[发明专利]闭环跟踪系统

说明书

                      技术领域

本发明涉及用于在远端和本地确定与跟踪能够运用GPS(全球定位系统)的无线通信设备的地理位置的系统和方法。

                      发明背景

全球定位系统(GPS)使用移动GPS接收机来接收来自GPS卫星的全球位置数据。GPS接收机把经度和纬度位置提供给操作者。如果位置数据是可靠而精确的，并且能够很经济地得到，则GPS系统是有效的。

蜂窝电话给予蜂窝电话用户在任何时间从几乎任何地方发起呼叫的能力。在紧急911蜂窝电话呼叫的情形下，911操作员常常希望确定蜂窝电话呼叫者的位置。对于非紧急情形，也希望识别蜂窝电话用户发起呼叫的位置。例如，操作者在不熟悉的城市驾车时，可能希望确定特定的旅馆或餐厅的位置。

授权给Grimes的美国专利No.5,388,147描述一种蜂窝通信系统，其中蜂窝电话把地理坐标变换成定位信息，以及把定位信息发送到蜂窝通信系统。

这些蜂窝电话定位系统的问题在于，从地理坐标得到的定位信息常常太粗略，从而对于定位蜂窝电话用户没有很大价值。这些蜂窝定位系统的另一个问题在于，蜂窝电话不能在由蜂窝电话操作者建立的、用于与一个跟踪系统操作者通信的相同话音信道上发送包含定位信息的数字数据。便携式定位器装置使用与蜂窝网完全分开的通信网。

本发明解决与现有技术有关的这个和其它问题。

                      发明概要

闭环跟踪系统通过在实时和历史的基础上向移动单元查询位置数据从而精确地跟踪目标。所查询的数据在生成候选轨迹之前被过滤和被校正。跟踪系统选择最佳的候选者以供在地图上显示。当跟踪系统需要附加信息来实现最佳候选者的选择时，就向移动单元查询用于作出正确选择所必须的数据，从而使得跟踪系统成为闭环。

跟踪系统通过一个话音信道发送数字位置数据，该话音信道与为了跟跟踪系统的电话接听者进行话音通信而建立的话音信道相同。这防止移动单元必须与跟踪系统建立第二个分开的无线数据通信连接。

使用地图来识别被跟踪的移动单元的位置。通过使用除全球定位系统和三角数据外的、来自各种不同的源的测量校正值，可以提供在纬度和经度上更好的位置精度。

通过参照附图作出以下的本发明的优选实施例的详细说明，将更容易明白本发明的上述的和其它的特性与优点。

                      附图简述

图1是使用闭环跟踪来跟踪移动单元的通信系统的系统图。

图2是图1所示的移动单元的详细的方框图。

图2是图1所示的跟踪系统的详细的方框图。

图4是显示用于跟踪移动单元与跟踪系统之间的通信的消息流程的图。

图5是显示用于从冷启动得出移动单元位置的消息流程的图。

图6是显示用于移动单元历史请求的消息流程的图。

图7是显示在移动单元或在跟踪系统中进行预处理的方框图。

图8是显示在预处理期间被使用来滤除坏的移动单元测量值的粗滤波器的方框图。

图9是显示来自操纵模型的测量的运动状态和预测的运动状态的图。

图10是显示对于操纵模型如何确定位置记分的图。

图11是显示对于操纵模型如何确定方位(heading)记分的图。

图12显示对于操纵模型如何确定速度、加速度或冲击记分的图。

图13是显示对于操纵模型的总的记分如何被使用来识别好的和坏的移动单元测量值的图。

图14是显示在跟踪系统中如何执行跟踪的方框图。

图15是显示空间阵列中道路和交截点候选者的图。

图16是显示在空间阵列中如何交换仓室(bin)的图。

图17是显示如何生成虚拟轨迹的图。

图18是显示对于同一个道路如何生成一个以上的虚拟轨迹的图。

图19是显示虚拟轨迹如何随时间传播的图。

图20是显示对于不同的运动状态如何生成新的虚拟轨迹以及如何删除老的虚拟轨迹的图。

图21是显示对于虚拟轨迹如何产生距离记分的图。

图22是显示对于虚拟轨迹如何产生方位记分的图。

图23是显示对于虚拟轨迹如何产生速度记分的图。

图24是显示对于虚拟轨迹如何产生总的记分的图。

图25是显示跟踪系统如何选择最佳的虚拟轨迹的图。

图26是显示对于最佳的虚拟轨迹如何得出地址的图。