裝置，一個(gè)存儲(chǔ)地圖顯示的只讀存儲(chǔ)器，其中所述計(jì)算裝置從與所述位置信息信號(hào)相應(yīng)的只讀存儲(chǔ)器中檢索地圖顯示并且對(duì)視頻數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行編碼，以及一個(gè)用于顯示所述視頻數(shù)據(jù)信號(hào)的視頻顯示裝置。


圖1提供一個(gè)位置報(bào)告電話的框圖。該電話被構(gòu)造為接收GPS信號(hào)，GPS電路由微計(jì)算機(jī)控制，GPS信號(hào)經(jīng)蜂窩電子電路發(fā)射到基站。該圖還提供一個(gè)語(yǔ)音合成器，它向基站操作者產(chǎn)生一個(gè)預(yù)編程的消息。這個(gè)移動(dòng)臺(tái)中的微計(jì)算機(jī)被構(gòu)造為將GPS信號(hào)譯碼為地理位置信息，并利用存儲(chǔ)在其系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的地圖數(shù)據(jù)，使得在GPS信號(hào)與合成消息一起發(fā)射時(shí)、或者在移動(dòng)操作者正與基站操作者進(jìn)行音頻聯(lián)系時(shí)，移動(dòng)操作者可以顯示其地理位置信息。
圖2示出與圖1框圖相似的一個(gè)框圖，其顯示控制更為詳細(xì)。具體來說，移動(dòng)操作者帶有一個(gè)地圖，其與地圖顯示一起提供了車輛的位置。該顯示也能向移動(dòng)電話操作者提供非位置模式。
圖3示出圖1和圖2的電話及基站的操作，其用來接收GPS信號(hào)并通過蜂窩電話進(jìn)行音頻通信。
圖4示出一個(gè)菜單，其將顯示于圖1及圖2中的電話及基站中的可視顯示裝置上。
圖5和圖6示出一個(gè)可視顯示裝置的實(shí)例，在位置模式下其進(jìn)行地圖顯示，其顯示在圖1與圖2的電話上以及基站中。
圖7示出一個(gè)遠(yuǎn)端臺(tái)，它包括處于位置顯示模式下的可視顯示裝置。
圖8示出了圖7的可視顯示裝置的放大圖，說明移動(dòng)位置。
圖9為一示意圖，其示出基站操作者如何向移動(dòng)操作者提供地理位置信息。
圖10示出便攜遠(yuǎn)端臺(tái)的框圖。其主要元件為掌上型個(gè)人計(jì)算機(jī)，一個(gè)GPS，一個(gè)帶有磁支架的GPS天線。
圖11示出了基站框圖。基站的主要元件是帶有應(yīng)用軟件的桌面計(jì)算機(jī)，手提箱式電子裝置以及GPS天線系統(tǒng)。該手提箱式電子裝置包括一個(gè)GPS，一個(gè)調(diào)制解調(diào)器以及一個(gè)VHF無線電裝置。
圖12示出一個(gè)蜂窩遠(yuǎn)端臺(tái)的框圖。其主要部件為一個(gè)掌上型個(gè)人計(jì)算機(jī)，一個(gè)GPS和調(diào)制解調(diào)器，一個(gè)帶有磁支架的GPS天線，一個(gè)蜂窩電話以及一個(gè)蜂窩電話鏈路。蜂窩電話經(jīng)蜂窩鏈路接收來自基站的數(shù)字式GPS校正信號(hào)，并從蜂窩遠(yuǎn)端向基站發(fā)送位置更新信號(hào)。
圖13示出帶有蜂窩電話鏈路的基站的框圖。該帶有蜂窩電話鏈路的基站的主要部件為帶有應(yīng)用軟件的桌上型計(jì)算機(jī)，Suitcase電子裝置，以及GPS天線系統(tǒng)。該Suitcase電子裝置子系統(tǒng)包括一個(gè)GPS，一個(gè)調(diào)制解調(diào)器以及一個(gè)VHF無線電裝置。
圖14示出一個(gè)移動(dòng)遠(yuǎn)端臺(tái)的框圖。主要元件為L(zhǎng)aptop個(gè)人計(jì)算機(jī)，一個(gè)GPS，一個(gè)FM副載波接收機(jī)，一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，一個(gè)帶有磁支架的GPS天線，一個(gè)蜂窩電話和一個(gè)蜂窩電話鏈路。該VHF FM副載波接收機(jī)和調(diào)制解調(diào)器用來將數(shù)字式GPS校正數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為在確定位置時(shí)GPS可以采用的形式。蜂窩鏈路用來從蜂窩遠(yuǎn)端臺(tái)向基站傳送位置更新信息。
本發(fā)明考慮了在價(jià)廉及方便的狀況下，移動(dòng)操作者廣泛應(yīng)用蜂窩電話及GPS定位能力的情況。與移動(dòng)單元相反，用位于中央基站的GPS解碼裝置、可視顯示裝置及大功率計(jì)算裝置使得對(duì)于移動(dòng)系統(tǒng)的購(gòu)買方來說，硬件造價(jià)低。此外，本發(fā)明使移動(dòng)操作者與基站操作者處于語(yǔ)音通信狀態(tài)，而GPS信息與音頻信號(hào)依次傳輸?shù)交?，?duì)傳輸后的信號(hào)進(jìn)行處理，使音頻信號(hào)與GPS信號(hào)分離，基站的GPS信號(hào)按緯度和經(jīng)度解碼，音頻信號(hào)提供給基站操作者。隨后利用緯度和經(jīng)度信息選擇對(duì)應(yīng)于特定緯度和經(jīng)度的詳細(xì)圖。這些圖可以存貯于只讀存儲(chǔ)器中，并且可顯示在可視顯示裝置上，只讀存儲(chǔ)器可以是一個(gè)芯片，也可以是一個(gè)密質(zhì)盤(CD—ROM)。本發(fā)明還可以使移動(dòng)操作者的位置在圖上可以看到，使基站操作者能夠向移動(dòng)單元操作者提供指示或信息，同時(shí)移動(dòng)單元的地理位置顯示在基站顯示屏上。
本發(fā)明提供的新型設(shè)備，用于將地理位置信息提供給移動(dòng)通信單元的操作者，它包括一個(gè)移動(dòng)通信單元和一個(gè)基站通信單元。對(duì)本發(fā)明來說，該移動(dòng)通信單元包括一個(gè)用于接收全球定位系統(tǒng)信號(hào)的裝置，一個(gè)用于處理所述全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)的裝置，以及一個(gè)用于傳輸所述處理后的GPS信號(hào)以及來自所述操作者的語(yǔ)音通信信號(hào)并接收地理位置信息的蜂窩電話裝置。對(duì)本發(fā)明來說，基站通信單元包括一個(gè)蜂窩電話裝置，用于接收從所述移動(dòng)單元傳輸?shù)男盘?hào)；還包括一個(gè)用于處理所述信號(hào)并提取語(yǔ)音和全球定位信息的裝置；一個(gè)語(yǔ)音通信裝置，其利用所述語(yǔ)音信息使基站的操作者與所述移動(dòng)單元的操作者通信；一個(gè)解碼裝置，用于將所述全球定位信息處理為地理位置信息；一個(gè)可視顯示裝置，用于將所述地理位置信息傳給操作者，其中，基站的所述蜂窩電話信號(hào)的所述處理使所述基站操作者處于與所述移動(dòng)單元的操作者進(jìn)行語(yǔ)音通信狀態(tài)，同時(shí)分析所述可視顯示裝置。
市場(chǎng)上的大多數(shù)蜂窩系統(tǒng)都是模擬信號(hào)系統(tǒng)。然而，可以預(yù)見將來的蜂窩系統(tǒng)將是數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，蜂窩電話裝置是數(shù)字式的。數(shù)字通信是利用數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)，這種數(shù)字信號(hào)是時(shí)變或空間信號(hào)，在發(fā)送和接收信息時(shí)，可表示為數(shù)字化采樣序列或組。
除了地面蜂窩電話使用數(shù)字信號(hào)的趨勢(shì)外，衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢(shì)也是數(shù)字技術(shù)。頻分多頻—調(diào)頻—頻分多址(FDM—FM—FDMA)一直是用在商業(yè)衛(wèi)星系統(tǒng)中的最常用的模擬技術(shù)，因?yàn)樗滑F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，使之易于以低造價(jià)提供高質(zhì)量衛(wèi)星鏈路。隨地面站的增加，F(xiàn)DM—FM—FDMA系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)容量急劇下降。此外，F(xiàn)DM—FM—FDMA對(duì)業(yè)務(wù)改變的反應(yīng)不靈活。另外，諸如正交相移鍵控時(shí)分多址(QPSK—TDMA)的數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)能適應(yīng)大量的地面站，僅損失少量的轉(zhuǎn)發(fā)容量。此外，對(duì)業(yè)務(wù)變化可以迅速做出反應(yīng)。與數(shù)字衛(wèi)星通信相關(guān)的技術(shù)還有按需分配和數(shù)字語(yǔ)音內(nèi)插以進(jìn)一步提高遠(yuǎn)程通信的效率。不同于模擬衛(wèi)星系統(tǒng)，數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)能利用糾錯(cuò)碼以處理功率帶寬。最后，用于低數(shù)據(jù)率應(yīng)用的碼分多址的采用使用戶用價(jià)格極低(3000美元)的微地面站(0.5毫米天線)獲得優(yōu)質(zhì)服務(wù)。當(dāng)集成數(shù)字網(wǎng)絡(luò)完全實(shí)現(xiàn)后，數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)的靈活性使其前景更好。
本發(fā)明還提供了帶有附加部件的移動(dòng)通信單元。在優(yōu)選實(shí)施例中，移動(dòng)通信單元還包括一個(gè)只讀存儲(chǔ)器，其包含一個(gè)目的地專用電話號(hào)碼，所述目的地為所述基站。可以設(shè)想，該目的地專用號(hào)碼可以是美國(guó)汽車協(xié)會(huì)(AAA)的辦工地點(diǎn)、道路信息操作者，應(yīng)急號(hào)碼，如911或一組這樣的專用號(hào)碼。本發(fā)明還給移動(dòng)單元操作者提供了啟動(dòng)呼叫的能力，這通過按壓一個(gè)按鈕來實(shí)現(xiàn)，其中，基站用來接收預(yù)編程呼叫，基站操作者能馬上準(zhǔn)確確定呼叫車輛的位置，并向呼叫者提供信息和指示。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的移動(dòng)通信單元還包括一個(gè)對(duì)視頻數(shù)據(jù)信號(hào)解碼的裝置，及一個(gè)顯示視頻圖象的裝置；基站通信單元還包括一個(gè)將視頻數(shù)據(jù)編碼成蜂窩電話信號(hào)的裝置，其中，由所述基站解碼的地理位置信息經(jīng)可視圖象提供給所述移動(dòng)單元操作者，而所述移動(dòng)單元操作者與所述基站操作者通信。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的基站視頻顯示裝置用地圖提供地理位置信息。這些地圖或制圖顯示能包括兩維和三維地圖，基站按照顯示在可視顯示裝置上的地圖比例，在可視顯示裝置上顯示移動(dòng)通信單元的位置。圖上位置的顯示使基站操作者將移動(dòng)單元操作者的位置固定于制圖顯示上，并向移動(dòng)操作者提供信息或指示，即使移動(dòng)單元在移動(dòng)中，顯示屏的位置也在移動(dòng)的情況下，也能實(shí)現(xiàn)這些。
可以預(yù)料，可視顯示裝置將包括目前的陰極射線管(CRT)、平面屏顯示系統(tǒng)和高清晰度電視(HDTV)和其它可視顯示裝置，這些對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都是公知的。
本發(fā)明還提供了可利用眾所周知的分畫面技術(shù)在基站的顯示裝置上顯示的多種不同類型的地圖。這種地圖包括但不限于聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局地形圖、航空和航海圖、交通圖和墨卡脫投影圖。而且，本發(fā)明為使用ROM或CD—ROM技術(shù)存儲(chǔ)地圖的詳細(xì)登記表的基站提供了起動(dòng)基于解碼的經(jīng)緯度信號(hào)的地圖的能力?；緦⒂幸粋€(gè)附加顯示方式，其中地圖和當(dāng)前的經(jīng)緯度位置被顯示在屏幕上，但不顯示空間位置(locus)。本發(fā)明還使基站除可接收蜂窩電話呼叫之外，也能接收特殊的移動(dòng)無線信號(hào)(SMR)、無線通信信號(hào)、數(shù)字信號(hào)和基于陸地的電話通信，使其成為全業(yè)務(wù)電信單元，如果需要的話，還能將移動(dòng)電話操作者的呼叫轉(zhuǎn)移到警察、消防或一個(gè)其想接到的地方。接收這種信號(hào)和配置這種基站的裝置由現(xiàn)有技術(shù)來提供。
本發(fā)明還提供了一個(gè)解碼裝置，用于將GPS信號(hào)解碼成經(jīng)、緯度信號(hào)，即地理位置數(shù)據(jù)。微處理器將被編程利用這些數(shù)據(jù)選擇以經(jīng)緯度形式存儲(chǔ)在ROM或CD—ROM的地圖顯示。在所述基站中也將安裝調(diào)制解調(diào)器以驅(qū)動(dòng)CD—ROM。微處理器還將控制視頻顯示裝置上顯示的制圖信息。
這些地圖將給基站的操作者提供接收信號(hào)周圍的詳細(xì)信息。本發(fā)明還使基站配置成能夠更新有關(guān)住宅街道、主要道路、高速公路和超速干道的信息。本發(fā)明還為基站提供了覆蓋聯(lián)邦地理調(diào)查地形圖的配置，以為基站的操作者提供更多瀏覽或接觸基畫面的信息。
本發(fā)明還提供了一個(gè)緊急路邊GPS呼叫箱系統(tǒng)，它為便攜手持單元或移動(dòng)遠(yuǎn)端單元提供了一個(gè)專用目的的撥號(hào)器，它如上所述被預(yù)編程以呼叫一個(gè)基站，使該基站計(jì)算出使用移動(dòng)單位的人的地理坐標(biāo)，并為他們提供信息和基礎(chǔ)設(shè)施。這種呼叫箱將配備蜂窩發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，具有預(yù)編程電話號(hào)碼的ROM和啟動(dòng)到基站的呼叫的裝置。
本發(fā)明還提供一個(gè)號(hào)碼為911的預(yù)編程呼叫，具有由操作者或預(yù)編程的合成消息提供的可聽信號(hào)。該呼叫箱將配制成接收基站操作者發(fā)出的可聽指令或信息。
本發(fā)明的蜂窩電話配置成為基站提供一個(gè)地理定理系統(tǒng)信號(hào)，同時(shí)可使基站的操作者與蜂窩電話的操作者進(jìn)行語(yǔ)音通信，該蜂窩電話包括通過蜂窩電話系統(tǒng)接收和發(fā)送信號(hào)的裝置，接收全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)的裝置，處理全球定位系統(tǒng)信號(hào)的裝置，將所述全球定位系統(tǒng)信號(hào)和所述蜂窩電話的操作者產(chǎn)生音頻信號(hào)配置成可由基站處理的蜂窩電話信號(hào)，音頻信號(hào)和解碼成地理位置信息的GPS信號(hào)。
本發(fā)明提供的移動(dòng)蜂窩電話可提供地理位置信息，該電話包括通過蜂窩電話系統(tǒng)接收和發(fā)送信號(hào)的裝置，接收全球定位系統(tǒng)信號(hào)的裝置，根據(jù)所述全球定位信號(hào)和所述定時(shí)信號(hào)計(jì)算位置信息信號(hào)的裝置，存儲(chǔ)地圖顯示的只讀存儲(chǔ)器，其中所述計(jì)算裝置從對(duì)應(yīng)于所述位置信息信號(hào)的所述只讀存儲(chǔ)器中恢復(fù)一個(gè)地圖顯示并解碼成視頻數(shù)據(jù)信號(hào)，該電話還包括顯示所述視頻數(shù)據(jù)信號(hào)的視頻顯示。本發(fā)明的移動(dòng)單元具有與基站相同的顯示能力，使得該移動(dòng)電話的操作者可與基站的操作者相聯(lián)系，使得基站操作者和移動(dòng)臺(tái)操作者都可顯示移動(dòng)臺(tái)的位置，而且基站操作者可根據(jù)從移動(dòng)臺(tái)操作者接收的地理信息信號(hào)向移動(dòng)電話操作者提供信息和指令。
這里提供了采用本發(fā)明的數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)的三個(gè)例子。第一個(gè)例子是便攜遠(yuǎn)端臺(tái)。第二個(gè)例子是車載遠(yuǎn)端臺(tái)。該系統(tǒng)是一個(gè)便攜遠(yuǎn)端系統(tǒng)。第三個(gè)例子是蜂窩遠(yuǎn)端臺(tái)，它是基于便攜遠(yuǎn)端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)改進(jìn)，包括數(shù)字全球定位系統(tǒng)(DGPS)和蜂窩電話容量。
例1該便攜遠(yuǎn)端臺(tái)采用數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)。圖10示出了便攜遠(yuǎn)端臺(tái)的方框圖。該例子的各部件包括GPS接收機(jī)和具有專門化應(yīng)用軟件的掌上型個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)。該軟件是從數(shù)據(jù)登錄軟件得出的。
掌上型PC通過RS—232接口從GPS接收機(jī)中提取當(dāng)前的位置、衛(wèi)星信息和其它數(shù)據(jù)。通過掌上型PC的用戶接口，操作者可用位置“標(biāo)記”產(chǎn)生或“標(biāo)出”特定的位置。每個(gè)位置用從GPS接收機(jī)中提取的數(shù)據(jù)“標(biāo)記”，并標(biāo)注識(shí)別信息。每個(gè)標(biāo)注的位置，最多可存儲(chǔ)80個(gè)字符的文本。PC機(jī)可處理數(shù)百個(gè)這些位置標(biāo)記。其數(shù)目是由計(jì)算機(jī)的內(nèi)存限制的。
在輕型機(jī)中，掌上型PC和GPS天線是裝在一起的。GPS天線是磁性安裝到該組件上的，以便于移動(dòng)以提供更好的衛(wèi)星可視性。掌上型數(shù)據(jù)登錄便攜遠(yuǎn)端臺(tái)可有三種工作方式(1)連續(xù)登錄方式，提供最少30分鐘的連續(xù)登錄時(shí)間；(2)簡(jiǎn)略標(biāo)注方式，涉及對(duì)掌上型PC功能鍵重新編程，以加速注記活動(dòng)；以及(3)離散登錄方式，為用戶提供登錄數(shù)百個(gè)限定可觀察物(如，房屋、消防栓或電話亭)的位置的離散的固定點(diǎn)的能力，圖11示出了基站的框圖。該配置是基于ISPS接收機(jī)和各種其它的容易得到的低成本部件。
每次數(shù)據(jù)事務(wù)登錄后，便攜遠(yuǎn)端系統(tǒng)返回基站。然后，因基站從便攜遠(yuǎn)端提取有關(guān)數(shù)據(jù)，提取后，基站處理這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木刃?zhǔn)，并產(chǎn)生與注記內(nèi)容有關(guān)的地理點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)位置的精度在3∽5米之間。用戶可用該數(shù)據(jù)產(chǎn)生具有精確位置、時(shí)間和注記內(nèi)容的報(bào)告。
基站通過在地圖環(huán)境中增加、刪除或編輯所選的地理數(shù)據(jù)來支持地理數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和管理。地圖環(huán)境提供了一個(gè)多層顯示，可從遠(yuǎn)端同時(shí)看見遠(yuǎn)端位置的不同的制圖表示。例如，第一層可顯示主干道，第二層顯示輔助道路，第三層顯示地理數(shù)據(jù)庫(kù)。
基站結(jié)構(gòu)可通過蜂窩電話鏈路在便攜遠(yuǎn)端和基站之間進(jìn)行雙向通信。DGPS連接數(shù)據(jù)從基站發(fā)向便攜遠(yuǎn)端，而位置信息從便攜遠(yuǎn)端發(fā)到基站。
例2蜂窩移動(dòng)臺(tái)是基于數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)的本發(fā)明的第二個(gè)例子。圖12示出了蜂窩遠(yuǎn)端臺(tái)的框圖。蜂窩遠(yuǎn)端與便攜遠(yuǎn)端臺(tái)有相同的結(jié)構(gòu)，但前者有一個(gè)附加的單元，蜂窩電路鏈路。
蜂窩電話鏈路為蜂窩遠(yuǎn)端提供了增強(qiáng)的容量，通過該鏈路可與區(qū)域中的基站進(jìn)行通信。建立通信鏈路后，蜂窩遠(yuǎn)端從基站接收DGPS校正消息，計(jì)算差分位置，并將當(dāng)前的差分校正位置發(fā)回基站。蜂窩遠(yuǎn)端臺(tái)的工作方式與便攜遠(yuǎn)端臺(tái)相同。
如圖13所示，基站可與蜂窩遠(yuǎn)端通信，或通過蜂窩電話鏈路與車載遠(yuǎn)端通信。用基站的GPS接收機(jī)產(chǎn)生差分GPS校正，并發(fā)送給便攜遠(yuǎn)端，而不是調(diào)頻副載波接收機(jī)。工作區(qū)中的一副合適的地圖在基站中被綜合。這里需要GPS接收機(jī)使基站產(chǎn)生DGPS校正，并通過蜂窩鏈路發(fā)送到便攜遠(yuǎn)端。
實(shí)施例3車載式遠(yuǎn)端站是基于數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)的本發(fā)明的第三個(gè)例子。它具有另一個(gè)不用于便攜式遠(yuǎn)端站的遠(yuǎn)端能力，即能夠接受調(diào)頻副載波鏈路中的差分校正。車載式遠(yuǎn)端臺(tái)結(jié)構(gòu)基于如圖14所示的便攜式遠(yuǎn)端臺(tái)結(jié)構(gòu)。
車載式遠(yuǎn)端站由一個(gè)GPS接收機(jī)、一個(gè)帶磁性固定件的插塞式天線和一個(gè)裝有專用應(yīng)用軟件的膝上型個(gè)人電腦組成。車載式遠(yuǎn)端站除了與便攜式遠(yuǎn)端站相同的功能外還提供以下的附加特點(diǎn)(1)一張指示當(dāng)前位置的自動(dòng)地圖和一個(gè)便攜式遠(yuǎn)端站預(yù)先產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)(即，新道路、房屋、河流等)，(2)使用FM副載波信號(hào)實(shí)現(xiàn)差分GPS，具體地說是差分精度校正。
車載站包括一個(gè)調(diào)頻副載波站，該調(diào)頻副載波站由一臺(tái)用來產(chǎn)生DGPS校正的分離的個(gè)人計(jì)算機(jī)所構(gòu)成。在基地站，調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一對(duì)音頻信號(hào)，再通過電話線送至當(dāng)?shù)氐恼{(diào)頻廣播站。調(diào)頻廣播再通過調(diào)頻副載頻將校正信號(hào)發(fā)射至工作地區(qū)。
車載式遠(yuǎn)端構(gòu)造中包括一個(gè)調(diào)頻副載波接收器和一個(gè)調(diào)制解調(diào)器。使用調(diào)頻廣播站送出的調(diào)頻副載波，車載式遠(yuǎn)端站可以接收到由該調(diào)頻廣播站送出的模擬調(diào)頻校正信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器把上述校正信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，再進(jìn)行格式變換后供GPS使用。GPS在產(chǎn)生位置結(jié)果信息時(shí)要使用上面的校正信息。
本說明書中所引用的，但沒有單獨(dú)或者具體地作為參考文獻(xiàn)列出的所有出版物和專利申請(qǐng)?jiān)诖艘沧鳛閰⒖嘉墨I(xiàn)，如同它們已被具體地或者單獨(dú)地指明作為參考文獻(xiàn)一樣。
雖然為了清楚和便于理解起見，上面的發(fā)明是借助于附圖和實(shí)例來描述的，但是對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員來說，在本發(fā)明的示教下很顯然還可以在不背離權(quán)利要求的精神實(shí)質(zhì)或范圍的前提下對(duì)本發(fā)明作某些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種為移動(dòng)通信單元的操作者提供地理位置信息的裝置，包括一個(gè)移動(dòng)通信單元，它包括接收全球定位系統(tǒng)信號(hào)的裝置；對(duì)上述全球定位系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行處理的裝置；及一個(gè)蜂窩電話裝置，用來發(fā)射上述的還處理的全球定位系統(tǒng)信號(hào)以及上述操作者的話音通信信號(hào)，并且還用來接收地理位置信息；以及一個(gè)基站通信單元，它包括用于接收上述的移動(dòng)單元發(fā)出的信號(hào)的蜂窩電話裝置；對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理并且取出話音和全球定位信息的裝置；音頻通信裝置，該裝置使用了上述話音信息，并且允許上述基地單元的操作者與上述移動(dòng)單元的操作者進(jìn)行通信；解碼裝置，用于將上述的全球定位信息處理成地理位置信息；以及視頻顯示裝置，用于把上述的地理位置信息呈現(xiàn)給操作人員，其中，在基站單元中進(jìn)行的對(duì)上述蜂窩電話信號(hào)的處理能使基站的操作者在分析上述的視頻顯示裝置的同時(shí)和移動(dòng)站的操作者進(jìn)行音頻通信。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的蜂窩電話裝置是數(shù)字式的。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的視頻顯示裝置利用地圖來提供地理位置信息。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的移動(dòng)通信單元還包括一個(gè)存有目的地專用的電話號(hào)碼的只讀存貯器，上述目的地是上述的基站單元。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的移動(dòng)通信單元還包括，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的裝置和用于顯示視頻圖象的裝置，上述的基站通信單元還包括把視頻數(shù)據(jù)編碼成蜂窩電話信號(hào)的裝置，其中被上述基單元所譯碼的上述地理位置信息在移動(dòng)單元的操作者與下述基站單元的操作者進(jìn)行通信時(shí)提供給上述移動(dòng)單元的操作者。
6.一種蜂窩電話，這種蜂窩電話被用來向一個(gè)基地單元提供地理位置系統(tǒng)信號(hào)并且同時(shí)允許上述基站單元的操作者與上述蜂窩電話的操作者進(jìn)行話音通信，包括用于通過蜂窩電話系統(tǒng)接收和發(fā)送信號(hào)的裝置；用于接收全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)的裝置；用于以上述全球定位系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行處理的裝置；以及用于把上述的全球定位系統(tǒng)信號(hào)和上述蜂窩電話的操作者產(chǎn)生的音頻信號(hào)變成可被一個(gè)基站單元處理成一個(gè)音頻信號(hào)的蜂窩電話信號(hào)和可被解碼成地理位置信息的GPS信號(hào)的裝置。
7.一種提供地理位置信息的移動(dòng)蜂窩電話，包括通過蜂窩電話系統(tǒng)接收和發(fā)送信號(hào)的裝置，用來接收全球定位系統(tǒng)信號(hào)的裝置，用來產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)信號(hào)的裝置，從上述的全球定位信號(hào)和定時(shí)信號(hào)計(jì)算出位置信號(hào)的裝置，一個(gè)存貯著地圖顯示信息的只讀存貯器，其中，上述的計(jì)算裝置從上述的只讀存貯器查詢出一個(gè)對(duì)應(yīng)于上述位置信息的地圖顯示信息，并且編碼成視頻數(shù)據(jù)信號(hào)，以及一個(gè)用于顯示出上述的視頻數(shù)據(jù)信號(hào)的視頻顯示裝置。
8.一種向移動(dòng)通信單元的操作者提供地理位置信息的裝置，包括一個(gè)移動(dòng)通信單元，包括一個(gè)全球定位系統(tǒng)接收機(jī)，一個(gè)對(duì)上述的全球定位系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理器，一個(gè)蜂窩電話發(fā)射機(jī)，和一個(gè)蜂窩電話接收機(jī)，其中上述的發(fā)射器發(fā)送出上述的經(jīng)處理的全球定位系統(tǒng)信號(hào)和來自上述的移動(dòng)單元操作者的話音通信信號(hào)，以及一個(gè)基站通信單元，包括用于接收自上述移動(dòng)單元發(fā)出的信號(hào)的蜂窩電話接收器，用于對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理并且抽取出話音和全球定位信息的信號(hào)處理器，一個(gè)允許上述基地單元的操作者與上述移動(dòng)單元的操作者進(jìn)行通信的蜂窩發(fā)射機(jī)，一個(gè)用于把上述的全球定位信息處理成地理位置信息的解碼運(yùn)算裝置，以及一個(gè)用于把上述的地球位置信息傳送至操作者的視覺顯示器；其中上述基站單元中進(jìn)行的對(duì)上述蜂窩電話信號(hào)的處理允許上述基地站的操作者能在分析上述的視頻顯示的同時(shí)與上述移動(dòng)單元的操作者進(jìn)行話音通信。
9.一種蜂窩電話，這種蜂窩電話被用來向一個(gè)基站單元提供一個(gè)地理位置系統(tǒng)信號(hào)，并同時(shí)允許上述基站單元的操作者與上述蜂窩電話的操作者進(jìn)行話音通信，上述的蜂窩電話包括蜂窩電話發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)，用于對(duì)上述的全球定位系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理器，以及用于把上述的全球定位系統(tǒng)信號(hào)和上述的蜂窩電話操作者產(chǎn)生的音頻信號(hào)變成能被一個(gè)基站單元處理成音頻信號(hào)的蜂窩電話信號(hào)和能被解碼成地理位置信息的GPS信號(hào)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明為移動(dòng)通信單元的操作者提供了一種裝置，能接收和處理全球定位系統(tǒng)(GPS)產(chǎn)生的信號(hào)，然后發(fā)送到基站，與基站操作者進(jìn)行語(yǔ)音通信，其中，基站操作者通過語(yǔ)音通信為移動(dòng)臺(tái)操作者提供地理信號(hào)信息，同時(shí)基站接收處理后的GPS信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成地理信息，為基站操作者提供可視信息。
文檔編號(hào)H04L29/08GK1126539SQ95190276
公開日1996年7月10日 申請(qǐng)日期1995年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月7日
發(fā)明者哈羅德Ii·佩斯 申請(qǐng)人:哈羅德Ii·佩斯