Gps群组导航系统及其方法

专利名称：Gps群组导航系统及其方法
GPS群组导航系统及其方法
技术领域：
本发明一种群组导航系统及其方法，特别指一种于移动平台中结合GPS信 息与点对点网络的应用的群组导航系统及其方法。
背景技术：
全球卫星定位系统(GPS， Global Position System)是通过接收卫星信号， 以求得移动目标位置的一种技术。此系统由三部分组成卫星网、地面站以及 用户接收设备。地面站对卫星网进行监视管理，卫星网向地球表面发送导航信 息，用户接收设备搜集GPS导航信息并求出定位等导航数据。GPS提供能在用户 接收设备内处理特定编码的卫星信号，以产生一接收单元的位置、速度和时间。 通常需要四个或多个GPS卫星信号去计算三维位置坐标和接收机相对固定坐标 系统的时间偏移。GPS系统是一个全球性、全天候、立即寻址、测速及测时的系 统。
随着科学技术的进步，无线定位及导航技术发展迅速，GPS已广泛应用于军 事、追踪、户外活动、以及各式交通工具的定位和导航中，并提供了很大的方 便，人们可以利用GPS接收导航卫星的定位信号，进而直接得知自己所在的位置。
因此，当应用GPS于多个移动平台且成员彼此间为一个群体时，虽然可以 对各个移动目标配备有GPS接收器，但是所有GPS接收器仅能接收属于自己的 位置状况，所以当需要知道其它成员所持有的GPS接收器位置时，便无法实时 获得，造成群组成员联系掌握上的困难，举例来说 一起出游时，可能有些成 员会脱队，造成出游时成员的安全问题。
因此，对于它们彼此间位置的联络或者确认存在一定的困难和局限。 一般 而言，虽然可通过全球移动通信系统(GSM， Global System for Mobile Communication)或者无线电通信的通用分组无线服务(GPRS， General Pocket Radio Service)等移动通信技术，通过无线电等手持移动通信装置询问对方以 了解其大概位置，但是对于彼此陌生的地理位置，其并无法充分了解确实位置 的所在。并且受限于GSM和GPRS等无线电的传输媒体特性，在完全没有GSM或 者GPRS信号的情况下，群体间的通信更存在很大问题和难度。特别是在危险紧 急的情况下，上述问题则更加突出。
有鉴于此，实有必要开发一种GPS群组导航系统及其方法，从而在多个具 有GPS的移动目标的群组之间建立一个可靠的联系通道，使群组之间可以及时
且准确地了解到彼此的地理位置，并且即使在完全没有GSM或者GPRS信号的情 况下，也可以实现彼此间的联络。
发明内容
为了解决上述现有技术中的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种GPS 群组导航系统及方法，应用于多个移动平台的导航中，通过解决现有技术所存 在的问题及局限。
本发明所提供的GPS的群组导航方法，该方法主要包括
依据各移动平台所各自发出的请求进行初始化协商机制；通过初始化协商 机制进行协调，分别定义一个以上优先平台的移动平台作为优先节点，及定义 一个以上普通平台的移动平台作为普通节点，以生成点对点网络；通过初始化 协商机制建立各优先节点与各普通节点的联机；于完成连接后各普通节点将传 送包含GPS数据的通信数据至所连接的对应各优先节点；各优先节点通过点对 点网络交换所接收到的各GPS数据的通信数据；以及各优先节点将交换的各GPS 数据的通信数据传送至所连接的各普通节点，完成各移动平台之间的群组导航。
本发明的GPS群组导航系统，该系统配合上述方法，通过各移动平台所各 自发出的SMS短信交换方式或实时通信封包交换方式以启动初始化协商机制， 通过初始化协商机制来协调定义出各个移动平台作为优先平台和普通平台，亦 即点对点网络中的优先节点和普通节点。
其中，各优先平台与各普通平台采用会谈启始协议技术(Session Initiation Protocol, SIP)进行数据传送及交换。并且各优先平台更包含有联 机监控模块，用以侦测所述各优先节点与对应连接的所述各普通节点的当前可 用联机状态或计算所述各优先节点与对应连接的所述各普通节点的距离的步 骤，进而建立所述各优先节点与对应连接的所述各普通节点之间以及所述各优 先节点之间的联机方式。
此联机方式至少可以通过GPRS、 WLAN、 WiMax及3G来进行。因此，即使在 没有GSM或者3G信号的情况下，只要各个移动平台位于无线通信的范围内，则 可用以维持导航平台的运作，保持各移动平台之间通信的稳定性。而且本发明 可以依照多个移动平台之间的距离，以决定其相互之间建立联机的方式，进而 提高数据的传输效率。
本发明所述的各优先平台与各普通平台还包含有防断线(Ke印Alive)机 制，以保证各优先平台与各普通平台之间的联机维持正常。通过点对点网络中 普通节点向优先节点发送注册需求信息的方式，每个节点可以定期回报其存在 或退出的状态，进而在节点脱离此点对点网络时，重新启动初始化的协商机制， 以重新生成新的点对点网络群组，维持导航平台的运作正确性。
本发明的GPS群组导航系统及方法通过点对点架构进行通信架构一个群组 导航平台，可以实现多个移动平台之间不经过中继设备而直接连接至其它移动
平台上，进行包括GPS信息在内的各种通信信息的交换与共享，进而可实现多 个移动平台之间地理信息的传输。
综上所述，相较于现有技术，本发明所揭示的GPS群组导航系统及方法通
过点对点技术可使得多个移动平台之间建立一个可进行群组导航的平台，以便 可以随时充分掌握到其它移动平台的确实地理信息及行进信息。
为对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细
说明如下

图1为本发明的GPS群组导航系统的系统架构图。
图2为本发明的GPS群组导航系统的优先平台与普通平台的系统方块图。 图3为本发明的GPS群组导航方法的方法流程图。
具体实施方式
图1为本发明的GPS群组导航系统的系统架构图，图2为本发明的GPS群 组导航系统的优先平台20与普通平台30的系统方块图，以及图3本发明的GPS 群组导航方法的方法流程图。
请参考图l，图中表示了本发明的GPS群组导航系统的系统架构，其中黑色 点代表本发明的优先平台20，白色点代表本发明的普通平台30。黑色点的优先 平台20及白色点的普通平台30分别代表多个移动平台，从图中可知，这些移 动平台中的部分被当成优先平台20并通过一初始化协商机制形成一点对点 (P2P)网络中的的优先节点，其余移动平台则被当成普通平台30同样也通过 此初始化协商机制连接于不同的各优先平台2:0上，形成点对点(P2P)网络的 普通节点。因此，通过初始化协商机制，可使得多个移动平台之间生成一个点 对点的群组导航网络，从而可进行多个移动平台之间各种通信信息的传递及交 换。
初始化协商机制，根据各个移动平台之间的请求来主动产生的，此种请求 可以通过如GSM网络以SMS短信交换的方式，或者是利用一般的实时通信软件 以封包交换的方式，当多个移动平台相互之间产生请求时初始化协商机制便会 主动进行，进而生成一个可作为导航平台的点对点网络群组，如图1所示，有 关初始化协商机制的部分属于点对点网络领域的现有技术，在此不多作赘述。
在本发明中，各个优先平台与各个普通平台均具备有一防断线(Ke印Alive) 机制，进而使各个优先平台20与对应连接的普通平台30之间，或者各个优先 平台之间，都可通过定期的封包交换，来确保此导航平台正常运作。通过防断 线(Ke印Alive)机制，当普通平台30欲退出导航平台时都必须先通知对应连 接的优先平台20，以维持导航平台的正确性。 一旦有优先平台20欲退出时，则 初始化协商机制必须重新启动执行，以协调决定新的优先平台20来负责管理原 先优先平台20下的普通平台30在导航平台中的联系。若优先平台20出现不正常断线，则由此优先平台20下连接的普通平台30的防断线(Ke印Alive)机 制启动初始化协商机制，形成一个新的点对点网络群组。
普通平台30在连接至优先平台20后，会向至少一个优先平台20发送注册 需求，向一个以上的优先平台20注册可以在优先平台20不正常断线的情况下 维持导航平台的运作。普通平台30注册的对象是由初始化协商机制的算法产生 的，因此不一定是对应连接的优先平台20，而也有可能是其它的优先平台20， 但所有收到注册需求的优先平台20会负责转送与其连接的普通平台30的注册 需求，及给予注册的普通平台30响应。因此，这样防断线(Ke印Alive)机制 便能够在此点对点网络中正常作用。
下面将结合图2详细描述本发明的GPS群组导航系统中各个平台间的实际 运作原理。请参考图2，此图为本发明的GPS群组导航系统的优先平台20与普 通平台30的系统方块图。这里为了便于说明，图2中仅挑选出其中一优先平台 20与一普通平台30的通信关系及其结构，以进行详细描述，这里普通平台30 为与优先平台20对应连接的多个普通平台30中其中之一。需要特别说明的是， 图1中所示其它多个具有连接关系的优先平台20与普通平台30之间的联系关 系及运作原理均与图2所示的优先平台20及普通平台30相同，故在此不再赘 述。
如图2所示，优先平台20具有一联机监控模块22，用以侦测优先平台20 与对应连接的普通平台30的当前可用联机状态，进而建立优先平台20与普通 平台30之间的联机方式。这里当前可用联机24可由包含有GPRS、 WLAN、 WiMax 及3G网络等无线通信协议中任意选择其一，以作为优先平台20与普通平台30 之间的联机媒介协议，进而在两者之间建立一数据传输信道，进行包含GPS数 据在内的各种信息的传输。
联机监控模块22可以通过计算优先平台20与普通平台30之间的距离，以 选择合适的联机方式，进而方便信息的传输。在各个移动平台位于接收不到GSM 或者GPRS信号的地理位置时，依照原来选择的可用联机可能会导致优先平台20 与普通平台30建立的传输通道出现中断，此时联机管理模块22会自动选取一 当前可用联机以代替上述数据交换联机，重新建立优先平台20与普通平台30 之间联系的通道。因此，即使在没有GSM或者3G信号时，只要各个平台位于无 线通信的范围内，仍然可以维持导航平台的运作。此外，利用优先平台20的点 对点架构作为基础平台，以及普通平台30的注册回应机制，在普通平台30发 生临时断线的情况下也不会影响导航平台的运作。
在建立优先平台20与普通平台30间的数据传输信道之后，普通平台30传 送其通信信息，例如GPS数据、联机状态以及其它文字、语音、影像数据等等 至对应连接的优先平台20，为了能够实现群组导航，其中的GPS数据是必须的。 优先平台20则接收并汇集普通平台30的通信信息。本发明可利用会谈启始协
议(Session Initiation Protocol, SIP)技术储存包含普通平台30在内的各 个普通平台30在导航平台中的相对位置，以及传送普通平台30的通信信息等。 优先平台20将包含普通平台30的对应连接的普通平台30的通信信息汇整之后， 通过图1所示的点对点网络于其它各个优先平台之间进行数据交换。当然优先 平台20也接收其它优先平台所发送的数据，并加以汇整后传回连接于其下的包 括普通平台30的其它普通平台30，从而实现多个移动平台之间的互连通信。
此外，本发明的普通平台30上可具有一 GPS装置32，以通过全球定位卫星 得到对应移动平台的位置信息，但不一定每个普通平台30均需要具备GPS装置， 此种情况下普通平台30仅能够接收其它移动平台的信息。当普通平台30接收 到包含GPS信息的整合信息后，可直接送至平台中的显示模块34，由显示模块 34将其中GPS信息的坐标数据转换成地图显示；同时，显示模块34也可以将坐 标数据转换为位置数据后以文字方式显示，进而了解其它平台对应移动平台的 当前位置信息。
图2说明了具有连接关系的优先平台20与普通平台30之间的通信方式， 关于包含优先平台20的各个优先平台20间的通信方式也与图2类似，只是各 个优先平台20的联机监控模块可通过侦测各个优先平台20的当前可用联机状 态，进而建立优先平台20之间的联机方式。此外，优先平台20的联机监控模 块还通过计算各个优先平台20之间的距离，以选择合适联机方式。
图3为本发明的GPS群组导航方法的流程图，如图所示，首先依据各个移 动平台所发出的请求开始进行初始化协商机制(步骤101)，此请求可以通过SMS 短信交换方式或实时通信封包交换方式来启动初始化协商机制；接着通过初始 化协商机制进行协调，分别定义一个以上优先平台20的移动平台作为优先节点， 及定义一个以上普通平台30的移动平台作为普通节点，以生成点对点网络(步 骤102);通过该初始化协商机制建立各优先节点与各普通节点的联机(步骤
103) 。在生成点对点网络之后，侦测各优先节点与对应连接的各普通节点的当 前可用联机状态，进而建立优先节点与对应连接的普通节点之间以及各优先节 点之间的联机方式，或者也可通过计算各优先节点与对应连接的各普通节点之 间以及各优先节点之间的距离，进而确定合适的联机方式。其中至少可由GPRS、 WLAN、 WiMax及3G的无线通信协议中任意选择其一作为此联机方式的媒介协议。
之后，各普通节点则采用会谈启始协议(Session Initiation Protocol, SIP)技术传送包含GPS数据的通信信息至对应连接的各优先平台20中(步骤
104) 。各优先节点汇集对应连接的各普通节点的包含GPS数据的通信信息，并 通过点对点网络于各优先节点之间进行数据交换(步骤105)。各优先节点分别 汇整其它各优先节点的交换数据，并传送至其对应连接的各普通节点30中，从 而实现多个移动平台的导航平台的持续运作。
权利要求
1、一种GPS群组导航系统，应用于若干个移动平台的群组导航中，其特征在于，该系统包括一个以上作为优先平台的该移动平台，其中所述各该优先平台通过一初始化协商机制形成一点对点网络的优先节点；一个以上作为普通平台的该移动平台，通过该初始化协商机制建立各该优先节点与各该普通节点的联机，以形成该点对点网络的普通节点；其中，该初始化协商机制依据各该移动平台所各自发出的一请求进行；其中，所述各该普通平台于完成连接后将传送包含一GPS数据的通信数据至所连接的对应各该优先节点，各该优先节点通过该点对点网络交换所接收到的各该GPS数据的通信数据，该优先节点将交换的各该GPS数据的通信数据传送至所连接的各该普通节点，完成各该移动平台之间的群组导航。
2、 如权利要求1所述的GPS群组导航系统，其特征在于，该请求通过一 SMS 短信交换方式或一实时通信封包交换方式启动该初始化协商机制。
3、 如权利要求1所述的GPS群组导航系统，其特征在于，所述各优先平台 与所述各普通平台采用会谈启始协议技术进行数据传送及交换。
4、 如权利要求1所述的GPS群组导航系统，其特征在于，所述各优先平台 更包含有一联机监控模块，用以侦测所述各该优先节点与对应连接的所述各该 普通节点的当前可用联机状态或计算所述各该优先节点与对应连接的所述各该 普通节点的距离，进而建立所述各该优先节点与对应连接的所述各该普通节点 之间以及所述各该优先节点之间的一联机方式。
5、 如权利要求4所述的GPS群组导航系统，其特征在于，该联机方式可由 GPRS、 WLAN、 WiMax及3G的无线通信协议群组组合中任意选择其一。
6、 如权利要求1所述的GPS群组导航系统，其特征在于，所述各优先平台 与所述各该普通平台均具一防断线(Ke印Alive)机制。
7、 如权利要求1所述的GPS群组导航系统，其特征在于，所述各普通平台 更用以在生成该点对点网络后向至少一个所述该优先节点发送一注册需求信 息。
8、 一种GPS群组导航方法，应用于若干个移动平台的群组导航中，其特征 在于，该方法包括下列步骤依据各该移动平台所各自发出的一请求进行一初始化协商机制； 通过该初始化协商机制进行协调，分别定义一个以上优先平台的移动平台 作为优先节点，及定义一个以上普通平台的移动平台作为普通节点，以生成一点对点网络；通过该初始化协商机制建立各该优先节点与各该普通节点的联机；于完成连接后各该普通节点将传送包含一 GPS数据的通信数据至所连接的对应各该优先节点；各该优先节点通过该点对点网络交换所接收到的各该GPS数据的通信数据；以及各该优先节点将交换的各该GPS数据的通信数据传送至所连接的各该普通 节点，完成各该移动平台之间的群组导航。
9、 如权利要求8所述的GPS群组导航方法，其特征在于，该请求通过一 SMS 短信交换方式或一实时通信封包交换方式启动该初始化协商机制。
10、 如权利要求8所述的GPS群组导航方法，其特征在于，所述各优先节 点与所述各普通节点采用会谈启始协议技术进行数据传送及交换。
11、 如权利要求8所述的GPS群组导航方法，其特征在于，建立各该优先 节点及各该普通节点之间的联机的步骤，更包括侦测所述各该优先节点与对应 连接的所述各该普通节点的当前可用联机状态或计算所述各该优先节点与对应 连接的所述各该普通节点的距离的步骤，进而建立所述各该优先节点与对应连 接的所述各该普通节点之间以及所述各该优先节点之间的一联机方式。
12、 如权利要求11所述的GPS群组导航方法，其特征在于，该联机方式可 由GPRS、 WLAN、 WiMax及3G的无线通信协议群组组合中任意选择其一。
13、 如权利要求8所述的GPS群组导航方法，其特征在于，所述各该优先 节点与所述各该普通节点均具一防断线机制。
14、 如权利要求8所述的GPS群组导航方法，其特征在于，更包括在生成 该点对点网络后由述各该普通节点向至少一个所述该优先节点发送一注册需求 信息的步骤。
全文摘要
本发明揭示一种GPS群组导航系统及其方法，该系统包括一个以上作为优先平台的该移动平台，所述各该优先平台通过一初始化协商机制形成一点对点网络的优先节点；一个以上作为普通平台的移动平台，通过该初始化协商机制建立各该优先节点与各该普通节点的联机，以形成点对点网络的普通节点；其中，该初始化协商机制依据各该移动平台所各自发出的一请求进行；其中，所述各该普通平台于完成连接后将传送包含一GPS数据的通信数据至所连接的对应各该优先节点，各该优先节点通过该点对点网络交换所接收到的各该GPS数据的通信数据，该优先节点将交换的各该GPS数据的通信数据传送至所连接的各该普通节点，完成各该移动平台之间的群组导航。
文档编号G01S19/38GK101192932SQ20061012381
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年11月28日
发明者杨慰祖, 郭儒航 申请人:佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司;神达电脑股份有限公司