专利名称：利用gps数据对请求援助的人进行定位的援助请求处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用GPS数据对请求援助的人进行定位的一种援助请求处理系统，更具体地说，本发明涉及这样一种系统，它利用分散式的全球定位系统(GPS)对请求这一援助的人进行定位。
已经有人提出一种分散式GPS系统，比方说第5119102号和第5379224号美国专利公开的分散式GPS系统，用来缩短对请求紧急救援的人的搜索时间。该系统有一个GPS终端，由这个人携带，还有一个信息中心，这个信息中心通过无线电通信网络跟这一GPS终端连接，根据这个人的援助请求信号给出一则告警消息，这则告警消息里包括这个人的位置，用来提醒需要适当的援助。这个GPS终端能够从GPS卫星接收GPS数据，并能将这一援助请求信号跟GPS数据一起发射给信息中心。在信息中心里而不是在这个GPS终端里处理这些GPS数据，计算出这一GPS终端的位置，以便免去GPS终端里的计算电路，使这一GPS终端足够小巧，便于携带。但是，当这个人位于建筑物这样的死区时，这种分散式GPS系统仍然不能满足需要，在这样的死去里无法获得来自GPS卫星的GPS数据，但是跟信息中心的无线电通信仍然畅通无阻，援助请求信号无法跟真正的GPS数据一起传送，从而使信息中心无法确定这个人的位置，使信息中心很难营救这个人。
考虑到现有技术中GPS系统对请求所述援助的人进行定位时存在以上不足，还考虑到这个人外出时一般都是乘坐汽车，而且当它进入会阻挡GPS卫星信号的建筑物或者这一类区域的时候，它走得不会离汽车很远，本发明提供一种系统，这种系统中增加了一个移动终端，由这个人携带，跟留在汽车里接收GPS数据的GPS终端分开，从而能够估计这个人在GPS终端或者汽车周围的位置，即使这个人正在建筑物或者类似地区域内无法从GPS卫星接收GPS数据也能够估计这个人在GPS终端或者汽车周围的位置，这一点也正是本发明的主要目的。
本发明的这一系统包括一个GPS终端，它能够从GPS卫星接收GPS数据，将这些GPS数据发射给无线电通信网络，还包括一个信息中心，信息中心通过这一无线电通信网络从GPS终端接收这些GPS数据，对这些GPS数据进行处理，计算出这个GPS终端的位置。另外，这个系统还包括跟GPS终端分开的一个移动终端，由这个人携带。这个移动终端能够跟GPS终端进行无线电通信，还有一个请求按键，按下这个请求按键的时候，它会发出一个援助请求信号。这个GPS终端有一个发射装置，这个发射装置根据这个援助请求信号，将GPS数据发射给信息中心。GPS终端和移动终端这两个终端里至少一个有一个识别(ID)码，通过无线电通信网将这个识别码发射给信息中心，作为援助请求信号被发射给信息中心的一个结果。这个信息中心有一个数据库表，其中储存着ID码和这个人的个人信息之间的关系，这样，信息中心就能够将这个GPS终端的位置跟发出援助请求信号的这个人联系起来。除此以外，这个信息中心还有一个告警装置，它能给出一则援助请求消息，包括这个人的信息和这个GPS终端的有关位置，提醒需要为请求援助的这个人采取适当的援助行动。因此，即使这个人在GPS卫星信号不能到达的建筑物或者类似地环境里，这些GPS数据也能被位于附近捕获这些GPS数据的GPS终端收到，从而使信息中心能够利用这个GPS终端检测到的位置信息估计这个人的位置。
这个移动终端最好通过无线电通信网络发射援助请求信号，这样就能够将这个GPS终端设计成使用通常用于跟移动终端和信息中心通信的无线电通信网络。
在本发明的一个方案里，这个信息中心有一个GPS呼叫装置，这个GPS呼叫装置根据援助请求信号，通过无线电通信网络发出一个GPS呼叫信号给GPS终端。这一GPS呼叫启动这个GPS终端，让它从GPS卫星接收GPS数据，并将这些GPS数据发射给信息中心。这样，信息中心就能够首先答复这一援助请求信号，并执行下一步程序，确定信息中心监视下的这个人的位置。
在这一方面，移动终端有一个ID数据发射装置，用于向信息中心发射分配给这个移动终端的识别(ID)数据。这个GPS呼叫装置有一个鉴别装置，这个鉴别装置会核实这一ID数据，并且，只有在来自移动终端的ID数据跟储存在信息中心里的注册ID数据吻合的时候，才发出GPS呼叫信号。这样，信息中心就能够只对核实过的人进行定位操作，从而避免错误的定位操作。
按另一种方式，为了避免不必要的定位操作，可以给信息中心提供一个注册装置，用来记录分配给移动终端的呼叫号码，还给信息中心提供一个核实装置，用来核实呼叫号码，只有当呼叫号码在注册装置里注册了以后才让GPS呼叫装置发出GPS呼叫信号。
这个移动终端最好有一个输入装置，用于输入位置差数据，这个位置差数据说明这个人携带的移动终端跟例如汽车上的GPS终端之间的位置差。这个位置差数据跟援助请求信号一起发射给GPS终端，从而使GPS终端将这些GPS数据跟位置差数据一起发射给信息中心，使信息中心能够将这个位置差考虑进去，估计GPS终端附近这个人的位置。这样就能够成功地估计GPS终端附近这个人的实际位置。
为了可靠地估计GPS终端附近这个人的位置，可以为这个移动终端配置一个计步器，这个计步器记录携带移动终端的人离开GPS终端所走的步数，以便获得移动终端跟GPS终端之间的距离。这样，获得的距离跟援助请求信号一起发射给GPS终端，根据援助请求信号，GPS终端又将GPS数据和距离信息一起发射给信息中心，这样，信息中心就能够估计GPS终端周围这个人的位置。
更进一步，除了记录这个人离开GPS终端所走步数的计步器以外，移动终端还可以有一个方向检测器。这个方向检测器用来检测这个人离开GPS终端的方向。这个移动终端还有一个估计装置，用来分析步数和方向，给出GPS终端和移动终端之间的估计距离。然后将这个估计距离跟援助请求信号一起发射给GPS终端，这个GPS终端则将GPS数据和距离估计一起发射给信息中心，从而使信息中心能够估计GPS终端周围这个人的位置。
或者，这个GPS终端可以配置一个方向输入装置，用于输入携带这个移动终端的人要离开GPS的方向。这样输入的方向信息跟GPS数据一起发射给信息中心，这样，信息中心就能够将这一距离考虑在内，估计GPS终端周围这个人的位置。
在另一个方案中，这个人没有在预先确定的时间内返回这一GPS终端时，这个系统就告警。为了这个目的，将GPS终端设计成包括一个记录时间的计时器、一个设置和复位装置、以及一个返回检查装置。这个设置和复位装置用于设置这个人要离开这一GPS终端的时间，启动这一计时器开始计时，并对这个计时器进行复位让它停止计时。返回检查装置判断是不是在设定的离开时间内对时间重新复位，以及在设定的离开时间内没有对计时器复位的时候发出一个告警信号。发出告警信号的时候，GPS终端将GPS数据跟告警信号一起发射给信息中心，这样，信息中心就能够做出响应，给出一则告警消息，说明这个人没有在设定的离开时间以内返回GPS终端，并计算GPS终端的位置。这样，信息中心就能给出警报，说明这个人肯定出了麻烦，因而能够在已知GPS终端位置的帮助下，立即给予援助或者进行援救。
在这一方面，可以这样设计这一返回检查装置，当设定的离开时间内计时器没有复位的时候，让它发出一个确认信号，而不是发出一个告警信号。还有，这个移动终端有一个延长装置，这个延长装置能够在答复确认信号的时候发出一个延长时间的请求信号。有延长请求信号的时候，GPS终端将设定的离开时间延长，否则就发出一个失踪警报，将GPS数据跟失踪警报一起发射给信息中心，而信息中心则能够给出一则告警消息，说明这个人没有在设定的离开时间内返回GPS终端，并计算GPS终端的位置，以便立即援助或者援救这个人。在这个方案中，这个系统能够提供一些灵活性，来匹配这个人的个人行为，以便可靠地监视这个人。
与此同时，可以这样设计移动终端，让它能够通过小功率无线电通信跟GPS终端通信，将援助请求信号发射给GPS终端，从而简化移动终端的电路结构，并降低其制造成本。
在这种情况下，移动终端最好有一个通信检查装置和一个显示器。这一通信检查装置经常性地检查移动终端是不是处于跟GPS进行通信的有效范围之内，当移动终端超出有效范围时给出一个禁止信号。收到禁止信号的时候，移动终端在显示器上给出说明超出范围的一则消息，如果即将发出援助请求，就提醒这个人回到有效范围内。
对于移动终端利用小功率无线电通信跟GPS终端进行通信的系统，这个GPS终端可以有一付天线，它能够改变方向，以便跟所述移动终端进行无线电通信，这个GPS终端还可以有一个方向检测器，用来检测天线获得最强信号的方向。GPS终端根据援助一援救信号向信息中心发射GPS数据和检测的方向，使信息中心可以借助于这个方向估算GPS终端附近这个人的位置。
更进一步，这个GPS终端不是利用上述方向检测器，而是还可以有一个记录装置；或者，除了上述方向检测器以外，这个GPS终端还可以有一个记录装置，这个记录装置记录移动终端收到的无线电通信信号的强度随时间的变化，与移动终端进行无线电通信。这个GPS终端根据援助请求信号，将收到的最新的场强数据跟GPS数据一起发射给信息中心。这个信息中心有一个装置，它能分析收到的场强数据，估计GPS终端周围这个人的位置。
还有，这个GPS终端可以有一个时间计数器，它能记录移动终端超出能够跟GPS终端通信的范围的时间，还包括一个检查装置，当记录的时间超出预定值的时候发出一个时间告警信号。然后将这个时间告警信号跟GPS数据一起发射给信息中心，从而使信息中心能够应答，并给出信号说明携带移动终端的这个人没有在预先确定的时间内返回到能够跟GPS终端进行通信的范围内。于是，信息中心就能够给出信号说明这个人有可能遇到了麻烦，并根据检测到的GPS终端的位置为这个人提供合适的援助。
在本发明的另一个方案里，系统包括一个充电器，用于跟GPS终端连接，对GPS终端内可重新充电的电池进行充电。这个充电器有一个无线电通信装置，用于通过小功率无线电通信从移动终端接收援助请求信号。将GPS终端设计成有一个入口，这个入口跟充电器的出口直接连接，用来获取从无线电通信装置收到的援助请求信号。这样，即使这个GPS终端被拿到这个人的家里或者类似的建筑物里对电池充电，通过将GPS终端跟充电器放在靠近窗户或者能够看到GPS卫星的位置，这个GPS终端也能够成功地对移动终端的援助请求信号做出响应。
按另一种方式，这个系统也可以包括一个中间接收机，跟充电器一起延长移动终端和房间内GPS终端之间的无线电通信距离。这个中间接收机用于从移动终端接收援助请求，而这个充电器则用来跟交流电源线连接，从中获得充电电流。这个中间接收机也能跟交流电源线连接，并有一个叠加装置，利用这个叠加装置可以将援助请求信号叠加在通过交流电源线提供的交流电源电压上。充电器有一个信号提取装置，它能够从交流电源电压上提取援助请求信号，并通过它跟GPS终端之间的直接连接将这个援助请求信号提供给GPS终端。这样，移动终端就能够在GPS终端正在充电的时候，利用中间接收机，通过房间内延长了的距离，成功地将援助请求信号发射给GPS终端。
通过对本发明以下实施方案的描述，同时参考附图，本发明的这些目的和优点以及其它目的和优点将会更加清楚。其中
图1是一个示意图，它说明本发明第一个实施方案中的一个系统；图2A和2B分别是说明这个系统使用的GPS终端和移动终端的内部结构的框图；图3是一个示意图，它说明本发明第二个实施方案中的一个系统；图4是一个框图，它说明用于本发明第三个实施方案的一个系统的移动终端的内部结构；图5是一个框图，它说明用于本发明第四个实施方案的一个系统的移动终端的内部结构；图6是一个框图，它说明本发明第五个实施方案的一个系统使用的GPS终端的内部结构；图7是一个框图，它说明本发明第六个实施方案的一个系统使用的一个GPS终端的内部结构；图8是一个示意，它说明本发明第七个实施方案中的一个系统；图9A和9B都是框图，分别说明以上系统中使用的GPS终端和移动终端的内部结构；图10是一个透视图，它说明本发明第八个实施方案的系统中使用的GPS终端；
图11是一个框图，说明以上系统使用的GPS终端的内部结构；图12是一个框图，它说明本发明第九个实施方案的系统使用的GPS终端的内部结构；图13是一个框图，它说明本发明第十个实施方案的系统使用的GPS终端的内部结构；图14是说明图13所示GPS终端收到的无线电信号的信号场强的曲线图；图15是本发明第十一个实施方案的系统示意图；图16A和16B都是框图，分别说明上述系统中使用的GPS接收机和充电器的内部结构；图17是本发明第十二个实施方案的系统原理图；图18是一个框图，说明上述系统使用的充电器、中间接收机和充电器的内部结构。
第一个实施方案(图1和图2)现在参考图1和图2，这两个图画出了一个援助请求处理系统，这个援助请求处理系统利用来自GPS卫星的GPS数据确定请求援助的人的位置。这个系统利用全球定位系统(GPS)来确定有麻烦的人的位置，并给出一则告警消息，提醒需要提供适当的援助或者营救。这个系统专门用于监视图中的那个人3，他出门的时候乘坐汽车2，并从汽车走开，可能是进入大楼或者这一类的建筑物4里，在那里无法收到GPS卫星1的信号。这个系统有一个GPS终端10，这个GPS终端能够从GPS卫星1接收GPS数据，还有一个信息中心50，从GPS终端10接收GPS数据，计算这个GPS终端10的位置，还包括一个移动终端30，跟GPS终端10分开，以便发出援助请求信号，由信息中心50应答。
设计GPS终端10的主要目的是将它跟汽车2放在一起，从而使它能够一直跟GPS卫星1通信，而设计移动终端30的目的则是让其中的人3携带，这个人有可能离开汽车，进到大楼或者这一类的位置4中，在那里无法收到GPS卫星1的信号。GPS终端10有一个识别码或者编号(后面有时将它叫做GPS终端ID码)，将它跟GPS数据一起发射给信息中心50。这个GPS终端30和移动终端10通过有多个无线电基站71的一个公用无线电通信网70跟信息中心50建立一条无线电通信链路。这个网络可以是已知的PDS、PHS、MCA、CDPD、AMPS、CDMA、GSM之类的蜂窝电话通信网。
如图2A所示，GPS终端10有一个GPS接收机11，它利用GPS天线12从GPS卫星1接收GPS数据，还包括一个无线电通信装置13，这个无线电通信装置13利用无线电天线14跟网络70通信，发射GPS数据和GPS终端ID编号给信息中心50。GPS终端10中还包括一个键盘这样的输入部分15，用于输入GPS终端10的具体信息，包括一个存储器16，用于储存GPS数据和信息，以及一个CPU 18，控制着这些单元的工作过程。在GPS终端10中安装了一个能够重新充电的电池(没有画出)，用来提供工作电压。
如图2B所示，移动终端30有一个无线电通信装置33，它利用无线电天线34跟无线电网络70通信，还有一个输入部分35、一个显示器36、一个位置差处理器37、和用于控制这些单元工作过程的一个CPU 38。还有，配备了一个能够重新充电的电池(没有画出)，用来提供工作电压给移动终端30。输入部分35有一个键盘，用于输入消息或者信息，它还特别包括一个请求键，只要按下这个键就能产生援助请求信号。援助请求信号可以跟这个人在输入部分35输入的详细信息一起发射出去。此外，输入部分35允许这个人3输入这个人3跟汽车2之间的预期位置差，也就是这个人计划离开汽车的距离和方向，例如“20分钟向北”，或者“30分钟向东”。从输入部分35输入的数据在显示器36上确认。移动终端30中配备了位置差处理器37，用来将通过输入部分输入的位置差转换成合适的格式，通过GPS终端10发射给信息中心50。还有，这个移动终端30有一个识别码(以后有时将它叫做移动终端ID码)，呼叫移动终端30的时候将它发射给GPS终端10。
当这个人在移动终端10上发出援助请求信号的时候，移动终端10的无线电通信装置13应答，呼叫GPS终端30，并将移动终端ID跟位置差数据一起发射出去。没有呼叫信号的时候，GPS终端10里只有CPU 18和无线电通信装置13处于工作状态。无线电通信装置33一收到呼叫信号，CPU 18就激励GPS终端10的所有单元，并核实伴随呼叫信号的移动终端ID。核实ID编号的时候，援助请求信号激励GPS接收机11，以便从GPS卫星1接收GPS数据，将这些GPS数据储存在存储器16里，并断开跟移动终端30的通信。然后，无线电通信装置13通过网络70跟信息中心50建立一条信道，并将收到的GPS数据、援助请求信号、位置差数据以及GPS终端ID编号发射给信息中心50。
如图1所示，信息中心50包括跟网络70的一个接口51，根据GPS数据计算GPS终端的位置的一个GPS计算器52，以及一个位置差补偿器53，利用位置差修正位置，获得携带移动终端30的这个人3的估计位置。在信息中心50中还包括一个显示器54，作为告警装置之一，用于给出告警消息，说明来自这个人的援助请求、GPS终端10的计算位置以及这个人的估计位置。更进一步，这个信息中心50包括一个数据库表55，以及一个中央控制器56，控制着信息中心50总的工作过程。这个数据库表55储存着在这个系统里注册的这个人的个人信息，包括名字、年龄、性别、住址、电话号码、家庭成员状况等等，还包括分配给这个人的GPS终端和移动终端ID编号。参照参考数据库55，中央控制器56能够利用GPS终端ID编号来识别发出援助请求的这个人。这样，识别过的这个人的个人信息跟告警信息和移动终端30的估计位置以及GPS终端10的检测出来的位置一起显示在显示器54上，提醒需要立即提供援助援救。信息中心可以安装一个喇叭，用来发出告警消息。
虽然信息中心50被设计成能够通过查阅数据库表55，利用GPS终端10发射的GPS终端ID编号来识别携带它的人，但是这个人也能够通过GPS终端10收到的移动终端ID编号来进行识别。另外，也可以将信息中心50设计成同时检查GPS终端和移动终端ID编号，以免发生差错。
此外，这一实施方案中的系统是在参考对汽车周围的人进行定位从而对其实施营救的一个典型应用来进行介绍的，但是，这一系统同样能够用于在认定汽车之类被盗的时候，对GPS终端定位，以便立即搜索它。
第二个实施方案(图3)图3说明本发明第二个实施方案的系统，它跟第一个实施方案一样，只是GPS终端10A由信息中心50A呼叫而不是直接由移动终端30A呼叫。相同的单元用加了字母后缀“A”的相同的数字表示。信息中心50A还包括一个GPS呼叫装置57，它能够通过网络70从移动终端30A接收呼叫，并且响应呼叫GPS终端10A，要求从中获得这些GPS数据。收到移动终端30A的呼叫的时候，GPS呼叫装置57给出一则话音消息给移动终端30A，提醒这个人输入系统分配的个人ID和援助请求。然后，携带移动终端30A的这个人作出响应，在输入部分输入个人ID和援助请求。在这一点上，输入部分和无线电通信装置一起协作来确定发射个人ID数据的ID数据发射装置。这个个人ID可以是移动终端ID编号或者另一个编码，援助请求可以通过输入一则消息或者干脆按下援助请求键来输入。从移动终端30A接收个人ID和援助请求信号的时候，GPS呼叫装置57通过访问数据库表55A来核实个人ID。为了这一目的，数据库表55A包括发送回到消息中心50A时的个人ID，。当个人ID被核实为有效以后，就让GPS呼叫装置57从数据库表55A中搜索相应GPS终端10A的呼叫号码，并产生一个GPS呼叫信号，随后发射给对应的GPS终端10A，用于请求获得GPS数据。这样，这一GPS呼叫装置有一个鉴别装置，用来核实个人ID。答复GPS呼叫信号的时候，GPS终端10A将GPS数据跟GPS终端ID码一起发射给信息中心50A，在那里对它们进行处理，计算出GPS终端的位置，并按照前面参考第一个实施方案所介绍的方式，将请求援助的这个人跟计算出来的位置关联起来。虽然这个实施方案中没有第一个实施方案中那样的位置差补偿器，但是它也同样能够被包括在这一系统中，用来确定汽车2周围那个人3的位置。
这个实施方案的系统还包括一个呼叫号码检验器58，以备将个人ID选择为移动终端30A的呼叫号码时使用。这个呼叫号码检验器58检查从移动终端30A发射的呼叫号码是不是在数据库表55A中被注册的有效用户，并且只有在移动终端呼叫号码是有效的或者注过册的时候，才允许GPS呼叫装置57产生GPS呼叫信号，从而避免发生呼叫错误。在这种情况下，数据库表55A定义了一个注册装置，用于注册呼叫号码。
第三个实施方案(图4)图4说明本发明第三个实施方案的一个系统，它跟第一个实施方案一样， 只是移动终端30B包括一个计步器40而不是位置差处理器37。相同的单元用添加了字母后缀“B”的相同引用数字表示。当这个人从GPS终端走开的时候，计步器40记录这个人3走路的时候走过的步数，以便获得这个人携带的移动终端30B跟留在汽车2里的GPS终端之间的距离。这样获得的距离跟援助请求信号一起从无线电通信装置33B通过网络70发射给GPS终端。然后，GPS终端作出响应，将距离跟GPS数据、援助请求信号、和GPS终端ID编号一起发射给信息中心，信息中心则在计算出来的GPS终端的位置和距离的基础之上，估计这个人的位置。一旦这个人回到汽车那里的时候，计步器40都能在输入部分35B上复位。
第四个实施方案(图5)图5画出了本发明第四个实施方案的一个系统，它跟第三个实施方案一样，只是有在移动终端30C上添加了指南针41和位置差估计器42。相同的单元用加了字母后缀“C”的相同数字表示。指南针41不断地监视这个人走的方向。指南针41检测到的方向和计步器40C记录的步数被送入位置差估计器42，在那里对它们进行处理，给出这个人跟GPS终端之间的估计距离，同时消除徘徊路线和往返路线的影响。估计出来的距离通过GPS终端发射给信息中心，从而在其中按照跟第三个实施方案一样的方式对它们进行处理，以便可靠地确定GPS终端周围这个人的位置。
第五个实施方案(图6)图6画出了本发明第五个实施方案的系统，它跟第一个实施方案相同，只是GPS终端10D配备了一个方向输入装置20而不是位置差处理器。相同的单元用添加了字母后缀“D”的相同数字表示。方向输入装置20接收输入的方向，携带移动终端的那个人沿此方向要离开GPS终端10D，也就是汽车。为了响应这一信号，GPS终端10D将方向信息跟GPS数据和GPS终端ID编号一起发射给信息中心，从而使信息中心能够在计算出来的GPS终端的位置和方向的基础之上，估计这个人的位置。
第六个实施方案(图7)图7画出了本发明第六个实施方案的系统，它跟第一个实施方案一样，只是这个GPS终端10E包括一个计数输入21和一个计数器22，以便确认这个人是不是在设定的离开时间以内回到了GPS终端。相同的单元用添加了字母后缀“E”的相同数字表示。计数输入21接受输入的设定离开时间设定，在这段时间里，这个人要离开汽车或者GPS终端10E，还包括一个设置和复位键，用来启动计数器22计时并对它复位。当记录的时间超过设定的离开时间，也就是在这段时间内没有对时间复位的时候，CPU18E产生一个告警消息，说明这个人因为某种原因没有返回，并让GPS接收机11E获取GPS数据。然后，CPU 18E进一步让无线电通信装置13E将GPS数据和有关的GPS终端ID编号跟告警消息一起发射给信息中心，从而使信息中心能够确认这个人是否发生了麻烦不能发出援助请求，并在显示器上给出相应的警告和计算出来的GPS终端的位置，提醒需要对这个人进行营救。这样，即使是没有来自这个人的援助请求信号，当这个人没有按照设定的时间回到汽车或者GPS终端那里，信息中心也能够确认这个人处于困难境地。
为了避免不必要的和错误的告警，可以将GPS终端10E设置成请求这个人进行确认，然后才将告警消息发送给信息中心。为了这一目的，可以对CPU 18E编程，让它发出一个确认信号给移动终端，当计算的时间超过设定的离开时间时停止记录时间。应答这一确认信号的时候，移动终端在显示器上或者配备的扬声器上通知这个人，告诉它离开时间已经过去，并请求是否需要延长时间。在这种情况下，将移动终端设置成它的输入部分能够接受输入延长时间的请求以及请求的延长时间。输入延长时间请求和延长时间的时候，移动终端用延长请求信号的形式将数据发送回GPS终端10E。这样，GPS终端的计数输入21刷新设定的离开时间，计数器22恢复计算时间。没有延长时间的请求信号的情况下，GPS终端10E给出告警消息，并将这一消息跟GPS数据一起发射给信息中心，就跟前面所介绍过的一样。可以对这个GPS终端编程，让它以固定的或者不确定的周期重复请求确认的过程，直到GPS终端被硬件复位为止。
第七个实施方案(图8和图9)图8画出了本发明第七个实施方案的系统，它跟第一个实施方案一样，只是GPS终端10F是通过蜂窝电话通信网单独提供的小功率通信跟移动终端30F进行通信。相同的单元和物体用添加了字母后缀“F”的相同标号表示。为了这一目的，如图9A和9B所示，GPS终端10F和移动终端30F还包括分别拥有天线25和45的小功率无线电通信装置24和44。激励无线电通信装置24和44，以便能够以规则的间隔相互进行通信，使移动终端30F能够在CPU 38F的控制下检查移动终端30F是不是在能够跟GPS终端10F通信的有效范围内。判断出移动终端30F出了有效范围的时候，CPU 38F发出一个禁止信号，这个禁止信号有在显示器36F上给出一个超出范围消息，从而提醒这个人在需要跟GPS终端10F进行通信的条件下回到有效范围以内。通过小功率无线电通信从移动终端30F向GPS终端10F发射援助请求信号，在这以后，GPS终端10F按照跟前面的实施方案里一样的方式工作。因此，这里不再重复介绍。
第八个实施方案(图10和图11)图10和11画出了本发明第八个实施方案的系统，它跟第七个实施方案一样，只是GPS终端10G还包括一个天线方向检测器26，用于检测指向移动终端的天线25G的方向。相同的单元用添加了字母后缀“G”的相同数字标识。天线25G有很强的方向性，以便通过长距离跟移动终端可靠地通信，并按照可枢轴转动的方式支撑在终端外壳39上，从而能够调整它的方向。天线方向检测器26监视天线的方向，储存在存储器16G里，根据援助请求信号跟GPS数据一起发射给信息中心。在信息中心里处理天线方向信息，以此来估计这个人相对于计算出来的GPS检测器的位置的位置，就象前面第五个实施方案里所作的一样。
第九个实施方案(图12)图12画出了本发明第九个实施方案的系统，它跟第七个实施方案一样，只是GPS终端10G还包括一个时间计数器27，当移动终端超出它能够跟GPS终端10G进行通信的有效范围的时候它能够计时。相同的单元用添加了字母后缀“H”的相同标号表示。GPS终端10H经常性地跟移动终端通信，检查移动终端是不是在有效通信范围以内。确认移动终端(也就是这个人)第一次超出有效范围的时候，时间计数器27开始计算时间，与此同时CPU 18H发出超出范围消息，发射给移动终端，提醒这个人回到有效范围以内。时间计算继续下去，当这个人回到有效范围以后将它复位到零。以后，如果这个人没有在预定的时间短以内回到有效范围以内，也就是说，记录的时间超过了一定时间，CPU 18H就产生一个时间告警信号，这个告警信号让GPS接收机11H接受GPS数据，并激励无线电通信装置13H将时间告警信号跟GPS数据和GPS终端ID编号发射给信息中心。这样，即使没有明确的援助请求，在信息中心里也可确认GPS数据，并且，对这个GPS数据进行处理，以确定GPS检测器的位置，针对这个位置和相应的告警消息一起发出通告这个人很可能有了麻烦，不能返回这个人的汽车或者GPS终端附近，需要救援。
第十个实施方案(图13和图14)图13画出了本发明第十个实施方案的系统，它跟第七个实施方案一样，只是GPS终端10J还包括接受场强记录器28，用于记录跟移动终端的小功率无线电通信的接收场强。相同的单元用添加了字母后缀“J”的相同数字表示。从移动终端收到援助请求信号的时候，GPS终端10J的CPU18J作出响应，记录接受场强一段预定时间，例如，7秒钟，以获得接受场强数据，这个数据可能因为多径效应而随时间变化。然后将这样获得的数据跟GPS数据和GPS终端ID编号一起发射给信息中心。如图14所示，在信息中心里分析接受场强数据，以确定移动终端跟GPS终端之间的距离。这就是说，信息中心包括相对于时间分析接受场强数据的功能，也就是说，分析图14所示的图形的形状，以便消除多径效应，并可靠地确定距离。在信息中心里对这样确定的距离进行处理，以确定计算出来的GPS终端位置周围携带移动终端的这个人的位置。
第十一个实施方案(图15和图16)图15画出了本发明第十一个实施方案中的系统，它跟第七个实施方案一样，只是GPS终端10K还能够通过GPS终端内配备的可充电电池的充电器80跟移动终端30K进行通信。相同的单元用添加了字母后缀“K”的相同数字表示。这一实施方案是针对将GPS终端10K带进家里或者这一类的住宅内，跟汽车分离，以便对电池18充电这种情况而设计的。即使是在这种情况下，信息中心可以通过让GPS终端10K靠近窗户或者能够收到GPS卫星信号的类似的位置成功地确认伴随援助请求信号的有效GPS数据。在这种回家的情况下，GPS终端10K跟充电器80连接，对电池18充电，并用充电器内的一个电源81供电，从交流电源线8或者电压源提供直流电压，如图16所示。在这一方面，充电器80有一个出口89，用于跟GPS终端10K的输入19直接连接。GPS终端10K安装在充电器80上时，小功率无线电通信装置24K的天线25K可以被关闭，从而通过充电器80接受援助请求信号。
充电器80包括一个小功率无线电通信装置84，它有一付天线85，用于跟移动终端30K通信，还包括一个CPU 88，它将从移动终端30K收到的援助请求信号译码成适合于通过光耦合器83送入GPS终端10K的格式。通过总线29从充电器80收到援助请求的时候，GPS终端10K的CPU 18K作出响应，获取GPS数据，并将GPS数据跟援助请求信号和GPS终端ID编号一起通过无线电通信网络发射给信息中心，从而使信息中心能够确认这一援助请求信号，对其进行必要的处理，就向前面的实施方案所描述的一样产生所请求的行动。
第十二个实施方案(图17和图18)图17画出了本发明第十二个实施方案的系统，它跟第十一个实施方案一样，只是增加了中间接收机90，用于从移动终端30M向GPS终端10M传送援助请求信号。相同的单元用添加了字母后缀“M”的相同数字表示。这一实施方案专门用于从移动终端30M通过延长的距离向GPS终端10M传送援助请求信号，同时将携带移动终端30M的人有可能离开放在房子窗户旁边的GPS终端10M走相对长的距离这一点考虑在内。中间接收机90跟交流电源线8连接，由交流电源8供电，同时通过交流电源线8跟充电器80M连接。这样，中间接收机90就能够安装在远离充电器80M的地方，也就是安装在能够利用交流电源线的GPS终端10M的地方。
如图18所示，中间接收机90包括一个电源91，从交流电源电压提供直流电压，包括有一付天线95的一个小功率无线电通信装置94，用于跟移动终端30M进行无线电通信，还包括一个控制接收机80M工作过程的CPU 98。在CPU 98的控制下，通过无线电通信装置94收到的援助请求信号被译码成合适的格式，送入调制解调器93，在那里，将它调制到或者叠加到电源线电压上去，随后通过耦合变压器96馈送给交流电源线8。
充电器80M包括一个电源81M，从交流电源线8提供直流电压，还包括一个耦合变压器86，用于将援助请求信号送给调制解调器87，在那里，在CPU 80M的控制下，它被解调，或者从交流电源电压中分离出来。然后，通过光耦合器83M和出口89M将援助请求信号传送给GPS终端10M。通过出口89M用来自电源81M的直流电压对GPS终端10M的电池充电，并为GPS终端供电。收到援助请求信号的时候，GPS终端10M从GPS卫星获得GPS数据，按照第一个实施方案中描述的方式，将这些GPS数据跟GPS终端ID编号和援助请求信号一起发射给信息中心。接下来，信息中心作出响应，采取必要的行动，也跟第一个实施方案所描述的一样，通知需要援助或者救援。
这里指出，可以将上面介绍的实施方案中一个一个的特征适当地组合起来，获得一个复杂的系统，用来对请求援助的人进行定位。
权利要求
1.利用GPS数据对请求援助的人进行定位的一种援助请求处理系统，该系统包括一个GPS终端(10)，能够从GPS卫星(1)接收GPS数据，并将这些GPS数据发射给无线通信网络(70)；一个信息中心(50)，通过所述无线通信网络从GPS终端接收GPS数据，用于处理这些GPS数据，获得所述GPS终端的位置；独立于所述GPS终端的由人携带的一个移动终端(30)，这个移动终端能够跟所述GPS终端进行直接或者间接的无线通信，并且有一个请求按键(35)，按下它的时候会发出一个援助请求信号；所述GPS终端有一个发射装置(13)，发射装置(13)根据所述援助请求信号将所述GPS数据发射给所述信息中心；所述GPS终端和所述移动终端中至少一个有一个识别(ID)码，它通过所述无线通信网发射给所述信息中心，作为所述援助请求信号被发射给所述信息中心的一个结果；所述信息中心有一个数据库表(55)，储存着所述ID码和携带所述移动终端的那个人之间的关系的信息，从而使所述信息中心能够将GPS终端的位置跟发出所述援助请求信号的人联系起来，和所述信息中心有一个告警装置(54)，它给出一个援助请求消息，包括所述个人信息和GPS终端有关位置的信息，用于提醒采取适当援助行动。
2.权利要求1的系统，其特征在于所述移动终端(30)通过所述无线通信网络(70)发射所述援助请求信号给所述GPS终端(10)。
3.权利要求2的系统，其特征在于所述信息中心(50A)有一个GPS呼叫装置(57)，它根据所述援助请求信号，通过所述无线通信网络发出GPS呼叫信号给所述GPS终端(10A)，所述GPS终端由所述GPS呼叫信号启动，从GPS卫星接收GPS数据，并将这些GPS数据发射给所述信息中心。
4.权利要求3的系统，其特征在于所述移动终端(30A)有一个ID数据发射装置，用于将分配给所述移动终端的一个识别(ID)数据发射给所述信息中心(50A)，所述GPS呼叫装置(57)有一个鉴别装置，它能核实所述ID数据，并且，只有当来自所述移动终端的ID数据跟储存在所述信息中心的一个注册ID数据吻合时，才发出所述GPS呼叫信号。
5.权利要求3的系统，其特征在于所述GPS呼叫装置(57)有一个注册装置(55A)，用于注册分配给所述移动终端(30A)的呼叫号码，所述信息中心(50A)包括一个呼叫号码核实装置(58)，它能核实所述呼叫号码，并让所述GPS呼叫装置只有在所述呼叫号码在所述注册装置中注过册的情况下才发出所述GPS呼叫信号。
6.权利要求2的系统，其特征在于所述移动终端(30)有一个输入装置(35、37)，用于输入位置差数据，说明所述移动终端跟所述GPS终端之间的位置差，所述位置差数据跟所述援助请求信号一起发射给所述GPS终端，所述GPS终端(10)响应所述援助请求信号，将所述GPS数据跟所述位置差数据发射给信息中心，从而使信息中心(50)能够估计所述GPS终端周围那个人的位置。
7.权利要求2的系统，其特征在于所述移动终端(30B)有一个计步器(40)，它记录携带移动终端离开所述GPS终端的那个人走过的步数，获得所述移动终端跟所述GPS终端之间的距离数据，所述移动终端有一个装置，用来将距离信息跟援助请求信号一起发射给所述GPS终端，所述GPS终端有一个装置，用于根据所述援助请求信号发射所述距离跟所述GPS数据给信息中心，从而使所述信息中心能够估计GPS终端周围那个人的位置。
8.权利要求2的系统，其特征在于所述移动终端(30C)包括一个计步器(40C)，它记录携带移动终端的那个人离开所述GPS终端走过的步数，一个方向检测器(41)，用于检测那个人从所述GPS终端走开的方向；和一个估计装置(42)，用于分析所述步数和所述方向信息，给出所述GPS终端跟那个人携带的所述移动终端之间的估计距离，估计出来的距离跟所述援助请求信号一起发射给所述GPS终端，所述GPS终端根据所述援助请求信号，将GPS数据和估计的距离信息发射给所述信息中心，从而使所述信息中心能够估计所述GPS终端周围那个人的位置。
9.权利要求2的系统，其特征在于所述GPS终端(10D)有一个方向输入装置(20)，用于输入携带所述移动终端的人从所述GPS终端走开的方向，和所述GPS终端，根据所述援助请求信号，将所述方向信号跟所述GPS数据一起发射给所述信息中心，从而使信息中心能够估计所述GPS终端周围那个人的位置。
10.权利要求2的系统，其特征在于所述GPS终端(10E)包括记录时间的一个计时器(22)；一个设置和复位装置(21)，用于设置设定的离开时间，在这段时间里，携带移动终端的那个人要离开所述GPS终端，同时启动所述计时器记录时间，还用于对所述计时器复位，让它停止计时；和一个返回检查装置(18E)，它判断所述计时器是不是在所设定的离开时间以内复位的，当计时器没有在设定的离开时间内复位时，发出一个告警信号，所述GPS终端根据所述告警信号，将所述GPS数据跟所述告警信号发射给所述信息中心，从而使所述信息中心能够给出一则告警消息，说明这个人没有在设定的离开时间以内返回GPS终端，并确定这个GPS终端的位置。
11.权利要求2的系统，其特征在于所述GPS终端(10E)包括记录时间的一个计时器(22)；一个设置和复位装置(21)，用于设置设定的离开时间，在这段时间内，携带所述移动终端的人要离开所述GPS终端，并启动所述计时器记录时间，还对所述计时器进行复位，让它停止计时；和一个返回检查装置(18E)，它判断计时器是否是在设定的离开时间以内复位的，当计时器没有在设定的离开时间以内被复位，就发出一个确认信号给所述移动终端，所述移动终端有一个延长装置，能够在答复所述确认信号的时候发出一个延长请求信号；所述GPS终端，在收到延长请求信号的时候延长设定的离开时间，否则给出一个失踪告警信号，同时将所述GPS数据跟所述失踪告警信号一起发射给信息中心，从而使所述信息中心能够给出一个告警消息，说明这个人没有在设定的离开时间内返回所述GPS终端，并确定所述GPS终端的位置。
12.权利要求1的系统，其特征在于所述移动终端(30F)能够通过小功率无线电通信，跟所述GPS终端(10F)通信，发射所述援助请求信号给所述GPS终端。
13.权利要求12的系统，其特征在于所述移动终端(30F)包括一个通信检查装置(38F)，它经常性地检查移动终端是不是在跟所述GPS终端进行通信的有效范围内，当所述移动终端超出所述有效范围时，给出一个禁止信号，和一个显示器(36F)，它根据所述禁止信号显示超出范围消息。
14.权利要求12的系统，其特征在于所述GPS终端(10G)包括有可变方向性的一付天线(25G)，用于跟所述移动终端通信，和一个方向检测器(26)，能够检测所述天线所指的方向，所述GPS终端根据所述援助请求信号，将所述GPS数据跟方向检测器检测出来的方向信息一起发射给信息中心，从而使所述信息中心能够估计所述GPS终端周围那个人的位置。
15.权利要求12的系统，其特征在于所述GPS终端(10J)包括一个记录装置(28)，它能记录跟所述移动终端进行无线通信的信号的接收场强随时间的变化，所述GPS终端根据援助请求信号，将收到的场强信息跟所述GPS数据一起发射给所述信息中心，所述信息中心有一个装置，它能分析接收场强随时间的变化，估计那个人在所述GPS终端周围的位置。
16.权利要求13的系统，其特征在于所述GPS终端(10H)包括一个时间计数器(27)，当所述移动终端超出跟所述GPS终端进行通信的范围时，能够记录时间，和一个检查装置(18H)，当记录的时间超过预定值时，它能发出时间告警信号，所述GPS终端根据所述时间告警信号，将时间告警信号跟GPS数据一起发射给所述信息中心，从而使所述信息中心能够确认，并说明携带所述移动终端的那个人没有在预定的时间内回到能够跟所述GPS终端进行通信的范围以内。
17.权利要求1的系统，其特征在于还包括一个充电器(80)，用于跟所述GPS终端(10K)连接，对安装在所述GPS终端内可重新充电电池(18)进行充电，为GPS终端供电，这个充电器有一个无线电通信装置(84)，用于通过小功率无线电通信从所述移动终端接收所述援助请求信号，和所述GPS终端有一个入口(19)，它跟所述充电器的一个出口(89)直接连接，用来接收所述无线电通信装置收到的所述援助请求信号。
18.权利要求1的系统，其特征在于还包括一个中间接收机(90)，它能通过小功率无线电通信从所述移动终端(30M)接收所述援助请求信号，和一个充电器(80M)，用来跟一个交流电源线连接，从中获得充电电流，对安装在其中的一个可重新充电电池进行充电，为所述GPS终端供电，所述中间接收机(90)跟所述交流电源线(8)连接，并有一个叠加装置(97)，将所述援助请求信号叠加在通过所述交流电源线提供的交流源电压上，所述充电器(80M)有一个信号提取装置(87)，它能从所述交流电源电压上提取所述援助请求信号，并将这个援助请求信号馈送给所述GPS终端(10M)，和所述充电器(80M)有一个出口(89M)，它跟所述GPS终端(10M)的一个入口直接连接，将援助请求信号提供给它。
全文摘要
一种援助请求处理系统，利用GPS数据确定请求援助的人的位置，配备了跟留在汽车里的GPS终端分开的移动终端，由这个人携带。移动终端通过无线电通信将援助请求信号发射给GPS终端，GPS终端从GPS卫星接收GPS数据并发射给信息中心。收到这些GPS数据时，信息中心计算GPS终端的位置，并给出告警消息以援救那个人。系统中包括移动终端，使其能估计GPS终端或者汽车周围那个人的位置，即使那个人正在无法获得GPS卫星GPS数据的建筑物内。
文档编号G08B25/10GK1316651SQ01102288
公开日2001年10月10日 申请日期2001年1月22日 优先权日2000年1月26日
发明者三濑敏朗, 竹原清隆, 大矢晃, 本田和博 申请人:松下电工株式会社