专利名称：用于运载工具控制和实时位置数据的无线电网络列表的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及用于使用定位设备——诸如勘测单元(survey
unit)--来确定运载工具(vehicle)--诸如工作机械(work
machine )或船舶——的位置的系统和方法。本发明具体涉及从位于工 地的勘测单元向处于该工地的运载工具——诸如工作机械或船舶—— 提供实时位置数据的系统和方法。
背景技术：
在当今的许多工地应用中，例如在海洋(marine )或海事(naval ) 工地一 一在此多个海洋或海事工作船舶和/或海洋或海事工作平台执 行海底管线或海底电缆维护工作方面的工作任务，或者在建筑
(construction )工地--在此移土 ( earthmoving )建筑机械诸如压
路机和推土机执行修建公路的工作任务，均需要工作机械、工作车辆、 船舶或工作平台的高精度位置。例如，在当今的土木工程和建筑业中， 越来越多的应用需要得知移土建筑机械_一诸如压路机和推土机一_ 的高精度位置。勘测单元或全站仪(total station)被置于工地，用 于但不限于通过测量到建筑机械的距离而自动追踪这样的建筑机械并
为该机械提供位置数据。这样的全站仪例如在同一申请人的WO 2004/057269中被描述。
该勘测单元基于光学勘测——其允许该单元跟踪(follow)机械 装置，并且该勘测单元还包括内置的射频收发器(RF transceiver )——其提供了与机械装置的双向通信，以及控制计算机， 从而使得该单元能够为机械装置提供例如位置数据。
在例如公路修建期间，向建筑机械连续地提供准确的位置数据以 给出特定土地位置的预定地形(topography)，是4艮重要的。该建筑 工地的每个位置的期望地形被写入存储在例如所述控制计算机中的计 算机程序之中，并且可以被预先提供给该机械装置，或者被连续且自动 地连同该机械装置在该工地的位置一起提供给该机械装置。通常，几个机械装置和几个测地仪器或勘测单元被置于一个工地 上，且每个机械装置与一个或几个勘测单元通信，例如，通过使用在
2. 4 GHz ISM频带(band )运作的跳频扩频(frequency hopping spread spectrum)技术。为了提供对整个工地的可靠和准确的覆盖，需要大 量勘测单元以在该工地提供可靠和准确的机械装置控制。这些机械装 置经常在该工地的不同区域移动，而由于例如范围限制，某些区域只 有某些勘测单元能访问到。为了能够连续地下载位置数据， 一个机械 装置在运作期间可能不得不在不同的勘测单元之间切换。已经被一个 机械装置设置在空闲模式(idle mode)的勘测单元通常开始寻找一个 新的待通信机械装置。在一个跳频技术系统中，每个机械装置通过一 个无线电信道与至少一个站通信，因此可能有大量的无线电信道被使 用。从而，为了与一个机械装置建立并发起通信会话，勘测单元可能 不得不搜索遍(search through )全部信道，且锁定到一个跳频图案 (hopping pattern )花费5-10秒。因此，在64个信道的情况下，可 能需要5-10分钟来扫描遍(scan through )全部64个信道。
因此，需要改进的和更有效率的方法，用于向工地——诸如海洋 或海事工地、建筑工地、建设工地、造房工地或采矿工地——上的工 作运载工具一一诸如建筑机械、工作船舶或工作平台一一提供来自位 于该工地的勘测单元或全站仪的实时位置数据。
发明内容
因此，本发明的一个目的是，提供改进的和更有效率的方法、系 统和全站仪，用于从位于工地、海事工地、建筑工地或采矿工地的勘 测单元或全站仪向处于该工地的工作机械——诸如建筑机械、工作船 舶或工作平台一一提供诸如实时位置数据。
本发明的另一个目的是，提供用于使得在这样的工地上为了可靠 地控制机械装置、平台或船舶所需的全站仪的数量最小化的方法、系 统和全站仪。
本发明的又一个目的是，提供用于使得这样的全站仪的空闲时间 最小化的方法、系统和全站仪。
本发明的这些以及其它目的是借助于具有在独立权利要求中所限定的特征的方法、系统、全站仪和计算机程序产品来实现的。本发明 的优选实施方案由从属权利要求来表征。
为了清楚，本说明书中使用的术语"全站仪"指的是一种测距仪 器，其具有集成的距离测量和角度测量，也即具有组合的电子、光学
和计算机技术。这样的仪器给出了到觇标(target)的距离以及水平 方向和垂直方向，其中所述距离是对着(against)反射器来测量的。 本说明书中使用的术语"全站仪"包涵下列术语勘测单元，或测地 仪器。
根据本发明的一方面，提供了一种用于在处于工地的运载工具和 至少 一个全站仪之间进行通信的方法，每个运栽工具和全站仪包括无
线电通信单元和控制单元，所述全站仪还包括适于计算位置数据的位 置计算装置，所述位置数据至少包括在所述全站仪和至少一个安置于 所述运载工具的觇标之间的水平和垂直角度以及距离，并且该全站仪 适于在无线电通信会话期间将该位置数据发送给该运载工具。所述方 法包括下列步骤访问网络列表，该网络列表含有用于识别所述工地 内运载工具的信息；使用所述网络列表来识别要求位置数据的运载工 具；以及发起与已识别的运栽工具的无线电通信会话，在该会话期间 向所述运载工具提供实时位置数据。
根据本发明的第二方面，提供了一个系统，其包括处于工地的至 少一个全站仪以及至少一个觇标，所述全站仪包括无线电通信单元和 控制单元，所述觇标适于被安置于运载工具。所述全站仪还包括适于 计算位置数据的位置计算装置，所述位置数据至少包括在所述全站仪 和所述至少一个安置于运载工具的觇标之间的水平和垂直角度以及距 离，并且该全站仪适于在无线电通信会话期间将该位置数据发送给该 运载工具。所述全站仪的控制电路适于访问网络列表，该网络列表 含有用于识别该工地内运载工具的信息；使用所述网络列表来识别要 求位置数据的运载工具；以及发起与已识别的运载工具的无线电通信 会话，在该会话期间使用所述全站仪的通信单元向所述运载工具提供 实时位置数据。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于在工地使用的全站仪， 所述全站仪包括无线电通信单元和控制单元，所述全站仪还包括适于计算位置数据的位置计算装置，所述位置数据至少包括在所述全站仪和所述至少一个安置于运载工具的觇标之间的水平和垂直角度以及距离，并且该全站仪适于在无线电通信会话期间将该位置数据发送给该
运载工具。所述全站仪的控制电路适于访问网络列表，该网络列表用于识别所述工地内的运载工具；使用所述网络列表来识别要求位置数据的运栽工具；以及发起与已识别的运载工具的无线电通信会话，在该会话期间使用所述全站仪的通信单元向所述运栽工具提供实时位置数据。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算机程序产品，其可直接载入根据本发明第三方面的全站仪的内部存储器之中，该计算机程序产品包括软件代码部分，其用于使得所述全站仪的控制单元执行根据本发明第一方面的步骤。
本发明基于收集信息的理念，例如，运载工具所使用的无线电信道仅与处于工地——诸如建筑工地、海事工地或采矿工地——的要求网络列表中位置数据的运载工具相关，所述运栽工具诸如建筑机械；用于执行海事或海洋工作任务一_包括海底电缆或管线的布置或维护工作一一的工作船舶；或者，用于海洋或海事应用或建筑工作应用的工作平台；其中所述网络列表可被位于该工地的全站仪访问。每个全站仪可访问 一个个体网络列表，所述网络列表对于不同的全站仪可相同或不同。通过访问这样的网络列表，全站仪能够识别要求位置信息的运栽工具，而不必扫描遍该通信系统中使用的全部无线电信道，而是只需要扫描在列表中出现的信道。因此，可显著加快识别和连接到要求实时位置数据的运载工具的进程，且可减少全站仪的空闲时间。此外，亦可减少在工地所需的全站仪的数量，因为可减少全站仪的空闲时间。
在本发明的一个实施方案中，使用了 64个无线电信道，且根据常规技术，为了建立通信链路并发起与处于工地的运载工具的通信会话，全站仪可能不得不搜索遍全部64个信道，且锁定到一个跳频图案需要大约5-IO秒，因此扫描遍全部64个信道需要大约5-10分钟。然而，根据本发明，仅包括全站仪通信范围内的运载工具所使用的无线电信道的网络列表可被置于该全站仪之中，例如，存储在该全站仪的存储器电路之中。从而，处于空闲模式的全站仪能够通过搜索遍该网络列表——其可含有例如五个或八个无线电信道——来识别要求位置数据的运载工具。在此情况下，如果列表中的全部信道均须被扫描，可能需要大约1分钟来识别一个运栽工具、建立并发起与一个运载工具的通信会话以向该运载工具提供实时位置数据，这与现有技术相比是显著的进步。
在本发明的一个实施方案中，与处于全站仪通信范围内的运栽工具有关的信息被收集在该特定全站仪的网络列表之中。
通过访问中心控制站或地址服务器，或通过由运载工具向全站仪分发已更新的列表，可以更新全站仪的网络列表，例如，向该列表添加或从该列表中删除运栽工具。
根据本发明的一个实施方案，处于空闲模式的全站仪适于扫描遍整个列表。这可以在列表中从上到下执行，在所述列表中运载工具被
排序，例如依据身份(identity)、或依据无线电信道、或根据优先级顺序一一在此在工地执行特定任务的特定运载工具可具有比执行其它任务的另一运载工具更高的优先级。该全站仪可向已识别的运载工具发送询问信号，所述询问信号包括关于所述运栽工具是否要求位置数据的询问；且当接收到包括该运载工具意欲要求位置信息的确证(verification)时，发起通信会话，并向该运载工具提供实时位置数据。
在一个实施方案中，网络列表位于中心控制站的存储单元之中，其中工地的全站仪可通过通信链路进行访问，该通信链路可以是无线的。
根据本发明的一个实施方案，当全站仪接收到空闲消息一一其通知该全站仪运载工具和该全站仪之间的通信会话已终止——时，和/或当通信链路已丢失时，该全站仪可访问该网络列表。
在又一个实施方案中，如果全站仪在通信会话中在一个预定时段期间已失去与运载工具的连接，则该全站仪访问网络列表。
根据本发明的实施方案，运栽工具通过同一无线电信道与几个全站仪通信，且被提供来自几个全站仪的实时位置数据。因此，例如，可达到更高的准确度，或者可测量该运载工具的几个点以保持追踪例如该运载工具的斜率或倾角。
在另一个实施方案中， 一种服务运载工具，例如， 一种ATV("全 地形车(All Terrain Vehicle)")四轮摩托车被用于控制运栽工 具执行的任务是否被正确地执行。该服务运载工具可装备有射频通信 单元和觇标，因此可与处于工地1的全站仪和/或控制站通信。
根据实施方案，本发明被实施在海事工地——在此数个工作船舶 和/或工作平台执行工作任务，诸如维护工作或布置海底管线或海底电 缆的工作；或者被实施在采矿工地，诸如露天开采或露天采矿场或地 下采矿工地。
如本领域技术人员所意识到，本发明的方法的步骤，以及其优选 实施方案，适于以计算机程序或计算机可读介质的方式实现。
从结构和运作方法两方面表征了本发明的特征，连同本发明的其 他目的和优点，在下文结合附图的说明中将更好地被理解。应该明确 地理解，附图是为了举例和说明目的，并不意在限定本发明的范围。 随着结合附图阅读下文的描述，本发明所达到的这些和其他目的，以 及本发明所提供的益处，将更为充分明晰。
在下文的详细描述中，将参照附图，附图中
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的系统；
图2是根据本发明的、用于从位于工地的勘测单元或全站仪向处
于该工地的运栽工具提供实时位置数据的方法的上层(high-level )
流程图3是根据本发明的方法的一个实施方案的流程图； 图4是根据本发明的方法的另一个实施方案的流程图。
具体实施例方式
用在本发明中的跳频扩频技术，在一个实施方案中运作在2. 4 GHz ISM频带，该频带允许免许可使用(license-free use)，且在世界 范围内均如此。
扩频提供了对噪声和多径衰落的高抗性，以及在存在干涉信号情况下的鲁棒性。无线电传输信道通常被噪声、路径损耗以及来自其它 无线电的干涉传输所破坏。具体地，经过多径衰落，无线电性能面临 着严重的退化，其原因是，当所发射的信号的两个或更多个反射射线 以相反相位到达接收天线时，部分地或完全地抵消所期望的信号。在
频域中，多径衰落可被描述为选频陷波(frequency-selective notch),由于其范围内的无线电或物体的移动所导致的反射变化，其 位置和强度随时间而变迁。在任何给定时间，多径衰落通常将占据所 述2. 4 GHz频带的1%-2%。通过将所发射的信号分布在该频带的较大 区间，扩频降低了无线电系统对来自干扰器和多径衰落二者的干涉的 易损性(vulnerability)。这允许了信号被重构，即便该信号的一部 分可能已在传送中丢失或被破坏。
在一个扩频跳频系统中，载波频率在宽信道区间上根据伪随机式 样而迅速地变化。也即，发射无线电单元周期性地改变其发射所处的 频率。网络中的接收无线电单元为了收到该传输，必须在当前传输被 发送的频率处进行侦听。因此，所有无线电单元必须被同步，且必须 被设置到相同的跳频图案。
在点对点或一点对多点系统中， 一个无线电单元被指定为基站， 而其他无线电单元被指定为远端(remote)。在根据本发明的系统中， 每个工作运载工具均被指定为基站，而全站仪作为远端。 一发起通信 会话，基站就发射同步信号给远端，以允许它们与该基站同步。当远 端知道跳频图案时，也即当已收到该同步信号时，所述远端就知道使 用哪个频率以及何时跳频。每当基站跳到一个不同频率，所述基站就 立刻发射一个同步信号。
当远端单元也即全站仪已经与基站同步时，所述远端单元向基站 也即运载工具请求注册。该注册过程为基站识别了该基站将从哪个远 端单元接收传输。
在每次跳频之初，基站发射一个同步信号。该基站每次跳频可发 射的数据量是由基隙尺寸(base slot size)参数确定的。 一个远端 单元在一次跳频中可发送的数据量取决于跳频持续时间、基隙尺寸、 以及正在与所述基站通信的远端的数量。每次跳频的最大数据长度是 212字节，这可受限于跳频持续时间、基隙尺寸、以及正在与所述基
16站通信的远端的数量。
在本发明的一个实施方案中，使用了一点对多点配置。在这样的 配置中使用了星形拓朴，其中， 一个运载工具被设立为用作中心通信 点的基站，且该网络中的至少一个全站仪被设立为远端单元。
首先参见图1，将讨论一个系统环境例如一个建筑工地，在其中 可实施根据本发明的系统和方法。在工地1——其在此实施例中是一
个建筑工地，多个工作运栽工具7 — 一例如建筑工作机械(包括移土 工作机械诸如压路机和推土机)或工作平台一一根据预定方案执行着 不同的工作任务，诸如公路修建或地面平整。在运作中，每个运栽工 具7被提供了来自设立在建筑工地1内的至少一个测地仪器或全站仪 2 — 一其中建筑工地1具有多个这样的仪器2 ——的实时位置数据。该 仪器2是，例如， 一种具有集成的距离测量和角度测量的所谓"全站 仪"型，也即具有组合的电子、光学和计算机技术的测距仪器。这样 的测地仪器给出了到觇标的距离以及垂直和水平方向，该距离是对着 反射器——例如角隅型(corner cube type)反射器——来测量的。 全站仪还设有具有可写信息的计算机或控制单元，用于待执行的测量 以及用于存储在测量期间获得的数据。优选地，本发明使用无人全站 仪，其指的是一种自动地搜索、锁定并跟踪意向觇标的全站仪。优选 地，该全站仪计算觇标在固定的、基于地面的坐标系中的位置。例如， 在相同申请人的WO 2004/057269中，更详细地描述了这样的全站仪。
运载工具7,例如电动压路机或推土机或工作船舶，被提供了至 少一个觇标或反射器单元8,诸如被安置于运载工具7__例如安置在 该运载工具的顶部上——的角隅棱镜(corner cube prism)。角隅棱 镜将入射束沿反方向反射回去，即便入射角相对地倾斜。
全站仪2可持续地或以短暂的时间间歇，绝对地确定觇标8在固 定坐标系中的位置。位置数据如上所述包括但不限于运载工具7和 全站仪2之间的距离，以及运载工具7和全站仪2之间的垂直和水平 角度。
全站仪2包括一个控制单元5以及一个位置计算电路3，该位置 计算电路3包括但不限于 一个追踪单元(未示出)，其检测运载工 具的觇标8;以及一个射频单元4——例如遥感勘测无线电单元，其提供了与运载工具7的射频单元11的低延迟双向通信。此外，全站仪2 还包括一个存储器电路6，该存储器电路6可包括随机存取存储器(RAM) 和/或非易失性存储器诸如只读存储器(ROM)。
在本发明中，如上所述，跳频技术被用于建筑工地1的多个运载 工具7与全站仪2之间的通信。每个运栽工具7通过一个无线电信道 与至少一个全站仪2通信，且在本发明的一个实施方案中使用64个信 道。
根据常规技术，为了建立通信链路以及发起与运载工具7的通信 会话，全站仪2可能不得不搜索遍全部64个信道，且锁定到一个跳频 图案花费5-10秒，因此扫描遍全部64个信道可能需要5-10分钟。
然而，根据本发明的一个实施方案，仅含有全站仪2通信范围内 的运栽工具所使用的无线电信道的网络列表可被置于该全站仪中，例 如，存储在存储器电路6之中。从而，处于空闲模式的全站仪2能够 通过搜索遍网络列表——其可含有例如五个或八个无线电信道——来 识别要求位置数据的运载工具。在此情况下，如果该列表中的全部信 道均须被扫描，可能需要大约1分钟来识别一个运载工具、建立并发 起与一个运载工具7的通信会话以向该运栽工具7提供实时位置数据， 这与现有技术相比是显著的进步。
此外，如图1所示，该系统包含一个控制站12——例如一个包括 控制器11的控制计算机，该控制站12可包括 一个微处理器； 一个 存储器单元13，其可为数据库；以及一个通信单元14，例如射频单 元一一诸如遥感勘测无线电单元，其提供了与运载工具7的射频单元 11的低延迟双向通信。存储器单元13可包含一个工地图，该工地图 含有，例如，待由每个运载工具执行的每个任务的指令、每个运载工 具的运作范围，以及不同全站仪2的位置。从而，在建筑工地建立全 站仪——也即将全站仪放置在该工地并使其准备运作——的操作员 (operator )可借助于一个通信设备——例如一个具有通信单元的膝 上电脑一一连接到控制站13，以下载该全站仪的确切意向位置。此外， 运载工具可连接到该控制站，以下载，例如，待被处于该建筑工地的 运栽工具执行的任务的指令、以及在何处执行这些任务的指令。该建 筑工地的运载工具7以及控制站12可在通信网络中——例如在构成无线LAN ("局域网")的一部分的网络中——彼此互连。对于一种给 定的通信方法，可使用多种标准和/或专用(proprietary)通信协i义。 例如，但不限于，可使用无线的(例如，无线电频率脉冲编码、扩频 跳频、跳时，等等)以及其它通信协议(例如，SMTP、 FTP、 TCP/IP)。 也可使用其它专用方法和协议。此外，也可使用两种或更多种通信方 法和协议的组合。根据本发明的实施方案，扩频跳频被用于该通信。
例如，进入了一个或多个全站仪2的通信范围且需要位置数据的 运载工具7可例如通过广播方式向所述一个或多个全站仪2发出询问 信号，从而通知它们该特定运载工具7应在该网络列表之中。在另 一个实施方案中，例如，进入了一个或多个全站仪7的通信范围且需 要位置数据的运载工具7可向中心站发出询问信号，见下文，以通知 该中心站该运载工具7应被包括在该通信范围的(一个或多个)全 站仪的(一个或多个)网络列表之中。然后，该(一个或多个)全站 仪2的该(一个或多个)网络列表可经由该运载工具7而更新。
根据本发明的实施方案，运载工具7通过同一无线电信道与几个 全站仪2通信，且运载工具7被提供了来自几个全站仪2的实时位置 数据。从而，例如，可达到更高的准确度，或者可测量运栽工具7上 的几个点以保持追踪运载工具7的斜率或倾角。
在又一个实施方案中， 一种服务运载工具，例如一种ATV ("全 地形车，，)四轮摩托车，被用来控制由运载工具7执行的任务是否 被正确地执行。该服务运载工具可装备有射频通信单元和觇标，因此 可与处于该工地1的全站仪2和/或该控制站12通信。
本领域技术人员将意识到，本发明也可被实施或使用在其它应用 中，例如在海洋或海事工地一一在此数个海洋或海事工作船舶和/或工 作平台执行工作任务诸如维护工作或布置海底管线或海底电缆，或者 在诸如露天开采或露天采矿场或地下采矿工地。
现在参见图2,将讨论根据本发明的、用于在参照图1而描述的处 于工地的全站仪和建筑运栽工具之间进行通信的方法的上层描述。根 据该方法，在无线电通信会话期间，向该运载工具提供实时位置数据， 其中该位置数据至少包括在全站仪和运载工具之间的水平和垂直角度 以及多巨离。首先，在步骤20，处于空闲模式的全站仪2访问含有与该全站仪 工作范围或通信范围内的数个运载工具7有关的信息的网络列表，以 识别运载工具。根据本发明，当全站仪2已经进入空闲模式时一一例 如当它已经在一个预定时段期间处于空闲模式之后，该全站仪2将访 问该网络列表。这可以发生在，例如，当特定运载工具不需要来自特 定全站仪的位置信息因而指示该全站仪进入空闲时，或当特定全站仪 失去与该运载工具的连接——例如由于该运栽工具移出该全站仪的通 信范围一一且该连接在一个预定时段内未恢复时。因此，列表中的运 载工具可因时间而异，这是由于，例如，运载工具可在工地的不同区 域移动，因此可移入和移出特定全站仪的运作范围。
然后，在步骤22，在网络列表中执行搜索或扫描，以找到要求位 置数据的运载工具7。这可以在列表中从上到下执行，在该列表中， 运载工具7被排序，例如依据身份、或依据无线电信道、或根据优先 级顺序一一在此在工地1执行特定任务的特定辆7可具有比执行其他 任务的另一运栽工具7具有更高的优先级。全站仪2可以向已识别的 运栽工具7发送询问信号，该信号包括关于该运栽工具7是否要求位 置数据的询问，且当接收到包括该运栽工具意欲要求位置信息的确证 时，发起通信会话，并向该运载工具7提供实时位置数据。
此后，在步骤24，发起与有响应的运载工具7的无线电通信会话， 在该会话期间向该运载工具7提供实时位置数据。该通信会话将继续， 例如，直到该运载工具7不需要全站仪2且全站仪2被指示进入空闲， 并访问网络列表以识别新的运载工具7，或直到该通信会话在一个预 定时段期间被中断。
根据本发明，仅含有全站仪通信范围内的运载工具所使用的无线 电信道的网络列表可被置于该全站仪中，例如，存储在该全站仪的存 储器电路之中。从而，处于空闲模式的全站仪能够通过搜索遍网络列 表——其可含有例如五个或八个无线电信道——来识别要求位置数据 的运载工具。在此情况下，如果该列表中的全部信道均须被扫描，则 可能需要大约1分钟来识别一个运载工具、建立并发起与一个运载工 具7的通信会话以向该运栽工具7提供实时位置数据，这与现有技术 相比是显薯的进步。现在参见图3，将讨论根据本发明的方法的一个实施方案。首先， 在步骤30,处于空闲模式的全站仪2访问含有该全站仪2运作或通信 范围内的数个运载工具7的信息的网络列表，以识别一个运载工具7。 当该全站仪2接收到空闲消息——其通知该全站仪2:该运载工具7 和该全站仪2之间的通信会话已终止——时，和/或当该全站仪2和该 运载工具7之间的通信链路已丢失时，该全站仪2可访问该网络列表。
此后，在步骤31，在该网络列表中执行搜索或扫描，以找到要求 位置数据的运载工具7。然后，在步骤32，向该网络列表中的第一个 已识别的运载工具7发送询问信号。如上所述，有不同的进程用于扫 描该网络列表。该询问信号包括关于已识别的运载工具7是否要求位 置数据的询问。在步骤33，检查所接收到的响应信号是否包括特定运 载工具7要求位置数据的确证。如果是，则该算法前进到步骤34,在 此全站仪2开始追踪该运载工具7，且发起与该运载工具7的无线电 通信会话，在该会话期间向该运栽工具提供实时位置数据。另一方面， 如果否，则该算法返回步骤31，在此继续该网络列表中的搜索，且向 该网络列表中的下一个已识别的运载工具7发送询问信号。
参见图4,将讨论本发明的又一个实施方案。首先，在步骤40, 在全站仪2和控制站12之间建立通信链路。然后，在步骤41,全站 仪2访问一个网络列表一一其含有关于在该全站仪工作范围或通信范 围内的数个运载工具7的信息，以为控制站12的存储单元或存储器 13识别 一个运栽工具。当该全站仪2接收到空闲消息——其通知该全 站仪2:该运载工具7和该全站仪2之间的通信会话已终止——时， 和/或当与该运栽工具2的通信链路已丢失时，该全站仪2可建立通信 链路并访问网络列表。
此后，在步骤42，在该网络列表中执行搜索或扫描，以找到要求 位置数据的运载工具。然后，在步骤43，如上所述，向该网络列表的 第一个已识别的运载工具7发送询问信号，有不同的进程用于扫描该 网络列表。该询问信号包括关于已识别的运载工具7是否要求位置信 息的询问。在步骤44,检查所接收到的响应信号是否包括该特定运载 工具7要求位置数据的确证。如果是，则该算法前进到步骤45，在此 全站仪2开始追踪该运载工具7，且发起与该运载工具7的无线电通信会话，在该会话期间向该运载工具提供实时位置数据。另一方面，
如果否，则该算法返回步骤42，在此继续该网络列表中的搜索，且向 该网络列表中的下一个已识别的运载工具7发送询问信号。
通过访问中心控制站或地址服务器，或通过由运栽工具向全站仪 分发已更新的列表，可以更新全站仪的网络列表，例如，向该列表添 加或从该列表中删除运载工具。
虽然已经示出和描述了本发明的示例性实施方案，但对本领域普 通技术人员显而易见的是，可以对本说明书描述的发明做出多种改变、 修改或替换。因此，应理解，本发明的上述说明和所附附图应被视为 本发明的非限制性实施例，而保护范围由所附的专利权利要求限定。
权利要求
1.用于在处于工地(1)的至少一个运载工具(7)和至少一个全站仪(2)之间进行通信的方法，每个运载工具和全站仪包括无线电通信单元(4，11)和控制单元(5，10)，所述全站仪(2)还包括适于计算位置数据的位置计算装置(3)，所述位置数据至少包括在所述全站仪(2)和至少一个安置于所述运载工具(7)的觇标(8)之间的水平和垂直角度以及距离，且所述全站仪适于在无线电会话期间将所述位置数据发送给所述运载工具(7)，所述方法包括下列步骤访问(20；30；41)网络列表，该网络列表含有用于识别所述工地(1)内运载工具(7)的信息；使用所述网络列表来识别(22；31；42)至少一个要求位置数据的运载工具(7)；以及发起(24；34；45)与所述至少一个已识别的运载工具(7)的无线电通信会话，在该会话期间向所述运载工具(7)提供实时位置数据。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述网络列表包括至少一个 无线电信道的信息，处于所述全站仪(2)通信范围内的运载工具(7)通 过该无线电信道进行通信。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述发起通信会话的步 骤包括下列步骤向所述已识别的运载工具(7)发送(32;43)询问信号，所述询问信 号包括关于所述运载工具(7)是否要求位置数据的询问；且 检查(33;44)被询问的运载工具是否要求位置数据；且 如果发现所述被询问的运载工具要求位置数据，则发起(34; 45) 所述通信会话。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述执行搜索的 步骤包括下列步骤根据预定顺序搜索(31; 42)所述列表；根据所述顺序，分别向通过所述网络列表中的无线电信道进行通信的每个运栽工具(7)发送(32; 43)询问消息，所述询问消息包括关于所述运载工具(7)是否要求位置数据的询问；检查(33;44)被询问的运载工具是否要求位置数据；且 如果所述被询问的运载工具要求位置数据，则发起(34; 45)与所述运载工具(7)的通信会话。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述网络列表被 存储在所述全站仪(2)的存储器电路(6)之中。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述系统还包括 中心控制站(12)，该中心控制站包括存储单元(13),所述网络列表被 存储在所述存储单元(13)之中，其中所述方法还包括下列步骤在全站仪(2)和所述控制站(12)之间建立(40)通信链路； 访问(41)被存储在所述控制站(12)的所述存储单元(13)中的所 述网络列表；在所述网络列表中执行(42)搜索，以找到要求位置数据的运载工 具(7);以及发起(45)与已识别的运载工具(7)的无线电通信会话，在该会话期 间向所述运载工具(7)提供实时位置数据。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述网络列表的 所述运载工具(7)是根据预定优先级顺序排序的。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括下列步骤 在全站仪(2)的装置处，更新所述全站仪(2)的网络列表。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括下列步骤 经由被连接到所述全站仪(2)的运载工具(7)，更新所述全站仪(2)的网络列表。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述访问网络列表的步骤包括下列步骤当所述全站仪(2)接收到空闲消息一一其通知所述全站仪(2):运载工具(7)和所述全站仪(2)之间的通信会话已终止——时，和/或当通信链路已丢失时，访问(20; 30;41)所述网络列表。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述访问网络列表的方法包括下列步骤如果所述全站仪(2)在通信会话中在一个预定时段期间已失去与运栽工具(7)的连接，则访问(20; 30;41)所述网络列表。
12. —个系统，其至少包括至少一个全站仪(2)以及觇标(8)，所述全站仪(2)包括无线电通信单元(4)和控制单元(5)，所述觇标(8)适于被 安置于处于工地(1)的运载工具(7)，所述全站仪(2)还包括适于计算位置数据的位置计算装置(3)，所述位置数据至少包括所述全站仪和安置于所述运载工具(7)的所述觇标(8)之间的水平和垂直角度以及距离，且所述全站仪(2)适于在无线电通信会话期间将所述位置数据发送给所述运载工具(7)，所述全站仪(2)的所述控制电路(5)适于访问网络列表，该网络列表含有用于识别所述工地(l)内运载工具(7)的信息;使用所述网络列表来识别至少一个要求位置数据的运载工具(7);以及发起与所述至少一个已识别的运载工具(7)的无线电通信会话，在提供实时位置数据。
13. 根据权利要求12所述的系统，其中所述列表含有至少一个无线电信道的信息，处于所述全站仪(2)通信范围内的运载工具(7)通过该无线电信道进行通信。
14. 根据权利要求12或13所述的系统，其中为了发起通信会话，所述全站仪(2)的所述控制单元(5)适于向所述已识别的运栽工具(7)发送询问信号，该询问信号包括关于所述运载工具(7)是否要求位置数据的询问；检查被询问的运载工具(7)是否要求位置数据；如果发现所述被询问的运载工具(7)要求位置数据，则发起所述通信会话。
15. 根据前述权利要求12-14中任一项所述的系统，所述全站仪(2)的所述控制单元(5)适于根据预定顺序搜索所述网络列表；根据所述顺序，分别向通过所述网络列表中的无线电信道进行通信的每个运载工具(7)发送询问消息，所述询问消息包括关于所述运载工具(7)是否要求位置数据的询问；检查被询问的运栽工具(7)是否要求位置数据；且如果所述被询问的运载工具要求位置数据，则发起与所述运载工具(7)的所述通信会话。
16. 根据前述权利要求12-15中任一项所述的系统，其中所述网络列表被存储在所述全站仪(2)的存储器电路(6)之中。
17. 根据前述权利要求12-16中任一项所述的系统，其中所述系统还包括中心控制站(12),该中心控制站包括存储单元(13)，所述网络列表被存储在所述存储单元之中，其中所述全站仪(2)的所述控制单元(5)适于在所述全站仪(2)和所述控制站(12)之间建立通信链路；访问被存储在所述控制站(12)的所述存储单元(13)中的所述网络列表；在所述网络列表中执行搜索，以找到要求位置数据的运载工具(7);以及发起与已识别的运载工具(7)的无线电通信会话，在该会话期间向所述运载工具(7)提供实时位置数据。
18. 根据前述权利要求12-17中任一项所述的系统，其中所述网络列表的所述运载工具(7)是根据预定优先级顺序排序的。
19. 根据前述权利要求12-18中任一项所述的系统，其中所述全站仪(2)的网络列表是在所述全站仪(2)的装置处更新的。
20. 根据前述权利要求12-19中任一项所述的系统，其中被存储在所述全站仪(2)的存储器电路(6)中的网络列表是经由被连接到所述全站仪(2)的运栽工具(7)而更新的。
21. 根据前述权利要求12-20中任一项所述的系统，其中所述全站仪(2)的所述控制单元(5)适于当所述全站仪(2)接收到空闲消息一一其通知所述全站仪(2):运载工具(7)和所述全站仪(2)之间的通信会话已终止_ —时，和/或当通信链路已丢失时，访问所述网络列表。
22. 根据前述权利要求12-21中任一项所述的系统，其中所述全站仪(2)的所述控制单元(5)适于如果所述全站仪(2)在通信会话中在一个预定时段期间已失去与运载工具(7)的连接，则访问所述网络列表。
23. —种用于在工地(1)使用的全站仪(2),其包括无线电通信单元(4)和控制单元(5)，所述全站仪(2)还包括适于计算位置数据的位置计算装置(3),所述位置数据至少包括在所述全站仪(2)和至少一个安置于运载工具(7)的觇标(8)之间的水平和垂直角度以及距离，且所述全站仪(2)适于在无线电通信会话期间将所述位置数据发送给所述运载工具(7),所述全站仪(2)的所述控制电路(5)适于访问网络列表，该网络列表含有用于识别所述工地(l)内运载工具(7)的信息;使用所述网络列表来识别至少一个要求位置数据的运载工具(7);以及发起与所述至少一个已识别的运载工具(7)的无线电通信会话，在 该会话期间使用所述全站仪(2)的通信单元向所述运载工具(7)提供实 时位置数据。
24. 根据权利要求23所述的全站仪，其中所述列表包括至少一个 无线电信道的信息，所述全站仪(2)通信范围内的运载工具(7)通过该 无线电信道进行通信。
25. 根据权利要求23或24所述的全站仪，其中为了发起通信会 话，所述全站仪(2)的所述控制单元(5)适于向所述已识别的运载工具(7)发送询问信号，所述询问信号包括关 于所述运栽工具(7)是否要求位置数据的询问；检查被询问的运载工具(7)是否要求位置数据；如果发现所述被询问的运载工具(7)要求位置数据，则发起所述通 信会话。
26. 根据前述权利要求23-25中任一项所述的全站仪，所述全站 仪(2)的所述控制单元(5)适于根据预定顺序搜索所述网络列表；根据所述顺序，分别向通过所述网络列表中的无线电信道进行通 信的每个运载工具(7)发送询问消息，所述询问消息包括关于所述运载 工具(7)是否要求位置数据的询问；检查被询问的运栽工具(7)是否要求位置数据；且 如果所述被询问的运载工具(7)要求位置数据，则发起与所述运载 工具(7)的所述通信会话。
27. 根据前述权利要求23-26中任一项所述的全站仪，其中所述 网络列表被存储在所述全站仪(2)的存储器电路(6)之中。
28. 根据前述权利要求23-27中任一项所述的全站仪，其中所述 网络列表被存储在中心控制站(12)的存储单元之中，其中所述全站仪(2)的所述控制单元(5)适于在所述全站仪(2)和所述控制站(12)之间建立通信链路； 访问被存储在所述控制站(12)的所述存储单元(13)中的所述网络列表；在所述网络列表中执行搜索，以找到要求位置数据的运载工具(7);以及发起与已识别的运栽工具(7)的无线电通信会话，在该会话期间向 所述运载工具(7)提供实时位置数据。
29. 根据前述权利要求23-28中任一项所述的全站仪，其中所述 网络列表的所述运载工具(7)是根据预定优先级顺序排序的。
30. 根据前述权利要求23-29中任一项所述的全站仪，其中全站 仪(2)的网络列表是在所述全站仪(2)的装置处更新的。
31. 根据前述权利要求23-30中任一项所述的全站仪，其中被存 储在所述全站仪(2)的存储器电路(6)中的网络列表是经由被连接到所 述全站仪(2)的运载工具(7)而更新的。
32. 根据前述权利要求23-31中任一项所述的全站仪，其中所述 全站仪(2)的所述控制单元(5)适于当所迷全站仪(2)接收到空闲消息一一其通知所述全站仪(2):运 载工具(7)和所述全站仪(2)之间的通信会话已终止——时，和/或当通 信链路已丢失时，访问所述网络列表。
33. 根据前述权利要求23-32中任一项所述的全站仪，其中所述 全站仪(2)的所述控制单元(5)适于如果所述全站仪(2)在通信会话中在一个预定时段期间已失去与 运载工具(7)的连接，则访问所述网络列表。
34. —种计算机程序产品，其可直接栽入全站仪(2)的内部存储器(6)之中，该计算机程序产品包括软件代码部分，当其在所述全站仪(2) 的控制单元(5)内运行时，使得所述控制单元(5)执行根据权利要求 l-ll所述的步骤。
全文摘要
本发明涉及用于从位于工地(1)(包括建筑工地和海事工地)的勘测单元(2)向处于该工地的运载工具(7)(包括建筑机械和工作船舶)提供实时位置数据的系统和方法。具体地，根据本发明的方法包括以下步骤访问(20；31；41)用于识别所述工地(1)内运载工具(7)的网络列表；使用所述网络列表来识别(22；32；42)要求位置数据的运载工具(7)；以及发起(24；34；45)与已识别的运载工具(7)的无线电通信会话，在该会话期间向所述运载工具(7)提供实时位置数据。
文档编号H04B1/713GK101680757SQ200780053151
公开日2010年3月24日 申请日期2007年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者U·伯格 申请人:特林布尔公司