专利名称：地理位置定向装置及实现方法
技术领域：
本发明涉及一种地理位置定向装置及实现方法，具体是一种借助移动终端或手持设 备、地磁场测量技术和地名数据库等来完成地理位置的定向。
技术背景当人们处于陌生环境中时，往往没有方向感，尤其在进行诸如地质考察、登山、探 险或旅游活动，并在穿越深山、森林、草地或沙漠等区域时，如果失去方向，不仅会带 来许多麻烦，浪费许多时间，甚至还会带来生命危险。通过日照或指南针可获得一个大 致的参考方向，但不能提供到达任意一个目的地(地理位置)的准确方向。另外，现在 很多移动设备上装有电子地图，然而，现有电子地图与实际地理位置的方向并不完全吻 合，同样会给消费者带来诸多不便。处在当今信息时代的人们，与普及极快的现代移动通讯设备(例如手机、PDA等) 已经不能分开了，无论在工作、学习还是生活，都是随身必带的重要用具，因此，借助 这些随身携带的移动终端或手持设备，来研制直观、方便，并且具有真实方向的定向装 置，成为空间信息服务领域的重要课题。中国专利公开了专利号为200410000427.8， 名称为"一种手持设备及实现方法"的发明专利申请，然而，此项专利申请主要是在手 持设备上增加一个数字指南针，可以随时确定东、南、西、北四个方向，但没有提供如 何确定任意指定一个地理位置真实方向的方法，也没有提供如何实现电子地图真实方向 的方法。发明内容本发明借助现有的各种移动终端或手持设备，以及全球定位系统(GPS)、地理信 息系统(GIS)、无线通讯等高新技术，来实现地理位置的准确定向。本发明的目的在于提供一种地理位置定向装置及实现方法，解决移动设备上对现实 世界中的任意地理位置的准确定向以及移动电子地图的准确定向。本发明的第一个目的通过下列技术方案实现 一种地理位置定向装置，包括移动设 备，其特征在于包括-地磁场测量模块用于获取所处地理位置的地磁方向数据；输入、输出模块用于输入信息、显示信息；位置信息定位模块用于获取移动设备当前位置的空间坐标，并将得到的空间坐标数据传送给数据处理模块； 地名数据模块用于存储地名的位置信息，即地名和空间坐标；数据处理模块用于接收、处理、计算当前位置和目的地位置的坐标数据，得出当 前地理位置到目的地的真实坐标方位角和方向，并将结果传输到显 示模块进行显示。所述位置信息定位模块为现有技术中的卫星定位器GPS，它与移动设备相连，其包 括数字处理器，与数字处理器输入端相连的数字接收器、滤波器、降频变换放大器、信 息接收天线，与数字处理器相连的电源管理器、串行接口，串口，时钟电路。所述地磁场测量模块为现有技术中的数字指南针，它与移动设备相连，其包括两个 相互垂直的磁传感器，与之相连的信号放大器、A/D转换器、微处理计算器和通信接口。所述移动设备包括CPU，串口， R0M、 RAM、显示屏、键盘、电源管理器、RTC时钟。所述地磁场测量模块、输入、输出模块、位置信息定位模块、地名数据模块及数据 处理模块相互连接并置于移动设备上，以便于操作、携带和指向。所述地名数据模块也可以设置在网络远程服务器上，通过无线网络的通信传输数据， 也可以直接存放在移动设备上。所述移动设备是现有技术中的手机、手提电脑或掌上电脑(PDA)等。本发明的第二个目的通过下列技术方案完成 一种地理位置定向的实现方法，其特 征在于它包括以下步骤A、 通过定位设备获得当前地理位置坐标数据，并将该坐标数据传送给数据处理模块；B、 通过移动设备的输入界面，输入任意一个指定目的地的地名或坐标，如果输入 的是地名，则需要从地名数据模块中查询出目的地的坐标数据；C、 通过地磁场测量模块实时获取当前地理位置的真实北方向，并将此方向信息传 送到数据处理模块；D、 数据处理模块对B步骤获得的目的地坐标数据和A步骤获得的当前地理位置的 坐标数据进行处理、计算，得出当前地理位置到目的地的真实坐标方位角和方向，结合 步骤C的地磁场测量模块获取的当前位置的真实北方向，计算出任意指定一个地理位置 的真实方向，并传送给输入、输出模块；E、 输入、输出模块将D步骤计算出的任意指定一个地理位置的真实方向进行显示，并可以根据步骤C获取的真实北方向，确定移动设备上电子地图的真实北方向，实现具 有真实方向电子地图的显示，并随时进行更新。所述步骤A中，定位设备获得当前地理位置坐标数据，通过下列步骤获取a、 无线网络定位通过移动设备如手机的无线网络，确定移动设备所处的具体地 理位置的坐标；或者b、 卫星定位通过己嵌入在移动设备上的卫星定位模块如GPS接收模块，接收卫 星定位信息，确定移动设备所处地理位置的坐标。所述步骤B中，将目的地的信息从地名数据模块中调出，通过下列步骤实现 离线模式a:将地名数据库存放在移动设备上，根据地名直接查询出空间坐标数据； 或者在线模式b:移动设备通过无线网络，访问存储在网络服务器上的地名数据库，根 据地名査询出空间坐标数据。本发明具有下列优点和效果采用上述方案，通过位置定位模块，获取移动设备所 在地理位置的空间坐标，再根据用户录入的目的地地名，査询出目的地地理位置的空间 坐标信息。根据两个位置的空间坐标计算出当前地到目的地的坐标方位角和方向。再根 据地磁场测量模块实时获取当前地真实的南、北方向，以此为基础，计算出当前地到目 的地的真实方向，并在屏幕上标出，当移动设备转动时，地磁场测量模块可以实时更新 所处位置的真实南、北方向，通过处理、计算得出更新后的当前位置到目的地的真实方 向，因此，无论移动设备怎样转动，在屏幕上标出的方向始终是从当前地到目的地的真 实方向，换句话说，屏幕上标出的方向始终与现实世界的真实方向一样。
图1为本发明的各功能模块组合示意图； 图2为本发明的一种具体实施结构图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实例对本发明做进一步描述。本发明提供的地理位置定向装置，包括地磁场测量模块104，用于获取所处地理 位置的地磁方向数据；输入、输出模块105，用于输入信息、显示信息；位置信息定位 模块IOI，用于获取移动设备当前位置的空间坐标，并将得到的空间坐标数据传送给数 据处理模块；地名数据模块103，用于存储地名的位置信息，即地名和空间坐标；数据处理模块102，用于接收、处理、计算当前位置和目的地位置的坐标数据，得出当前地 理位置到目的地的真实坐标方位角和方向，并将结果传输到输入、输出模块105进行显 示，如图l所示。所述位置信息定位模块101为现有技术中的GPS定位模块，它通过串口 17与移动 设备PAD相连，其包括数字处理器15，与数字处理器15输入端相连的随机存储器(RAM) 12 和只读存储器(R0M)13及数字接收器11、滤波器IO、降频变换放大器9、滤波及放大器 8、接收天线7，与数字处理器15相连的电源管理器19、串行接口 14，串口 17， RTC 时钟电路16，差分(GPS)18，串行可擦除可编程(R0M)6。所述地磁场测量模块为现有技 术中的数字指南针，它通过串口 26与移动设备PAD相连，其包括两个相互垂直的磁传 感器20、 21，与之相连的信号放大器22、 A/D转换器23、 MCU微处理计算器24和通信 串口25、 26。所述移动设备为现有技术中的掌上电聛PAD，它包括内部总线35， CPU34， 串口 32、 33，只读存储器(ROM) 31、随机存储器(RAM) 30、显示屏37、键盘36、电 源管理器39、 RTC时钟38，如图2。本发明提供的地理位置定向的实现方法，包括以下步骤-A、 通过移动设备PAD上的位置信息定位模块lOl，获得当前地理位置坐标数据，并 将该坐标数据传送给数据处理模块102;B、 通过移动设备PAD的输入界面，输入所指定目的地的地名或坐标，如果输入的 是地名，则需要从地名数据模块103中査询出目的地的坐标数据，如果地名数据模块103 存储在网络远程服务器上，需要通过无线网络访问地名数据模块，查出空间坐标数据；C、 通过地磁场测量模块104实时获取当前地理位置的真实北方向，并将此方向信 息传送到数据处理模块102;D、 数据处理模块102对B步骤获得的目的地坐标数据和A步骤获得的当前地理位 置的坐标数据进行处理、计算，得出当前地理位置到目的地的真实坐标方位角和方向， 结合步骤C的地磁场测量模块104实时获取的当前位置的真实北方向，计算出任意指定 一个地理位置的真实方向，并传送给输入、输出模块105;E、 输入、输出模块105将D步骤计算出的任意指定一个地理位置的真实方向进行 显示，并可以根据步骤C获取的真实北方向，确定移动设备PAD上电子地图的真实北方 向，实现具有真实方向电子地图的显示，并随时进行更新。
权利要求
1. 一种地理位置定向装置，包括移动设备，其特征在于还包括地磁场测量模块用于根据所处地理位置得出地磁方向数据；输入、输出模块用于输入信息、显示信息；位置信息定位模块用于获取移动设备当前位置的空间坐标，并将得到的空间坐标数据传送给位置信息接收处理模块；地名数据模块用于存储目的地的位置信息，即地名和空间坐标；数据处理模块用于接收、处理、计算当前位置和目的位置的坐标数据，得出当前地理位置到目的地的真实坐标方位角和方向，并将结果传输到显示模块进行显示。
2、 根据权利要求1所述的地理位置定向装置，其特征在于所述位置信息定位模块 与移动设备相连，其包括数字处理器，与数字处理器输入端相连的数字接收器、滤波器、 降频变换放大器、信息接收天线，与数字处理器相连的电源管理器、串行接口，串口， 时钟电路。
3、 根据权利要求1所述的地理位置定向装置，其特征在于所述地磁场测量模块与 移动设备相连，其包括两个相互垂直的磁传感器，与之相连的信号放大器、A/D转换器、微处理计算器和通信接口。
4、 根据权利要求l所述的地理位置定向装置，其特征在于所述移动设备包括CPU， 串口， R0M、 RAM、显示屏、键盘、电源管理器、RTC时钟。
5、 根据权利要求1所述的地理位置定向装置，其特征在于所述地磁场测量模块、 输入、输出模块、位置信息定位模块、地名数据模块及数据处理模块相互连接并置于移 动设备上，以便于操作、携带和指向。
6、 根据权利要求1所述的地理位置定向装置，其特征在于所述地名数据模块也可以 设置在网络远程服务器上，通过无线网络的通信传输数据，也可以直接存放在移动设备 上。
7、 根据权利要求1所述的地理位置定向装置，其特征在于所述移动设备是现有技术 中的手机、手提电脑或掌上电脑PDA。
8、 一种地理位置定向的实现方法，其特征在于它包括以下步骤A、通过定位设备获得当前地理位置坐标数据，并将该坐标数据传送给数据处理模块；B、 通过移动设备的输入界面，输入任意一个指定目的地的地名或坐标，如果输入 的是地名，则需要从地名数据模块中査询出目的地的坐标数据；C、 通过地磁场测量模块实时获取当前地理位置的真实北方向，并将此方向信息传 送到数据处理模块；D、 数据处理模块对B步骤获得的目的地坐标数据和A步骤获得的当前地理位置的 坐标数据进行处理、计算，得出当前地理位置到目的地的真实坐标方位角和方向，结合 步骤C的地磁场测量模块获取的当前位置的真实北方向，计算出任意指定一个地理位置 的真实方向，并传送给输入、输出模块；E、 输入、输出模块将D步骤计算出的任意指定一个地理位置的真实方向进行显示， 并可以根据步骤C获取的真实北方向，确定移动设备上电子地图的真实北方向，实现具 有真实方向电子地图的显示，并随时进行更新。
9、 根据权利要求8所述的地理位置定向的实现方法，其特征在于所述步骤A中， 定位设备获得当前地理位置坐标数据，通过下列步骤获取a、 无线网络定位通过移动设备如手机的无线网络，确定移动设备所处的具体地 理位置的坐标；或者b、 卫星定位通过己嵌入在移动设备上的卫星定位模块如GPS接收模块，接收卫 星定位信息，确定移动设备所处地理位置的坐标。
10、 根据权利要求8所述的地理位置定向的实现方法，其特征在于所述步骤B中， 将目的地的信息从地名数据模块中调出，通过下列步骤实现离线模式a:将地名数据库存放在移动设备上，根据地名直接查询出空间坐标数据； 或者在线模式b:移动设备通过无线网络，访问存储在网络服务器上的地名数据库，根 据地名查询出空间坐标数据。
全文摘要
本发明提供一种地理位置定向装置，其特征在于包括地磁场测量模块，输入、输出模块，位置信息定位模块，地名数据模块，数据处理模块及移动设备。通过位置定位模块，获取移动设备所在地理位置的空间坐标，再根据用户录入的目的地地名，查询出目的地地理位置的空间坐标信息。以获得从当前地到目的地的坐标方位角和方向。再根据地磁场测量模块实时获取当前地真实的南、北方向，计算出当前地到目的地的真实方向，并在屏幕上标出，当移动设备转动时，地磁场测量模块可以实时更新所处位置的真实南、北方向，通过处理、计算得出更新后的当前位置到目的地的真实方向，因此，无论移动设备怎样转动，在屏幕上标出的方向始终是从当前地到目的地的真实方向，换句话说，屏幕上标出的方向始终与现实世界的真实方向一样。
文档编号G01S3/02GK101261128SQ20081005830
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者左小清, 张伟庆 申请人:昆明理工大学