[发明专利]用于移动环境的实时导航系统

说明书

本申请是申请号为02806760.6、申请日为2002年1月24日、发明名称为“用于移动环境的实时导航系统”的中国专利申请的分案申请。

本申请要求享有2001年1月24日提交的美国临时申请60/264164的权益。

技术领域

本发明涉及导航系统和基于位置的信息传送。具体地说，本发明涉及一种用于交互和实时导航的有效工作环境的方法和系统。

背景技术

本发明涉及一种向用户提供导航信息的系统。便携式设备、如无线电话和个人数字助理(PDA)不断增长的应用引起这类装置在旅行中的广泛使用。如果这些旅行者迷路或者需要导航指示时，通过他们的无线装置接收这类指示极为方便且有用。

有许多导航系统可用或者正在研制中。因特网上可用的系统允许用户接收从起点到目的地的指示以及接收所附的地图。但是，这类系统不提供实时指示；一旦用户已经在旅、途中，该用户则无法接收对指示的说明或更新。

本文所用的“实时”表示与发生事件的实际时间接近一致。例如，搜索从主大街和第一大街拐角的实时指示的用户在接近用户实际处于主大街和第一大街的时间上进行搜索。

本文所用的“导航信息”广义地表示与地理导航有关的信息。在许多情况下，导航信息包含对用户的导航指示，例如指示用户哪条路到达目的地以及距离有多远。在其它情况下，导航信息可表示其它导航相关信息，例如用户当前、过去或未来的位置，或者与用户的导航有关的其它信息。

其它系统正普遍用于机动车辆中。这类系统常常向用户提供图形地图或者指示。在某些情况下，这些系统采用基于卫星的全球定位系统(GPS)来识别车辆的位置。在美国专利5938720、5928307、5922042、5912635、5910177、5904728、5902350以及6055478中公开了这些系统的实例，将每个专利通过引用结合于本文中。但是，这些系统一般要求车辆中的专用设备，例如专用输入/输出装置、图形显示器、地图数据库或处理器。对于用户来说，这种设备既昂贵且笨重，尤其是在用户行走、转车或离开安装了该设备的车辆的情况下。因此，本领域需要在个人手持装置中设置导航系统。

另外，还需要让无线移动装置、尤其是移动电话具有位置识别功能。最近的政府法规突出了使无线电信商提供这类功能和服务的需要。

将导航功能结合到手持装置中、以便提供逐个转弯的实时导航服务，存在几个技术障碍。一个此类障碍是提供适当的详细导航信息所需的地理数据的量。小型手持装置包括蜂窝电话、个人数字助理或计算机。这类装置中内置存储空间有限，因而它们不适合存储大量地理信息。地理信息通常存储在CD-ROM、硬盘驱动器装置或者其它大容量存储媒体上存储的地理映射数据库中。

另一个障碍是在如上所述的小型装置中缺乏信息处理能力。例如，无线电话的信息处理能力通常由具有有限存储容量的嵌入式微处理器来提供。虽然嵌入式微处理器的信息处理能力在不断增加，但是这类处理器仍然不适合处理器密集的实时导航任务。

另一个障碍是当前技术提供的位置精确度不够。例如，基于GPS的系统的不精确性的最初来源可能是由美国国防部通过可选择的有效性(S/A)强加的，而误差的其它来源是由于大气和定时误差将单个GPS接收机的精确度限制在+/-50米。存在一些方法可用于将位置精确度提高到大约+/-5米。这类方法包括增强GPS系统(即SnapTrack)和基于网络的系统(即Truepoint)。这些方法采用已知的位置、如勘测控制点作为参考点来校正GPS位置误差。校正GPS定位的这些方法称作差分GPS或DGPS。DGPS校正可采用数据遥测(无线电调制解调器)实时地应用于GPS数据。对于扩展DGPS的使用，美国和加拿大海岸警卫队正在建立一系列无线电信标，以便发送用于沿五大湖、密西西比河及其支流、墨西哥湾岸区以及北美的东、西海岸的精确导航的DGPS校正。但是，这类无线电信标对于在大部分内陆位置旅行的用户是不可用的。对于本申请的其余部分，术语“GPS”和“DGPS”可交替使用，除非另有说明。

导航系统难以进一步发展，因为所需的精确度取决于特定应用。例如，如果用户行驶在市区的密集街道上，精确度在例如+/-50米之内的GPS位置不足以提供每个转弯的指示。这种情况下，GPS位置信息被认为对实际导航是不明确且不适用的。但是，在其它情况下，提供+/-50米之内的GPS位置对于导航目的来说是完全足够的。例如，如果用户行驶在边远地区的高速公路上，而附近没有出口，则GPS位置足以用于计算进一步的导航指示。因此，在这种情况下，GPS位置不是模糊的。