專利名稱：電信網(wǎng)內(nèi)傳送標(biāo)時的三軸地理位置數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信技術(shù)及具體地包括通過電信網(wǎng)的音頻(聲音)通話信道將代表遠(yuǎn)距通信設(shè)備當(dāng)前位置的地理位置數(shù)據(jù)傳送至例如美國911PSAP的公共安全應(yīng)答站(PSAP)的改善的系統(tǒng)和方法。
副總統(tǒng)Al Gore最近宣稱要開發(fā)由基于衛(wèi)星的美國全球定位系統(tǒng)(GPS)所提供的附加民用信號?！案郊用裼眯盘枌⒛茱@著地改善對全世界數(shù)百萬用戶的導(dǎo)航、定位和定時服務(wù)——這些用戶包括從背包旅行者和駕船人到農(nóng)夫和漁民，從飛機駕駛員到通信源，及從科學(xué)家到勘探員”，副總統(tǒng)Gore說，“當(dāng)商業(yè)人員和消費者不斷開發(fā)出系統(tǒng)的新的創(chuàng)造性的系統(tǒng)應(yīng)用程序時，GPS已成為經(jīng)濟增長和效率的原動力?！钡拇_，GPS和其它基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)為了商業(yè)、公共安全和國家安全的用途而快速地發(fā)展。
如果全球定位技術(shù)可以可靠、準(zhǔn)確和經(jīng)濟地使用，則公共安全將從該技術(shù)的應(yīng)用中得益非淺。在美國和全球內(nèi)移動電話普遍存在，使用戶任何時候在差不多任何地點都能發(fā)出呼叫，尤其是緊急呼叫。困難在于不易確定移動呼叫者的位置。對于固定位置或“陸線”電話，用于沿呼叫往回追蹤電話位置的技術(shù)早已存在。要將移動呼叫者定位較為困難，但這方面需要卻方興未艾。
例如，就在麻省一地，據(jù)報告每月就有四萬臺移動的911呼叫送至Framingham的PSAD(公共安全訪問站)，這是所有911呼叫自其路由送出的站。根據(jù)CTIA(美國蜂窩通信所)的統(tǒng)計，1997年美國的移動911呼叫超過1千8百萬。確定緊急911呼叫者位置的問題由于下列事實而加重個人可能不清醒，可能不會說英語，可能過于歇斯底里以致無法向調(diào)度人員提供合適信息，或更可能不知道他/她自己身在何處。在驚慌情況下，大多數(shù)911呼叫者對他們身在何處提不出任何線索。
美國政府曾對通信工業(yè)界提出解決該問題的要求。FCC目前要求無線電載波能按蜂窩區(qū)段將911呼叫定位。更為新近的FCC報告和命令(見歸檔號94-102；96-264)要求在2001年在67％的情況下覆蓋載波應(yīng)有能力在小于125米的半徑內(nèi)確定發(fā)出911呼叫的移動物體的緯度和徑度。當(dāng)然更大的精確度將會提供大得多的好處。例如，當(dāng)定位信息差100米時，要在擁擠的市中心尋找一個受傷的人可能是困難和拖延時間的。在幾米范圍內(nèi)的“定位”將更有用。
已知用于將呼叫者或移動物體至少近似地定位的不同方法。作為商業(yè)例子，密歇根州Madison Heights的代碼警報公司(Code AlarmCompany)提供了一個系統(tǒng)，其中一個專用蜂窩電話配備了一個LORAN接收機和一個單獨的LORAN天線，所得信息通過調(diào)制解調(diào)送至威斯康星州的中央調(diào)度局。由于需要未用蜂窩電話，要提供單獨的長鞭LORAN天線并且還須將呼叫通過調(diào)制解調(diào)送至用于調(diào)度服務(wù)的中央處理站，所以費用高，以致大眾沒有能接受該系統(tǒng)。使用中央處理局的缺點是“沒有本地知識”的問題，即缺乏有關(guān)本地街道，街區(qū)以及本地急救服務(wù)的知識。該系統(tǒng)對滿足FCC的要求不是現(xiàn)實的解決方法。
另一個確定移動電話用戶位置的已知方法是三角測量。在三角測量系統(tǒng)中，通過測距技術(shù)和移動電話上的轉(zhuǎn)發(fā)器來確定移動電話位置。這還要求每個蜂窩塔具有特殊設(shè)備。每個蜂窩站的實施費用估計需五十萬美元，再加一個區(qū)局的部署時間約需兩年，這使三角測量法相對地昂貴，既不通用又無法很快實施。三角測量法能否可靠地提供所報告位置的足夠正確度，也值得懷疑。
其他人試用一種到達(dá)時間差(TDOA)技術(shù)，其中三個蜂窩站同時接收數(shù)據(jù)脈沖串。根據(jù)數(shù)據(jù)脈沖串自電話到達(dá)每個蜂窩站的時間的差別，可確定蜂窩電話的近似位置。這樣系統(tǒng)的每個蜂窩站的費用約為9萬美元，而此方法也還需至少兩年實施一個區(qū)局。
另一個稱為相關(guān)連組的賣主實施了一個TDOA系統(tǒng)，稱為他們的真實位置系統(tǒng)。該系統(tǒng)正經(jīng)受測試以確定位置正確度和實施費用。所報告的費用估計為每個蜂窩站5萬美元，但隨著每個蜂窩站中接收機數(shù)量(1-6)的變化而不同。如同三角測量系統(tǒng)一樣，當(dāng)蜂窩站在線時，塔與移動電話之間的連線以很小角度會合在一起，因而減小了位置確定的正確度。第二，如同三角測量系統(tǒng)一樣，覆蓋面積決定于用合適的天線和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)改裝的塔。在整個美國實施這類系統(tǒng)基本上要化費幾十億美元。此外，三角測量系統(tǒng)用于將任何移動電話定位的動力具有民用自由含意——不論用戶是否請求過。
許多人認(rèn)為GPS而不是陸地三角測量法成為用戶快速準(zhǔn)確定位的關(guān)鍵。為使GPS接收機運行，來自26個衛(wèi)星的40瓦擴展頻譜信號必須能由GPS接收機在瞄準(zhǔn)線基礎(chǔ)上所接收。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)建筑物之外的云層、樹和其它人工阻擋物似乎對這些信號的接收影響甚微，這些信號抵達(dá)地球表面時下降20dB。一般說來，從地球上任一具體位置可“看見”多至8—12GPS衛(wèi)星，因此例如Motorola、Garmin、Trimble、Magellan、Rockwell和其它廠商的制造商已提供8—12信道接收機以接收GPS信號。這些衛(wèi)星提供用于標(biāo)示它們自己位置的信號例如是歷表和定時信號以便GPS接收機能導(dǎo)出對這些衛(wèi)星中的每一個的距離，根據(jù)此距離可由GPS接收機在內(nèi)部計算位置。市場上有現(xiàn)成的OEM顧客用的不同手持GPS接收機，GPS接收機集成電路和板。
Navsys Corporation of Boulder Colorado開發(fā)了一個利用GPS信息以提供具有被撞車輛位置的PSAP的早期系統(tǒng)，其中由裝在汽車外部的GPS天線所接收的原始GPS數(shù)據(jù)發(fā)送至由Navsys和科羅拉多州的交通部所提供的中央處理站以便處理GPS信息和向科羅拉多州中的ISAP終端提供位置。雖然基于GPS的位置信息證明適用于將所討論車輛定位，但使用中央處理設(shè)備處理原始GPS數(shù)據(jù)被認(rèn)為不勝任，也限制了該系統(tǒng)用于其它管轄區(qū)域的可攜帶性。頒給Pace，II的美國專利號5,712,899顯示一個機動位置報告系統(tǒng)，顯然很類似于Navsys系統(tǒng)，它使用一個移動電話和GPS數(shù)據(jù)；GPS數(shù)據(jù)發(fā)送至基站，并在那里譯碼以形成緯度和經(jīng)度位置信息。
如波士頓的Tendor Cellular所報告的，Motorola開發(fā)了用于為最初安裝了林肯汽車中的系統(tǒng)的車輛定位的Encore系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通過利用連至Encore8信道GPS接收機輸出端的蜂窩電話而實施，緯度和經(jīng)度位置通過調(diào)制解調(diào)送至得克薩斯州Irving中的Westinghouse(西屋)以便進一步傳播至最靠近車輛的PSAP。該系統(tǒng)初始地配置以便只向PSAP提供車輛標(biāo)識號和位置信息，通過在PSAP調(diào)用返回線向有關(guān)PSAP提供此信息。
為努力確定后備線電話號，Westinghouse轉(zhuǎn)向國立緊急號碼協(xié)會或NENA要求提供本地PSAP的電話號。當(dāng)前這類PSAP號碼的正確率為80％水平，而美國約有7000個PSAP。使用調(diào)制解調(diào)將信息送至例如由Westinghouse維持的中央處理調(diào)度中心，可以限制在PSAP處的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)量。
麻省波士頓的Tendler Cellular描述一個整體的可攜的單一的蜂窩電話，它包括一個GPS接收機，一個GPS天線，一個用于將自GPS接收機導(dǎo)出的緯度和經(jīng)度譯碼的芯片組和一個標(biāo)示位置的合成聲音。換言之，Tendler系統(tǒng)(移動電話)能向PSAP呼叫，然后用合成聲音(用英文)字面地將緯度和經(jīng)度位置信息“告訴”操作員。該系統(tǒng)也能訴報移動電話的電話號碼。賣方聲稱使用合成聲音來宣告E-911呼叫者的緯度和經(jīng)度，可得到一個基本上沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中通過以每終端不大于300美元的費用在CDROM上提供電子地圖，PSAP的操作員只須聆聽緯度和經(jīng)度，將它錄入并接收靶位，即可在電子圖上獲得靶位。使用合成聲音傳送位置數(shù)據(jù)的Tendler系統(tǒng)在頒給Tendler技術(shù)公司的美國專利5,555,286中有所描述。
然而用戶和政府機構(gòu)體驗到合成聲音系統(tǒng)的困難。PSAP操作員可能不擅長記錄和聽懂“所說的”緯度和經(jīng)度數(shù)據(jù)。操作員在抄錄合成聲音時可能會出錯。最重要的可能是合成聲音數(shù)據(jù)的使用極其有限；它不能輕易地與其它電子系統(tǒng)接口以便根據(jù)該數(shù)據(jù)采取自動化操作。
在轉(zhuǎn)讓給AT&T的Grimes的美國專利5,388,147中描述了另一個包括移動電話的公共安全電話系統(tǒng)。該911系統(tǒng)用于將有線和無線(蜂窩)的始發(fā)呼叫兩者處理和選路由，當(dāng)移動電話接至GPS接收機時，GPS地理座標(biāo)被送至蜂窩交換系統(tǒng)。數(shù)字傳送是優(yōu)選的。但當(dāng)不支持?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信時可激勵一個內(nèi)部聲音合成器。這是常有的情況，因數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送系統(tǒng)例如ISDN只在有限地區(qū)可用并且需要特定譯碼器，由于數(shù)字通信協(xié)議非常依賴于硬件、固件和軟件的實施，因此它們不能普遍地用于支持通用公共安全系統(tǒng)。
一般而言，要在廣大區(qū)域內(nèi)實施所建議的位置報告通信系統(tǒng)是太昂貴了。它們中大部分需要昂貴的設(shè)備及/或在每個蜂窩站進行修改，還要在通信網(wǎng)中下行傳送。使用聲音信道傳送具有聲音合成的位置數(shù)據(jù)的系統(tǒng)占用聲音信道，因而排除在同一信道上真正的聲音通信(現(xiàn)場人對人通話)。在緊急情況下，現(xiàn)場聲音連系可能十分重要。
美國專利5,043,736描述了一個用于確定遠(yuǎn)距離處個人或物體的緯度和經(jīng)度的系統(tǒng)，它或者就地使用位置數(shù)據(jù)(包含于設(shè)備中的地圖顯示)，或者通過蜂窩電話交換系統(tǒng)(CTSS)將位置數(shù)據(jù)自遠(yuǎn)距設(shè)備(基于蜂窩網(wǎng)的)送至基站以供顯示，使用一個偽隨機碼算法以便將來自全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機的位置求相關(guān)值，而該位置存儲于RAM中，用于通過“特定蜂窩調(diào)制解調(diào)器”傳送至基站。因此，在遠(yuǎn)距設(shè)備和特定“基站”兩者中都需要特殊設(shè)備。
對于公共安全和對于其它應(yīng)用，仍需改善位置傳送方法和設(shè)備。需要改善位置正確度；降低費用；提供不斷更新的位置信息；提供對地理位置信息的校正；實施改善的自動路由能力等等。本發(fā)明在不同方面提供這些和其它改善。
本發(fā)明的中心方面是一個“帶內(nèi)”或透明數(shù)據(jù)傳送方法，使用音頻音將數(shù)據(jù)，具體講是位置數(shù)據(jù)透明地通過蜂窩和有線通信網(wǎng)傳送出去。在一個實施例中，用音頻音編碼的位置數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)端對端地傳送，即自遠(yuǎn)距呼叫者傳至接收呼叫者。透明傳送允許在同一信道上與數(shù)據(jù)傳送同時地進行連續(xù)聲音(現(xiàn)場人聲)通信?？捎貌煌纛l編碼方案在聲音信道上傳送位置數(shù)據(jù)。但因DTMF編碼/譯碼早已應(yīng)用于普通移動電話中，所以雙音或DTMF編碼是優(yōu)選的。因此本發(fā)明可用很小費用進行部署，或用于新的或用于改型的移動電話上。由于音頻音編碼位置數(shù)據(jù)可直接用于移動電話話筒電路以供傳送，熟悉技術(shù)的人可以相當(dāng)容易地實施本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明，音頻音可編碼為適合于在現(xiàn)有電信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上發(fā)送的模擬或數(shù)字形式。在任何呼叫接收處可以很少改變現(xiàn)有設(shè)備而容易地接收編碼位置數(shù)據(jù)并加以譯碼。例如，現(xiàn)有CTSS采用在撥號和信令中使用的將DTMF音頻音編碼和譯碼的電路。的確，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求DTMF音不受阻礙地通過網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，透明傳送方法可以雙向使用，例如送至PSAP或其它呼叫接收設(shè)備(它們可以是移動的)或自它們送來，以允許在請求時周期地更新位置數(shù)據(jù)。
本發(fā)明又一方面是一個根據(jù)帶內(nèi)位置數(shù)據(jù)的呼叫路由方法。具有例如DTMF脈沖串形式的位置數(shù)據(jù)可方便地自聲音信道中提取并按隨著呼叫者位置不同而不同的目的，例如呼叫路由目的而譯碼。另一種應(yīng)用是基于位置的呼叫計費。
本發(fā)明另外又一方面是用于校正位置數(shù)據(jù)以改善位置正確度的方法。根據(jù)本發(fā)明，呼叫接收站具有固定SPS天線，它的正確位置是由勘測或類似方法所正確地確定的。(此處“呼叫接收站”是字面上使用的；它可以是一個蜂窩站，CTSS站，PSTN本地局等，也可以是PSAP)。SPS接收機周期地通過固定SPS天線獲取位置數(shù)據(jù)及時標(biāo)，并將該數(shù)據(jù)記錄于動態(tài)陣列或緩存中。當(dāng)收到無線位置數(shù)據(jù)時，如下面將要闡釋的，根據(jù)時標(biāo)查詢固定天線位置數(shù)據(jù)，及確定一個校正系數(shù)并用于無線數(shù)據(jù)。時標(biāo)的匹配提供10米之內(nèi)的位置正確度，從而容易地滿足最新的FCC人日。


圖1是電信網(wǎng)中本發(fā)明實施例的簡化圖。
圖2是實施本發(fā)明以支持公共安全應(yīng)答站(PSAP)的框圖。
圖3闡釋呼叫接收者刷新遠(yuǎn)距呼叫者位置數(shù)據(jù)的過程。
圖4闡釋根據(jù)本發(fā)明的基于位置的呼叫路由方法。
圖5是系統(tǒng)實施中本發(fā)明實施例的簡化概要框圖。此系統(tǒng)包括一個衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)，一個具有SPS定位能力的遠(yuǎn)距通信設(shè)備(RCA)(例如一個移動電話或其它無線移動物體)，一個與蜂窩電信交換系統(tǒng)(CTSS)通信的電信服務(wù)設(shè)備(TSA)及一個與CTSS通信或可選地通過公共交換電話網(wǎng)(PSTN)的呼叫接收機或“呼叫接收”設(shè)備(CRA)。
圖6是用于顯示遠(yuǎn)距通信設(shè)備更大細(xì)節(jié)的框圖，該設(shè)備包括用于生成代表相對于本發(fā)明的系統(tǒng)實施中的三軸設(shè)備位置的標(biāo)時的三軸地理位置數(shù)據(jù)的部件和方法。
圖7是用于顯示網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備更大細(xì)節(jié)的框圖，該設(shè)備包括用于根據(jù)由遠(yuǎn)距通信設(shè)備送來的三軸地理位置數(shù)據(jù)處理CTSS和PSTN呼叫建立信令，查詢遠(yuǎn)距通信設(shè)備，接收，譯碼，格式化并完成網(wǎng)絡(luò)有關(guān)服務(wù)(例如呼叫路徑確定)的部件和方法。
圖8是用于顯示呼叫接收設(shè)備更大細(xì)節(jié)的框圖，該設(shè)備用于根據(jù)由遠(yuǎn)距通信設(shè)備送來的三軸地理位置數(shù)據(jù)處理CTSS，PSTN和PBX呼叫建立信令，查詢遠(yuǎn)距通信設(shè)備，接收，譯碼，格式化并完成三軸地理位置相關(guān)服務(wù)(例如人事和車隊管理和E911位置識別)。
圖9是雙音位置數(shù)據(jù)信令的闡釋。
圖10A是第一選代無線移動站的簡化框圖。
圖10B是第二選代無線移動站的簡化框圖。
圖10C是第三選代無線移動站的簡化框圖。
圖10D是第四選代無線移動站的簡化框圖。
圖11是第五選代無線移動站的簡化框圖。
圖12是顯示單元的簡化框圖，它可為移動的也可為固定的，用于在地圖顯示器上標(biāo)示遠(yuǎn)距物體位置。
圖13A是一個無線移動站例子的剖面圖，其中SPS位于電源盒內(nèi)。
圖13B是一個無線移動站例子的剖面圖，其中SPS在電源盒上。
圖13C是一個無線移動站例子的剖面圖，其中SPS位于電源盒下。
圖14是一個可用于實施SPS位置誤差校正的硬件體系結(jié)構(gòu)的簡化框圖。
圖15是校正SPS位置數(shù)據(jù)的過程的流程圖。硬件概要參照圖5，遠(yuǎn)距通信設(shè)備(RCA)10配置為用于向一個或多個NSA12和所述CRA14發(fā)送一個電信網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)距設(shè)備的標(biāo)時的三軸地理位置。在此描述中，RCA也不同地稱為遠(yuǎn)距站、移動站或移動電話，其中移動電話只是一例。作為另一例子，RCA可為裝于汽車內(nèi)的通信單元，用于當(dāng)車輛丟失或被盜時提供位置數(shù)據(jù)；它不必要是常規(guī)移動電話。
現(xiàn)參照圖6，根據(jù)闡述性實施例，RCA10由下列部件組成，但又不限于它們一個衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機天線24，一個SPS接收機芯片26，一個SPS數(shù)據(jù)處理器30，一個中央處理單元34，一個隨機存取存儲?？?RAM)38，一個電子可擦及可編程只讀存儲模塊(EEPROM)16，一個射頻(RF)收發(fā)信機天線68，一個RF收發(fā)信機66，一個聲音和數(shù)據(jù)信號編碼器/譯碼器處理器62，一個音調(diào)生成和檢測模塊48，一個用戶接口顯示58，及一個用戶觸發(fā)接口42。值得注意的是，這些部件中許多早就用于常規(guī)移動電話設(shè)計中，所以為實施本發(fā)明而重新設(shè)計或改型的工作只需要很少精力和費用。例如，雖然要增加SPS接收機部件，但現(xiàn)有CPU和存儲部件仍可共享。
參照圖7，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備(NSA)12的實施例安排為使設(shè)備NSA12能與多個所述RCA10和CRA14通信以便設(shè)備12能提供三軸地理位置關(guān)系的電信網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)。這類服務(wù)的例子包括根據(jù)自多個所述RCA10收到的三軸地理位置數(shù)據(jù)的呼叫路由確定，三軸地理位置相關(guān)呼叫計費等。在一個闡述性實施中NSA12由下列部件組成，但不限于它們一個衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機天線104，一個SPS接收機芯片106，一個SPS數(shù)據(jù)處理器110，一個中央處理單元86，一個射頻(RF)收發(fā)信機天線72，一個RF收發(fā)信機74，一個聲音和數(shù)據(jù)信號編碼器/譯碼器處理器78，一個音調(diào)生成和檢測模塊82，一個通信網(wǎng)接口設(shè)備128，一個三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90，一個三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫210，及三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)212。
現(xiàn)參照圖8，呼叫接收設(shè)備(CRA)14配置為能與多個所述RCA10和NSA12通信以便所述設(shè)備14能根據(jù)自一個或多個RCA10收到的三軸地理位置數(shù)據(jù)和自NSA12收到的三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)向所述RCA10和所述CRA14的用戶提供三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)服務(wù)。根據(jù)一個闡述性實施，CRA14包括下列部件，但不限于它們一個衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機天線154，一個SPS接收機芯片156，一個SPS數(shù)據(jù)處理器160，一個中央處理單元152，一個聲音和數(shù)據(jù)信號編碼器/譯碼器處理器196，一個音調(diào)生成和檢測模塊148，一個三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170，一個三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫166，一個三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)178，一個用戶觸發(fā)接口188，及一個用戶顯示接口186。RCA不必一定為移動的。它可實施于普通家庭電話中或在具有SPS接收機的計算機中，等等。當(dāng)自一個設(shè)備發(fā)出呼叫時，它的準(zhǔn)確位置送至CRA。例如，在緊急情況下它能用于給出大建筑物或綜合工業(yè)企業(yè)中的準(zhǔn)確位置，這是有用的。常規(guī)ANI位置查詢可能無用，不準(zhǔn)或就是不夠精確。在遠(yuǎn)距通信設(shè)備中獲取位置數(shù)據(jù)再參照圖6，電子可擦和可編程只讀存儲器(EEPROM)16是一個裝于所述RCA10內(nèi)部但又不限于此的部件，它用指令集或微碼預(yù)編程以便在所述RCA10通電時將所述SPS數(shù)據(jù)處理器26，所述CPU34和所述音調(diào)生成和檢測模塊48初始化。微碼建立運行參數(shù)，所述部件利用這些參數(shù)根據(jù)本發(fā)明的方法控制和處理數(shù)據(jù)。
當(dāng)所述RCA10進入“通電”情況時，微碼將所述SPS數(shù)據(jù)處理器26初始化為預(yù)置數(shù)據(jù)格式類型，以便輸出至所述格式化的SPS數(shù)據(jù)路徑32。微碼還將所述SPS數(shù)據(jù)處理器26初始化為對所述格式化的SPS數(shù)據(jù)路徑32的預(yù)置數(shù)據(jù)輸出流率值。最后，微碼將所述SPS數(shù)據(jù)處理器26初始化為對所述格式化的SPS數(shù)據(jù)路徑32的預(yù)置數(shù)據(jù)輸出發(fā)生率值或刷新率值。
然后微碼將所述音調(diào)生成和檢測模塊48初始化為預(yù)置音調(diào)檢測模式或準(zhǔn)備自所述通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑46和自所述譯碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑102接收的數(shù)據(jù)輸入格式。所述音調(diào)生成和檢測模塊48還初始化為預(yù)置檢測模式或準(zhǔn)備發(fā)送至所述通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑46和至所述通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑50的數(shù)據(jù)輸出格式。所述音調(diào)檢測和生成模塊48初始化為用于檢測來自所述通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑46和來自所述譯碼聲音，通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑102的數(shù)據(jù)的預(yù)置數(shù)據(jù)輸入流率值。然后音調(diào)檢測和生成模塊48初始化為用于將數(shù)據(jù)輸出至所述通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑60和至通信和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑50的預(yù)置數(shù)據(jù)輸出流率值。接著音調(diào)生成和檢測模塊48初始化為對所述通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑60和對所述通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑50的預(yù)置數(shù)據(jù)出現(xiàn)率值或刷新率值。
CPU34初始化為預(yù)置的“事件觸發(fā)器”值，“事件觸發(fā)器”是通過微碼送至CPU34的預(yù)編程的數(shù)據(jù)或條件輸入序列，其結(jié)果是通過微碼預(yù)編程入所述EEPROM16而執(zhí)行后續(xù)的序列的過程和事件。事件觸發(fā)器可由所述CPU34的任何數(shù)量的輸入所觸發(fā)，這些輸入包括以下信號但不限于這些通過所述用戶觸發(fā)接口42的來自所述RCA10用戶的輸入；作為預(yù)置通信控制命令的自所述NSA12收到的輸入(例如網(wǎng)絡(luò)可聽信令)；自CRA14收到的作為預(yù)置通信控制命令的輸入；或來自CRA14用戶的可聽命令。最后，CPU初始化為預(yù)置數(shù)據(jù)處理方法和通信參數(shù)(即波特率，數(shù)據(jù)尺寸等)。
所述微碼輸出路徑18的出現(xiàn)建立了一條自所述EEPROM16至所述CPU34，所述SPS數(shù)據(jù)處理器30和所述音調(diào)檢測和生成模塊48的連接，用于在RCA10設(shè)置為“通電”情況時初始化為預(yù)置運行參數(shù)。在本發(fā)明現(xiàn)有實施例中，所述SPS數(shù)據(jù)處理器30通過一條通信總線連至所述CPU34，因此通過來自所述CPU34的命令自所述EEPROM16中接收初始化預(yù)置值。由于SPS數(shù)據(jù)處理器，所述音調(diào)檢測和生成模塊48通過通信總線連至所述CPU34，因此也通過所述CPU34自所述EEPROM接收初始化預(yù)置值。
衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)網(wǎng)20由多個地球軌道衛(wèi)星組成，它們用給定射頻播放標(biāo)準(zhǔn)化格式數(shù)據(jù)包，在本發(fā)明現(xiàn)有實施例下列設(shè)備實施下，數(shù)據(jù)包容易地被接收，轉(zhuǎn)換和做成有用數(shù)據(jù)；連至SPS接收機芯片26和連至SPS數(shù)據(jù)處理器30的SPS接收機天線24，及連至SPS接收機芯片106和連至SPS數(shù)據(jù)處理器110的SPS接收機天線104，及連至SPS接收機芯片156和連至SPS數(shù)據(jù)處理器160的SPS接收機天線154。連接的設(shè)備如所闡述地或者嵌埋入或連至相應(yīng)設(shè)備，并用微碼預(yù)編程以處理SPS數(shù)據(jù)傳送22信號。
SPS數(shù)據(jù)傳送22信號是一個連續(xù)信號，或是與原子鐘時間同步的數(shù)據(jù)消息流播放。由于SPS數(shù)據(jù)傳送22每年365天，每周7天，每天24小時都存在，以非常小的容差同步著，并且在全球存在，因此SPS數(shù)據(jù)傳送22公認(rèn)為用于獲取靜態(tài)和動態(tài)三軸地理位置數(shù)據(jù)的最正確和可用的手段。
在RCA10的優(yōu)選實施例中實施的SPS接收機天線24能接收特定范圍的所述SPS數(shù)據(jù)傳送，并能在運行環(huán)境的廣闊范圍內(nèi)運行。SPS接收機天線24的尺寸近似地配合所述RCA10的當(dāng)前使用，然而當(dāng)所述SPS接收機天線嵌埋于或十分靠近同樣嵌埋于同一所述RCA10內(nèi)的所述射頻(RF)收發(fā)信機66時，應(yīng)該考慮其尺寸和射頻屏蔽。所述SPS接收機天線24的現(xiàn)有優(yōu)選實施例通過一個由天線24制造商和SPS接收機芯片26制造商所規(guī)定的合適物理裝置連至所述SPS接收機芯片26。
來自SPS接收機天線24的SPS信號由所述SPS接收機芯片26接收，轉(zhuǎn)換成“原始”的或未格式化的二進制SPS數(shù)據(jù)流，然后通過原始SPS數(shù)據(jù)輸出路徑28送至所述SPS數(shù)據(jù)處理器30。SPS數(shù)據(jù)處理器30通過與所述SPS接收機芯片26的連接來接收未格式化的或“原始”二進制SPS數(shù)據(jù)流。在現(xiàn)有優(yōu)選實施例中SPS數(shù)據(jù)處理器30嵌埋入或連至RCA10。SPS數(shù)據(jù)處理器30執(zhí)行由所述SPS數(shù)據(jù)處理器制造商規(guī)定的預(yù)編程指令集或微碼。該微碼指令所述SPS數(shù)據(jù)處理器30將輸入的原始數(shù)據(jù)流采樣，并在預(yù)置的分貝(dB)范圍內(nèi)獲取(鎖住)所接收SPS衛(wèi)星信號，然后將來自所述SPS衛(wèi)星20的SPS數(shù)據(jù)消息證實。然后所述SPS數(shù)據(jù)處理器30根據(jù)自在所述SPS接收機天線24視野內(nèi)的所述SPS網(wǎng)20衛(wèi)星所接收的時間同步數(shù)據(jù)消息求出相對于geoID(地球)中心的三軸地理位置的相關(guān)值，并將下列數(shù)據(jù)附加于該三軸地理位置數(shù)據(jù)之后相對于所述RCA10的靜態(tài)、或動態(tài)位置的數(shù)據(jù)，所述求相關(guān)值的時間，及對求相關(guān)值的三軸地理位置座標(biāo)的證實。通過“通電”條件下的初始化過程，所述SPS數(shù)據(jù)處理器30將求相關(guān)值的三軸地理位置數(shù)據(jù)格式化，及以預(yù)置數(shù)據(jù)輸出流率和刷新率，通過格式化的地理位置數(shù)據(jù)輸出路徑32將數(shù)據(jù)輸出至所述中央處理單元(CPU)34。
CPU34通過所述格式化三軸地理位置數(shù)據(jù)輸出路徑32接收未證實的格式化的三軸地理位置數(shù)據(jù)，并通過未證實三軸地理位置數(shù)據(jù)存儲路徑將其臨時存儲于隨機存取存儲模塊38中以供證實處理。如本發(fā)明中所實施的，用于證實格式化的三軸地理位置數(shù)據(jù)的方法通過未證實三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑40自所述RAM38中檢索出未證實的三軸地理位置數(shù)據(jù)，并通過所述SPS數(shù)據(jù)處理器制造商檢驗數(shù)據(jù)中一個字符或用于確定“有效”或“無效”三軸地理位置數(shù)據(jù)的信號的存在。如三軸地理位置數(shù)據(jù)定為“無效”，則所述CPU34忽略所述RAM38內(nèi)臨時存儲器中的三軸地理位置數(shù)據(jù)，并繼續(xù)將來自所述SPS數(shù)據(jù)處理器輸入的三軸地理位置數(shù)據(jù)采樣。如三軸地理位置數(shù)據(jù)定為“有效”，則所述CPU34通過有效三軸地理位置數(shù)據(jù)存儲路徑52臨時地存儲“有效”格式化三軸地理位置數(shù)據(jù)于RAM38中或用它們更新所述RAM38。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，此過程在RCA10的“通電”情況下開始，并與RCA10所完成其它過程無關(guān)地繼續(xù)下去，直至到達(dá)“斷電”情況，或否則其它預(yù)編程微碼指令所述CPU34時止。
在本發(fā)明現(xiàn)有實施例中，當(dāng)所述RCA10處于“通電”情況下，不少裝置可用于啟動一個有效的三軸地理位置相關(guān)的通信對話。所述RCA10的用戶可通過用戶觸發(fā)接口42啟動一串命令，它們代表一個預(yù)編程事件觸發(fā)器，使RCA10進而將三軸地理位置發(fā)送至所述NSA12或所述CRA14。用戶觸發(fā)接口42可采取只用于特定環(huán)境中的單個瞬時開關(guān)的形式，或作為一個正規(guī)RCA10。用戶觸發(fā)接口42也可以是鍵盤形式，允許用戶通過預(yù)編程按鍵序列啟動事件觸發(fā)器，通過用戶觸發(fā)接口路徑44送至CPU34。
用戶觸發(fā)接口42也可具有測量設(shè)備的形式，該測量設(shè)備或嵌埋于RCA10內(nèi)，或通過用戶觸發(fā)接口路徑44接至RCA10，它測量RCA10的環(huán)境的、動態(tài)的和靜態(tài)的輸入，用戶以及在RCA10緊鄰環(huán)境的可檢測情況。這允許現(xiàn)用作自動用戶觸發(fā)接口42的測量設(shè)備在滿足預(yù)編程條件時(加速計輸入，定時器輸入，溫度輸入等)啟動一個事件觸發(fā)器。用戶觸發(fā)接口42也可以是通過用戶觸發(fā)接口路徑44連至所述CPU34的板上音頻檢測裝置的形式，它使用語音識別算法，允許用戶通過所選講述的自然語言(英語，日語，中文，法語，德語等)啟動事件觸發(fā)器。
在用戶觸發(fā)接口的現(xiàn)有優(yōu)選實施例中，所有RCA10用戶的輸入，和由RCA10收到的通信控制命令和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)都通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)顯示輸出路徑56送至用戶顯示接口58。這向用戶提供反饋，即用戶觸發(fā)輸入的合適序列被處理以啟動一個三軸地理位置通信事件觸發(fā)器。自所述NSA12和所述CRA14收到的三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)也可在本發(fā)明現(xiàn)有實施例中顯示。
另一個用于啟動三軸地理位置通信對話的方法是由呼叫接收設(shè)備(CRA)14啟動一個與所述RCA10的通信對話。當(dāng)在所述設(shè)備間建立起通信信道時，CRA14可使用一個信令方法或預(yù)編程入這兩個設(shè)備的查詢命令，以便促使RCA10通過發(fā)送一個三軸地理位置至所述CRA14而進行響應(yīng)。與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備的交互作用RCA10啟動一個至NSA12的通信路徑。當(dāng)在RCA10和NSA12之間建立起通信路徑時，預(yù)編程微碼指令CPU34自動地將“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)送至NSA12。三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90可自動地指令NSA12以便當(dāng)所述RCA10啟動通信對話時應(yīng)用程序90自動地將一個識別的通信控制命令送回給RCA10。
再參照圖7，三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)輸出路徑92將預(yù)編程的通信控制數(shù)據(jù)送至CPU86。CPU86通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)發(fā)送路徑94將通信控制數(shù)據(jù)送至音調(diào)檢測和生成模塊82上。依靠音調(diào)檢測和生成模塊82的音調(diào)生成功能塊將通信控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)的音頻音表示。音頻音信令最好是DTMF或其它倍數(shù)(2倍或更多)音調(diào)頻率協(xié)議。(由于DTMF是一種國際性電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，)本發(fā)明可用于差不多所有電話信令設(shè)備，模擬的或數(shù)字的，包括例如ISDN，DS-0，1，CAMA，F(xiàn)GD，DMA，TDMA，GSM，AMPS，等。然后音調(diào)數(shù)據(jù)通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)發(fā)送路徑96往前送至聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊78。此設(shè)備將音頻音格式化為數(shù)據(jù)流，它適合于制造商的通過射頻(RF)，編碼聲音，通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM，VHF，UHF等)發(fā)送聲音和數(shù)據(jù)的方法。位置數(shù)據(jù)編碼在現(xiàn)有優(yōu)選實施例中，位置數(shù)據(jù)編碼為至少一個串，而附加數(shù)據(jù)串也同樣能發(fā)送，或是自動地或是按請求發(fā)送。基本串包含時標(biāo)，緯度，經(jīng)度和高度數(shù)據(jù)。該時標(biāo)包括3個字符——分，秒，秒。例如，在082233時時標(biāo)為2，3，3，而鐘點和分的十位數(shù)即略去了。這么多是恰當(dāng)?shù)?，因位置?shù)據(jù)是經(jīng)常更新的，例如每秒或每兩秒。以后將描述，對于數(shù)據(jù)校正而言，維持一個60秒數(shù)據(jù)陣列。這意味著根據(jù)每秒一次更新存儲了60個采樣值或位置。緯度需要8個字符，經(jīng)度9個字符及高度3個字符。所以優(yōu)選實施例中基本數(shù)據(jù)串為23個字符長?？捎酶郊哟园l(fā)送例如方向向量和速度。
每個數(shù)據(jù)字符依靠例如查表譯為相應(yīng)的一組兩個或更多音頻音，雖然可用其它多音編碼，但最好用DTMF，一個音組或音對用40msec脈沖串發(fā)送，隨之以40msec空白。因此在發(fā)送基本串時每80msec發(fā)送一個字符數(shù)據(jù)。決定一個串的23個字符需時23×80msec或1.8秒。當(dāng)然此協(xié)議只是闡述性的；音頻音數(shù)量，音頻，脈沖串尺寸，脈沖串率，和刷新率等都可按照具體應(yīng)用的需要加以選擇。在任何情況下，最后的音頻脈沖串(1.8秒傳送)被加至音頻信道，并與(或加至)聲音內(nèi)容一起共存。這對用戶是不討厭的。數(shù)據(jù)脈沖串的音頻電平或幅值可由CPU控制或預(yù)先設(shè)置。數(shù)據(jù)脈沖串能做成相對低電平——只是可聽的——以便人們可直接在它上面說話。另一方面，特別對于PSAP的緊急呼叫，音調(diào)最好就是可聽的，因這可向用戶再保證線路是工作的及位置數(shù)據(jù)的確是更新著。
現(xiàn)回至設(shè)備的描述，通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑98將編碼的通信控制數(shù)據(jù)送至射頻(RF)收發(fā)信機74。然后RF收發(fā)信機74將輸入數(shù)據(jù)自聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊78轉(zhuǎn)換為RF傳送，其頻率由所述設(shè)備制造商所預(yù)定。該數(shù)據(jù)傳送接著由RF收發(fā)信機天線72發(fā)射至RCA 10 RF收發(fā)信機天線68?，F(xiàn)參照圖6，通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70接收信號。由RF收發(fā)信機天線68接收的信號送至RF收發(fā)信機66。然后RF收發(fā)信機66將收到的信號轉(zhuǎn)換為由所述RF收發(fā)信號66制造商預(yù)定，可供通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑100接收通信控制數(shù)據(jù)的聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊62使用的格式。聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器62使用由所述聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器62制造商所預(yù)編程的譯碼算法以將收到的數(shù)據(jù)重新組裝為可由音調(diào)檢測和生成模塊48使用的格式，譯碼的通信控制數(shù)據(jù)接著通過譯碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑102送至音調(diào)檢測和生成模塊48。通信控制數(shù)據(jù)由音調(diào)檢測和生成模塊48的音調(diào)發(fā)音功能塊所接收，然后自數(shù)據(jù)的音頻音表示轉(zhuǎn)換為由所述音調(diào)檢測和生成模塊48制造商預(yù)置的可供RCA10的CPU34使用的格式。該通信控制數(shù)據(jù)然后由CPU34通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑50所接收。通過預(yù)編程微碼，CPU34將通信控制輸入數(shù)據(jù)識別為一個用于將三軸地理位置數(shù)據(jù)送至NSA12的命令。
當(dāng)啟動一個事件觸發(fā)器時(用戶觸發(fā)輸入，或通信控制輸入)，CPU34執(zhí)行一組指令以發(fā)送三軸地理位置數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU34繼續(xù)接收、證實和用“有效”(數(shù)據(jù)更新RAM時，CPU34通過有效)三軸地理位置數(shù)據(jù)(路徑52為現(xiàn)有“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù))將RAM38采樣。如來自SPS數(shù)據(jù)處理器30的三軸地理位置數(shù)據(jù)為“無效”，則CPU34將最后的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)保持，通過有效三軸地理位置數(shù)據(jù)檢索路徑54檢索并發(fā)送，直至獲得新的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)并將它更新入RAM38時止。如出現(xiàn)預(yù)置超時情況后CPU34仍未得到“有效”數(shù)據(jù)，CPU34將默認(rèn)地送出“無效”數(shù)據(jù)。
在所述“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)的采樣和送出期間，CPU34禁止三軸地理位置數(shù)據(jù)證實過程，以便在采樣和發(fā)送序列期間現(xiàn)有“有效”數(shù)據(jù)不被破壞、刪除或改寫。然而，在傳送“無效”三軸地理位置數(shù)據(jù)期間，證實過程繼續(xù)下去，并當(dāng)出現(xiàn)“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)的事件時由CPU34中斷“無效”三軸地理位置數(shù)據(jù)的傳送，用“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)更新RAM38，并進而傳送新的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)。
CPU34通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑46將數(shù)據(jù)送至音調(diào)檢測和生成模塊48?！坝行А钡乩砦恢脭?shù)據(jù)然后由音調(diào)檢測和生成模塊48的音調(diào)生成功能塊轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)的音頻音表示。此數(shù)據(jù)通過通信控制三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑60向前送至聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊62。此設(shè)備將音頻音格式化為數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流適合于制造商的通過射頻(RF)、編碼聲音和通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM，VHF，UHF等)發(fā)送聲音和數(shù)據(jù)的方法。
然后編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑64送至射頻(RF)收發(fā)信機74。RF收發(fā)信機以所述設(shè)備制造商所預(yù)定的頻率將來自聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊62的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RF傳送。該RF傳送然后通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70自RF收發(fā)信機天線68發(fā)射至NSA12RF收發(fā)信機天線72。由RF收發(fā)信機天線72接收的信號又送至RF收發(fā)信機74。RF收發(fā)信機74將收到的信號轉(zhuǎn)換為由所述RF收發(fā)信機制造商預(yù)定的可供通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑76接收數(shù)據(jù)的聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊78使用的格式。聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊78使用由所述聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊78制造商所預(yù)編程的譯碼算法將收到的數(shù)據(jù)重新組裝為可供音調(diào)檢測和生成模塊82使用的格式。譯碼的三軸地理位置數(shù)據(jù)然后通過譯碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑80至送音調(diào)檢測和生成模塊82。音調(diào)檢測和生成模塊82的音調(diào)發(fā)音功能塊接收該三軸地理位置數(shù)據(jù)并將其自數(shù)據(jù)的音頻音表示轉(zhuǎn)換為由所述音調(diào)檢測和生成模塊82制造商預(yù)置的可供NSA12的CPU86使用的格式。然后CPU通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑84接收該三軸地理位置數(shù)據(jù)。CPU86通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑88將“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)送至三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90以供處理。
NSA12的優(yōu)選實施例使用與RCA10實施例類似的嵌埋的或連接至NSA12的SPS設(shè)備。如下面將解釋的，來自所述設(shè)備的三軸地理位置數(shù)據(jù)用于校正所述SPS傳送數(shù)據(jù)22的“內(nèi)在”誤差。
所述SPS接收機天線104的優(yōu)選實施例與本發(fā)明現(xiàn)有實施例中當(dāng)今存在的一樣。所述NSA12優(yōu)選實施例中實施的所述SPS接收機天線104能夠接收特定范圍的所述SPS數(shù)據(jù)傳送，并能在運行環(huán)境的廣闊范圍內(nèi)運行。所述SPS接收機天線104的尺寸適合于當(dāng)今和所述NSA12一起使用，然而當(dāng)所述SPS接收機天線嵌埋于位于同一所述NSA12中的所述射頻(RF)收發(fā)信機74內(nèi)或與其非?？拷鼤r，應(yīng)考慮天線104的尺寸和射頻屏蔽。所述SPS接收機天線104的優(yōu)選實施例通過由所述SPS接收機天線104制造商和所述SPS接收機芯片106制造商所提出的恰當(dāng)物理裝置與所述SPS接收機芯片106相連。
所述SPS接收機芯片106自所述SPS接收機天線104接收SPS信號，并將它轉(zhuǎn)換為“原始”或未格式化的二進制SPS數(shù)據(jù)流，它然后通過所述原始SPS數(shù)據(jù)輸出路徑108送至所述SPS數(shù)據(jù)處理器110。SPS數(shù)據(jù)處理器110通過與所述SPS接收機芯片106的連接接收該未格式化或“原始”二進制SPS數(shù)據(jù)流。所述SPS數(shù)據(jù)處理器110的現(xiàn)有優(yōu)選實施例嵌埋于所述NSA12中或與其相連。所述SPS數(shù)據(jù)處理器110執(zhí)行由所述SPS數(shù)據(jù)處理器110制造商規(guī)定的預(yù)編程指令集或微碼。該微碼指令SPS數(shù)據(jù)處理器110將輸入的原始數(shù)據(jù)流采樣并獲取(鎖定)收到的在預(yù)置分貝(dB)范圍內(nèi)的SPS衛(wèi)星信號，然后證實來自所述SPS衛(wèi)星20的SPS數(shù)據(jù)消息。然后所述SPS數(shù)據(jù)處理器110根據(jù)自處于所述SPS接收機天線104視野內(nèi)的所述SPS網(wǎng)20衛(wèi)星收到的時間同步數(shù)據(jù)消息求相對于geoID(地球)中心的三軸地理位置的相關(guān)值，并將下列數(shù)據(jù)附加于該三軸地理位置數(shù)據(jù)之后相對于所述NSA12的靜態(tài)、或動態(tài)位置的數(shù)據(jù)，所述求相關(guān)值的時間，和求相關(guān)值的三軸地理位置座標(biāo)的證實。通過“通電”情況下的初始化過程，所述SPS數(shù)據(jù)處理器110將求相關(guān)值的三軸地理位置數(shù)據(jù)格式化，并通過格式化三軸地理位置數(shù)據(jù)輸出路徑112以預(yù)置數(shù)據(jù)輸出流率和刷新率向所述中央處理單元(CPU)86發(fā)送數(shù)據(jù)。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90指令CPU86對格式化的三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入進行證實。如該三軸地理位置數(shù)據(jù)定為“有效”，則CPU86通過三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫記錄輸入路徑114將三軸地理位置數(shù)據(jù)送至三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫210以便下一步輸入至三軸地理位置誤差校正算法。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90接收由RCA10發(fā)送的三軸地理位置數(shù)據(jù)，并對收到的數(shù)據(jù)進行證實。如數(shù)據(jù)是壞的，則三軸地理位置數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用程序90將通信控制命令發(fā)送回RCA10，以要求發(fā)送三軸地理位置數(shù)據(jù)。在自RCA10收到證實的三軸地理位置數(shù)據(jù)后，三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90檢驗自RCA10收到的三軸地理位置數(shù)據(jù)的時標(biāo)。所述應(yīng)用程序90然后通過數(shù)據(jù)庫查詢路徑116向三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫查詢，要求通過數(shù)據(jù)庫記錄返回路徑118送回一個具有相同時標(biāo)的三軸地理位置校正記錄。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序?qū)嵤┮粋€誤差校正算法，該算法使用兩個動態(tài)更新的變量數(shù)據(jù)輸入和一個用戶定義的變量數(shù)據(jù)輸入。用戶定義的變量數(shù)據(jù)輸入代表NSA12的專業(yè)勘測或基準(zhǔn)標(biāo)記的三軸地理位置。此三軸地理位置代表一個已知位置，根據(jù)它確定求相關(guān)值的SPS傳送數(shù)據(jù)22的偏差。第一動態(tài)變量數(shù)據(jù)輸入是由本地SPS數(shù)據(jù)處理器110和相連的SPS設(shè)備收到的三軸地理位置，存放于所述三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫210中。此數(shù)據(jù)代表NSA12的求相關(guān)值的三軸地理位置，并與用戶定義變量一起使用于計算偏離已知的基準(zhǔn)標(biāo)記的三軸地理位置的三軸地理位置偏差系數(shù)。第二動態(tài)變量數(shù)據(jù)輸入是自RCA10收到的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)代表RCA的求相關(guān)值的三軸地理位置，并與計算的三軸地理位置偏差系數(shù)一起使用以便計算所述RCA10的校正三軸地理位置。下面將參照圖14和15描述位置校正方法和設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)實施服務(wù)在完成RCA10三軸地理位置的誤差校正后，三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90通過校正三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑120將三軸地理位置數(shù)據(jù)送至三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)212。此服務(wù)212利用RCA10的校正三軸地理位置數(shù)據(jù)以便通過三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)輸出路徑122相對于由RCA10送出的三軸地理位置送回一個預(yù)定數(shù)據(jù)記錄，這將允許所述NSA12用戶根據(jù)輸入至所述地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90的三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)為所述RCA10用戶或所述NSA12用戶完成網(wǎng)絡(luò)相關(guān)服務(wù)。在有些情況下，所述三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)212可能從來不將三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)記錄返回至三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90，而作為替代，存儲所述RCA10的三軸地理位置，以備進一步處理或送至本發(fā)明領(lǐng)域外的服務(wù)。
本發(fā)明現(xiàn)有實施例中三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序90能完成數(shù)個操作中任何一個。所述應(yīng)用程序90能將另外的通信控制和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)送回至所述RCA10用戶。所述應(yīng)用程序90能通過通信控制和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)路徑124將三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)送至通信網(wǎng)接口設(shè)備128，以使所述應(yīng)用程序90能通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑130將通信控制數(shù)據(jù)，三軸地理位置偏差系數(shù)數(shù)據(jù)，所述RCA10的未校正三軸地理位置數(shù)據(jù)，所述RCA10的校正的三軸地理位置數(shù)據(jù)和相關(guān)連的三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)送至多個電信網(wǎng)設(shè)備。最后的選擇是所述應(yīng)用程序90不再采取動作，而只在所述應(yīng)用程序90碼或所述應(yīng)用程序用戶所預(yù)定義的過程點之前完成所有過程。
在本發(fā)明的一個闡釋性實施中，NSA12為所述RCA10完成一項服務(wù)，利用所述應(yīng)用程序90以確定通信對話事件的目的地。應(yīng)用程序90通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)輸出路徑92將三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)送至CPU86，然后CPU86通過所述通信控制和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)路徑124將數(shù)據(jù)送至所述通信網(wǎng)接口設(shè)備。通信網(wǎng)接口設(shè)備128通過通信控制和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)路徑130將通信控制數(shù)據(jù)和/或三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)送至連至蜂窩電信交換系統(tǒng)(CTSS)的多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和接收它們。在本發(fā)明一些實施例中，三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序需要來自多個包括CTSS134，PSTN138或PBX202的電信網(wǎng)設(shè)備的反饋或其它三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)由通信網(wǎng)接口設(shè)備128通過通信控制和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)路徑130所接收，并通過通信控制和三軸地位置關(guān)系數(shù)據(jù)輸入路徑126送至CPU84。
再參照圖5，CTSS134將通信控制數(shù)據(jù)和/或三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)向前送至數(shù)個路徑中的一個。決定于目的地或由所述RCA10用戶所請求的服務(wù)，CTSS134可以使用相同的所述CTSS或?qū)嶋H上具有與CRA14類似作用的不同CTSS134將通信對話送至另一個RCA10，由于通信對話目的地是另一個實施本發(fā)明相同方法的RCA10，所以這兩個RCA10的用戶都有能力向其它RCA10發(fā)送和接收通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)。在本發(fā)明現(xiàn)有實施例中，通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑130將調(diào)用自CTSS134送至目的地的RCA10。RCA10使用一個與本發(fā)明無關(guān)的現(xiàn)有的蜂窩通信控制方法接收通信對話請求。當(dāng)所述目的地的RCA10用戶收到通信對話請求后，多個CTSS134電信網(wǎng)設(shè)備使用現(xiàn)有功能來完成由編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70和聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑132所代表的通信電路。
決定于預(yù)編程微碼和始發(fā)與接收RCA10兩者用戶的操作，任何數(shù)量的三軸地理位置數(shù)據(jù)事件觸發(fā)器可啟動自一個RCA10發(fā)送三軸地理位置數(shù)據(jù)至其它RCA10的通信。還有，決定于所述CPU34，預(yù)編程微碼和/或接至始發(fā)RCA10或接收RCA10的外設(shè)的處理能力，它們可能有能力對三軸地理位置數(shù)據(jù)完成誤差校正。
CTSS134的另一個選擇是通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑136將通信對話和相關(guān)連的通信控制和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)送至多個包括公共交換電話網(wǎng)(PSTN)138的電信網(wǎng)設(shè)備。
決定于所述RCA10用戶所請求的服務(wù)和/或送至PSTN138的三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)，所述PSTN138可通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑198將通信對話目的地送至PSTN用戶(如POTS)CRA14。
決定于所述RCA10用戶所請求的服務(wù)和/或送至PSTN138的三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)，所述PSTN138可通過通信控制和三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)路徑140將通信對話目的地送至作為專用小交換機網(wǎng)202內(nèi)的呼叫接收“代理人”的CRA14。
決定于所述RCA10用戶所請求的服務(wù)和/或送至CTSS134的三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)，通信對話目的地可送至連至所述CTSS134的作為專用小交換機網(wǎng)202內(nèi)的呼叫接收“代理人”的CRA14。呼叫接收設(shè)備(Cra)的運行CRA14接收通信對話后即完成了回至所述RCA10的通信電路，現(xiàn)在允許通過下列路徑在所述RCA10和所述CRA14之間實現(xiàn)直接三軸地理位置通信如上描述的通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)發(fā)送路徑192；通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)發(fā)送路徑194；聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑198；聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑206；聲音，通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑132；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑98；RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑100；譯碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑102；通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑50；通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑46；通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑60；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑64；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑76；和譯碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑146。如CRA14實施在PBX通信環(huán)境中，則可應(yīng)用下列附加表示編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑200；聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑204；聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑206；和聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑208。
決定于所述CRA14在PBX202環(huán)境中的實施，PBX202由下列路徑接收通信控制和/或三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)自CTSS14通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)路徑140，或自PSTN138通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)路徑142；及所述CRA14通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)路徑144接收通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)。
RCA10啟動一條至所述RCA14的通信路徑。當(dāng)在RCA10與CRA14之間建立起通信路徑后，預(yù)編程微碼指令CPU34自動地將“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)送至CRA14。CRA14可自動地由三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170指令以便在與所述RCA10通信對話期間自動地將識別的通信控制命令送回至RCA10。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)輸出路徑182將預(yù)編程通信控制數(shù)據(jù)送至CPU152。CPU152通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)發(fā)送路徑192將通信控制數(shù)據(jù)送至音調(diào)檢測和生成模塊148上。音調(diào)檢測和生成模塊148的音調(diào)生成功能塊將通信控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)的音頻音表示。此數(shù)據(jù)通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)發(fā)送路徑194送至聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊196。此設(shè)備將音頻音格式化為數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流適合于制造商通過編碼聲音。通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑200(ISDN，模擬)傳送聲音和數(shù)據(jù)的方法。
在本發(fā)明的PBX202實施例中，通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑200將編碼的通信控制數(shù)據(jù)送至PBX202。決定于通信電路路徑，PBX202將數(shù)據(jù)譯碼并通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑204將通信控制數(shù)據(jù)送至PSTN138，后者又通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑206將所述通信控制數(shù)據(jù)送至所述CTSS134；或者，PBX202將所述數(shù)據(jù)譯碼并直接將通信控制數(shù)據(jù)送至CTSS134。否則通信數(shù)據(jù)通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑198送至PSTN138。
CTSS134通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑132將通信控制數(shù)據(jù)送至NSA12。所述數(shù)據(jù)由聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器78所接收。此設(shè)備將音調(diào)音格式化為數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流適合于制造商的通過射頻(RF)、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM VHF，UHF等)傳送聲音和數(shù)據(jù)的方法。然后RF收發(fā)信機74將來自聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊78的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RF傳送，其頻率由所述設(shè)備制造商所預(yù)定。該數(shù)據(jù)傳送接著通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70自RF收發(fā)信機天線72發(fā)射至RCA10RF收發(fā)信機天線68。RF收發(fā)信機天線68收到的信號送至RF收發(fā)信機66。RF收發(fā)信機66將收到的信號轉(zhuǎn)換為由所述RF收發(fā)信機66制造商所預(yù)定的可供聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊62使用的格式，模塊62通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑100接收通信控制數(shù)據(jù)。聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器62使用由所述聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器62制造商所預(yù)編程的譯碼算法將收到的數(shù)據(jù)重新組裝為可供聲音檢測和生成模塊48使用的格式。譯碼的通信控制數(shù)據(jù)然后通過譯碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑102送至音調(diào)檢測和生成模塊48。音調(diào)檢測和生成模塊48的音調(diào)發(fā)音功能塊接收該通信控制數(shù)據(jù)，然后將它自數(shù)據(jù)的音頻音表示轉(zhuǎn)換為由所述音調(diào)檢測和生成模塊48制造商所預(yù)置的可供RCA10的CPU34使用的格式。CPU34通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑50接收該通信控制數(shù)據(jù)。通過預(yù)編程微碼，CPU34將通信控制輸入數(shù)據(jù)識別為將三軸地理位置數(shù)據(jù)送至NSA12的命令。
當(dāng)啟動事件觸發(fā)器后(用戶觸發(fā)輸入，或通信控制輸入)，CPU34執(zhí)行一組指令以發(fā)送三軸地理位置數(shù)據(jù)。CPU34繼續(xù)接收，證實并用“有效”數(shù)據(jù)更新RAM。CPU34通過有效三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑52為現(xiàn)有“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)將所述RAM38采樣。如來自所述SPS數(shù)據(jù)處理器30的三軸地理位置數(shù)據(jù)是“無效”，則CPU34維持，通過有效三軸地理位置數(shù)據(jù)檢索路徑54檢索和發(fā)送最后的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)，直至獲取新的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)并將它更新入RAM38時止。如達(dá)到預(yù)定超時情況后CPU34仍未獲得“有效”數(shù)據(jù)，則CPU34默認(rèn)地發(fā)送“無效”數(shù)據(jù)。
在所述“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)的采樣和發(fā)送期間，CPU34禁止三軸地理位置數(shù)據(jù)證實過程，以便在采樣和發(fā)送序列中現(xiàn)有“有效”數(shù)據(jù)不被破壞，刪除或重寫。然而，在傳送“無效”三軸地理位置數(shù)據(jù)事件中，證實過程在繼續(xù)，而在出現(xiàn)“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)的事件中，CPU34會中斷“無效”三軸地理位置數(shù)據(jù)的發(fā)送，用“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)更新RAM38，并進而發(fā)送新的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)。
CPU34通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑46將數(shù)據(jù)送至音調(diào)檢測和生成模塊48，音調(diào)檢測和生成模塊48的音調(diào)生成功能塊將“有效”地理位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)的音頻音表示。此數(shù)據(jù)通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)發(fā)送路徑60向前送至聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊62。此設(shè)備將音頻音格式化為數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流適合于制造商的通過射頻(RF)、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM，VHF，UHF等)傳送聲音和數(shù)據(jù)的方法。
該編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)然后通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑64送至射頻(RF)收發(fā)信機66。RF收發(fā)信機66將來自聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊62的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RF傳送，其頻率由所述設(shè)備制造商所預(yù)定。該數(shù)據(jù)傳送通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑70自RF收發(fā)信機天線68發(fā)射至NSA12RF收發(fā)信機天線72。RF收發(fā)信機天線72收到的信號然后送至RF收發(fā)信機74。RF收發(fā)信機74將收到的信號轉(zhuǎn)換為由所述RF收發(fā)信機制造商所預(yù)定的可供聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器模塊78使用的格式，該模塊78通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑76接收數(shù)據(jù)。聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器78使用由所述聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器78制造商所預(yù)編程的譯碼算法以將收到的數(shù)據(jù)重新組裝為可供CTSS134使用的格式。NSA12通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑132將未校正三軸地理位置數(shù)據(jù)送至CTSS134。
決定于通信電路路徑，所述CTSS通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑208將三軸地理位置數(shù)據(jù)送至PBX202，或通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑206將三軸地理位置數(shù)據(jù)送至PSTN，而后者又通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑204將所述數(shù)據(jù)送至所述PBX202。否則通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑206將通信數(shù)據(jù)送至PSTN138，后者通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑198將數(shù)據(jù)送至所述CRA14。
PBX202將三軸地理位置數(shù)據(jù)編碼，并通過聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑144將所述數(shù)據(jù)送至CRA14。聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器196使用由所述聲音/數(shù)據(jù)信號譯/編碼器196制造商所預(yù)編程的譯碼算法以將收到的三軸地理位置數(shù)據(jù)重新組裝為可供音調(diào)檢測和生成模塊148使用的格式。譯碼的三軸地理位置數(shù)據(jù)通過譯碼聲音、通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑146送至音調(diào)檢測和生成模塊148。音調(diào)檢測和生成模塊148的音調(diào)發(fā)音功能塊接收該三軸地理位置數(shù)據(jù)，并將它自數(shù)據(jù)的音頻音表示轉(zhuǎn)換為由所述音調(diào)檢測和生成模塊148制造商預(yù)置的可供CRA14的CPU152使用的格式。然后CPU152通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)路徑150接收三軸地理位置數(shù)據(jù)。CPU152通過通信控制和三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑168將“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)送至三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170供處理用。
CRA14的優(yōu)選實施例使用與NSA12實施類似的嵌埋的或連至CRA14的SPS設(shè)備。然而，來自所述設(shè)備的三軸地理位置數(shù)據(jù)的使用目的是如下面將描述的校正SPS傳送數(shù)據(jù)22的“內(nèi)在”誤差。
SPS接收機天線154的現(xiàn)有優(yōu)選實施例嵌埋于CRA14內(nèi)，能接收特定范圍的SPS數(shù)據(jù)傳送，并能在運行環(huán)境的廣闊范圍內(nèi)操作。如SPS接收機制造商和SPS接收機芯片156制造商所規(guī)定的，天線154連至所述SPS接收機芯片156。
所述SPS接收機芯片156的優(yōu)選實施例是猶如本發(fā)明現(xiàn)有實施例中所存在的。SPS信號由所述SPS接收機芯片156自所述SPS接收機天線154中接收，并轉(zhuǎn)化為“原始”或未格式化的二進制SPS數(shù)據(jù)流，然后它又通過所述原始SPS數(shù)據(jù)輸出路徑162送至所述SPS數(shù)據(jù)處理器160。CRA SPS接收機部件和運行的進一步細(xì)節(jié)與RCA和/或NSA中的相應(yīng)電路相仿，因此此處將略去。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170指令CPU152對格式化的三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入進行證實。如該三軸地理位置數(shù)據(jù)定為“有效”，則CPU152將該三軸地理位置數(shù)據(jù)送至三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫166以備下一步通過三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫記錄輸入路徑164輸入至三軸地理位置誤差校正算法。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170接收由RCA10送出的三軸地理位置數(shù)據(jù)，并對收到的數(shù)據(jù)進行證實。如數(shù)據(jù)是壞的，則三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170將通信控制命令發(fā)送回至RCA10，以要求送三軸地理位置數(shù)據(jù)。在自RCA10收到證實的三軸地理位置數(shù)據(jù)后，三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170檢驗來自RCA10的三軸地理位置數(shù)據(jù)的時標(biāo)。所述應(yīng)用程序170然后通過數(shù)據(jù)庫查詢路徑172查詢?nèi)S地理位置校正數(shù)據(jù)庫，要求通過數(shù)據(jù)庫記錄返回路徑174送回帶有相同時標(biāo)的三軸地理位置校正記錄。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序?qū)嵤┮粋€利用兩個動態(tài)更新變量數(shù)據(jù)輸入和一個用戶定義變量數(shù)據(jù)輸入的誤差校正算法。用戶定義變量數(shù)據(jù)輸入代表CRA12的專業(yè)勘測或基準(zhǔn)標(biāo)記的三軸地理位置。此三軸地理位置代表一個已知位置，根據(jù)它確定求相關(guān)值的SPS傳送數(shù)據(jù)22的偏差。第一動態(tài)變量數(shù)據(jù)輸入是由本地SPS數(shù)據(jù)處理器160和相連的SPS設(shè)備所收到的三軸地理位置。存放于所述三軸地理位置校正數(shù)據(jù)庫166中，此數(shù)據(jù)代表CRA14的求相關(guān)值的三軸地理位置，并與用戶定義變量一起使用于計算偏離已知的基準(zhǔn)標(biāo)記的三軸地理位置的三軸地理位置偏差系數(shù)。第二動態(tài)變量數(shù)據(jù)輸入是自RCA10收到的“有效”三軸地理位置數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)代表RCA的求相關(guān)值的三軸地理位置，并與計算的三軸地理位置偏差系數(shù)一起使用以便計算所述RCA10的校正三軸地理位置。
在對RCA10上三軸地理位置完成誤差校正后，三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170然后通過校正的三軸地理位置數(shù)據(jù)輸入路徑176將三軸地理位置數(shù)據(jù)送至三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)178。此服務(wù)178利用RCA10的校正的三軸地理位置數(shù)據(jù)以便通過三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)輸出路徑180送回一個相對于由RCA10送出的三軸地理位置的預(yù)定數(shù)據(jù)記錄，這將允許所述CRA14的用戶根據(jù)輸入至所述地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170的三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)為所述RCA10用戶或所述CRA14用戶完成三軸地理位置相關(guān)服務(wù)。在有些情況下，所述三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)178可能從不將三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)記錄返回至三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170，而作為替代，存儲所述RCA10的三軸地理位置，以備進一步處理或送至本發(fā)明領(lǐng)域外的服務(wù)。
在本發(fā)明現(xiàn)有實施例中，所述CRA14用戶通過用戶觸發(fā)接口188輸入數(shù)據(jù)變量至所述應(yīng)用程序170中，從而與所述應(yīng)用程序170交互作用。不同的類似于RCA輸入的輸入可用于提供數(shù)據(jù)輸入，用于或者改變CRA的運行特性，或者改變事件觸發(fā)器參數(shù)。在人參與CRA14的情況下，通過連接的用戶顯示接口186向用戶提供反饋。那些要求所述CRA14用戶觀看三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)果的三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)可以使用應(yīng)用程序170將所述三軸地理位置關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)果送至CPU152，它又通過通信控制和三軸地理位置相關(guān)數(shù)據(jù)顯示輸出路徑將該數(shù)據(jù)送至所述用戶顯示接口。
三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170完成自遠(yuǎn)程通信設(shè)備10或所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備12接收三軸地理位置數(shù)據(jù)的主要功能，并允許所述三軸地理位置數(shù)據(jù)相關(guān)服務(wù)應(yīng)用程序170的用戶為所述RCA10用戶和所述CRA14的用戶完成服務(wù)。三軸地理位置相關(guān)應(yīng)用程序可包括以下功能但不限于這些資產(chǎn)追蹤，人事和車隊管理，電話號查詢服務(wù)，旅館服務(wù)臺服務(wù)，過程控制，人員定位，公共安全定位服務(wù)，導(dǎo)航，電信網(wǎng)管理等。位置數(shù)據(jù)校正如上面所簡短地提到的，本發(fā)明的重要方面是一種用于校正自例如移動電話的遠(yuǎn)程通信設(shè)備接收的SPS導(dǎo)出的位置數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。已知道衛(wèi)星信號的一定程度衰退會導(dǎo)致獲取的位置信息的不準(zhǔn)確性(GPS明顯地向軍事方面、NASA等而不是公眾提供更準(zhǔn)確的信息)。本發(fā)明提供一個用于克服這些不準(zhǔn)確性而提供精確位置數(shù)據(jù)的解決辦法。
校正技術(shù)實施于固定位置上，實際上它可以是能見到GPS信號而接收它的任何地方。在本發(fā)明一個實施例中，該固定位置是通信網(wǎng)的一部分，例如移動站，CTSS，電話總局等。在另一實施例中，固定位置可以是家庭，辦公室或其它商業(yè)場所，尤其固定位置可以是一個PSAP。對于許多應(yīng)用程序，有利的是在通信網(wǎng)內(nèi)提供固定位置，其中為一個移動呼叫，尤其是緊急或911呼叫提供路由，以便能如下面將闡釋地以高準(zhǔn)確度完成基于位置的路由。
因此本發(fā)明另一特征根據(jù)高準(zhǔn)確度的校正的位置數(shù)據(jù)為呼叫，例如緊急911呼叫，提供動態(tài)路由。這保證大部分恰當(dāng)?shù)木o急或公共安全服務(wù)提供者能盡快地收到所需信息。例如，數(shù)米的位置誤差能在將呼叫調(diào)度至當(dāng)?shù)鼐炀只蛘{(diào)度至公路巡邏車之間造成差別，而實際上精確緊急位置是在城市公路上。另一個例子是，在海岸公路上只有數(shù)米的差別可能意味著需要陸基緊急援助與要求海岸警衛(wèi)隊進行水上救援的遇險呼叫之間的差別。
現(xiàn)參照圖14，在固定位置安裝了SPS天線1402以提供位置數(shù)據(jù)校正。該天線的實際物理位置是例如通過勘測而準(zhǔn)確地確定的，并記錄入存儲器。SPS接收機1404連至固定天線，及固定天線的CPU位置數(shù)據(jù)被獲取后在SPS處理器1406中處理。處理器1406提供包括時標(biāo)，緯度，經(jīng)度和高度數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)，例如作為具有預(yù)定格式的ASCII字節(jié)流。市場上可用的SPS接收機和處理機可編程以便在例如串行端口上提供所需輸出格式。此數(shù)據(jù)經(jīng)常更新，例如每數(shù)秒一次。(此數(shù)據(jù)可能會受到SPS傳送中所帶來的“選擇可用性”衰退的影響)。獲取的固定天線位置數(shù)據(jù)送至系統(tǒng)微處理器1408并存放于存儲器中(通過總線1410)。該數(shù)據(jù)存放于存儲器中以形成動態(tài)或環(huán)狀陣列，從而例如在任何時候都保持最新60秒的數(shù)據(jù)。假設(shè)平均每秒獲取一次數(shù)據(jù)，則此陣列中將有60個樣值，當(dāng)然此數(shù)并不重要?？珊线m地提供存儲器空間。
用于移動電話接收的RF接收機或收發(fā)信機1416連至聲音/數(shù)據(jù)編碼和譯碼模塊1418以便將輸入信號譯碼為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)輸入至音調(diào)檢測模塊1420以檢測代表移動電話位置的音頻音。所得數(shù)據(jù)必要時再由微處理器1408處理，以形成最好包括時標(biāo)、緯度、經(jīng)度和高度的移動位置數(shù)據(jù)樣值。移動位置數(shù)據(jù)樣值通過總線1410存入例如存儲位置1422中。用于由微處理器執(zhí)行這些操作的程序碼可由存儲器1426提供，它最好是只讀存儲器。按照下列方法來校正存儲的移動位置數(shù)據(jù)?，F(xiàn)參照圖15，校正移動位置數(shù)據(jù)的過程開始于對初始化步1504作出響應(yīng)，自固定SPS天線(圖14中的1402)獲取位置數(shù)據(jù)1502。乍一看，在已知固定位置上獲取SPS位置數(shù)據(jù)似乎是奇怪的，但這樣做的優(yōu)點將能清楚看出。如上看出的，獲取的固定天線位置數(shù)據(jù)(在通常處理之后，未示出)存放于存儲器陣列中。如可編程定時器所標(biāo)示的(或由硬件中斷等)，周期地獲取新位置數(shù)據(jù)并更新該陣列。這些過程1502，1506重復(fù)著以保持反映例如60秒周期內(nèi)最新獲取的數(shù)據(jù)的位置數(shù)據(jù)陣列。
其次，如參照圖14時所提及的，自遠(yuǎn)距無線設(shè)備接收SPS導(dǎo)出位置數(shù)據(jù)1508。根據(jù)接收的數(shù)據(jù)中標(biāo)示的緯度和經(jīng)度(可選地以及高度)，計算無線設(shè)備至固定位置的距離1510。該距離與例如100公里的預(yù)定范圍比較，步1512。如計算的距離超過所選范圍1514，則對收到的數(shù)據(jù)不加任何校正1516，及過程通過“A”循環(huán)以便自遠(yuǎn)距設(shè)備獲取新數(shù)據(jù)。這樣做是因為距離大時，遠(yuǎn)程位置的視野內(nèi)的衛(wèi)星與同時間內(nèi)固定位置的視野內(nèi)的衛(wèi)星不同的概率就增加。
如計算的距離是在所選范圍內(nèi)，步1518，則讀取遠(yuǎn)程位置數(shù)據(jù)樣值的時標(biāo)1520，并查詢包含固定天線位置數(shù)據(jù)的存儲器陣列1522以了解陣列中是否存在其有相同時標(biāo)值的樣值(標(biāo)示在遠(yuǎn)程設(shè)備上獲得“固定”的同時在固定位置上也獲得“固定”)。如在陣列中找到匹配的時標(biāo)，1524，則使用該數(shù)據(jù)計算三軸校正系數(shù)，步1526，即在每個三維座標(biāo)中作為所選固定天線位置數(shù)據(jù)樣值與固定天線的已知實際位置的差別而計算該三軸校正系數(shù)。此差別標(biāo)示就在由遠(yuǎn)程設(shè)備獲取遠(yuǎn)程位置的時刻該固定位置的衛(wèi)星傳送數(shù)據(jù)的有效誤差。定時是重要的，因為衛(wèi)星衰退不是靜態(tài)的。下一步1528是應(yīng)用計算的校正值來校正遠(yuǎn)距位置數(shù)據(jù)。然后過程循環(huán)至“A”以便從遠(yuǎn)距物體獲取新位置數(shù)據(jù)。所描寫過程因此逆轉(zhuǎn)了SPS的“選擇可用性”信號衰退。當(dāng)找到匹配的時標(biāo)時，應(yīng)用程序可有信心地期望位置準(zhǔn)確度在10米以內(nèi)。
如計算的距離在校正范圍內(nèi)，但在固定天線位置樣值陣列內(nèi)未找到匹配時標(biāo)，1530，則仍可通過將陣列中所有樣值的校正值求平均而計算校正系數(shù)，步1532。這可提供一個有用的逼近，因很可能在過去60秒內(nèi)獲取了該遠(yuǎn)距數(shù)據(jù)，而在此期間也獲取了固定天線數(shù)據(jù)。
在現(xiàn)有優(yōu)選實施例中，如早先參照圖7時所描述的，可在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備(NSA)12中提供誤差校正。圖7中，地理位置校正數(shù)據(jù)庫210中存儲了上面描述的固定天線位置數(shù)據(jù)樣值陣列。圖7的CPU86對應(yīng)于圖14的微處理器1408；圖7的SPS數(shù)據(jù)處理器110對應(yīng)于圖14的SPS處理器1406；等等。
在選代方案中，或是外加地，可如圖8中所闡釋的，可在呼叫接收者CRA中實施誤差校正。在此情況下，地理位置校正數(shù)據(jù)庫166中存儲上面描述的固定天線位置數(shù)據(jù)樣值陣列。圖8的CPU152對應(yīng)于圖14的微處理器1408；圖8的SPS數(shù)據(jù)處理器160對應(yīng)于圖14的SPS處理器1406，等等。
在我們先前申請的專利申請中，我們公開了一個通過電信網(wǎng)的音頻話務(wù)信道發(fā)送遠(yuǎn)距通信設(shè)備的標(biāo)時的(時間作為UTC)，三軸(X作為緯度，Y作為經(jīng)度和Z作為高度)地理位置數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和/或呼叫接收設(shè)備的改善的系統(tǒng)和方法，該呼叫接收設(shè)備能接收三軸地理位置數(shù)據(jù)同時又為每個設(shè)備用戶完成三軸地理位置關(guān)系服務(wù)。本發(fā)明使用現(xiàn)有流動電話網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，與全球定位系統(tǒng)和數(shù)個新型改善措施結(jié)合使用，在例如公共安全或緊急響應(yīng)區(qū)段中(美國的撥號911)大量地節(jié)省費用，提供精確的用戶位置信息。
我們進一步描述例如個人通信系統(tǒng)(PCS)的用于聲音和數(shù)據(jù)通信的無線系統(tǒng)，其中緯度—經(jīng)度—高度(三軸)位置嵌埋于通信系統(tǒng)的通信信號中，該通信系統(tǒng)用于依靠衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)，例如全球定位系統(tǒng)或全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)來確定PCS用戶位置。在每個這類實施例中，該設(shè)備包括多個天線，一個電源，一個用于處理SPS數(shù)據(jù)的設(shè)備，一個通信設(shè)備和一個由無線鏈接相連的遠(yuǎn)程顯示單元。
先前的應(yīng)用闡釋過一個移動系統(tǒng)(圖10A)，其中PCS/SPS設(shè)備包括用于接收SPS信號的一個SPS天線1002和接收機1004；一個SPS信號下變頻器1005；一個用于接收轉(zhuǎn)換的天線輸出信號并處理它們以提供PCS/SPS用戶現(xiàn)有位置和高度以及觀察時間的SPS信號處理器1007；一個顯示處理器1010和顯示器1011；一個用于接收處理器輸出信號和通過天線1001將這些信號作為多路轉(zhuǎn)換的1008數(shù)據(jù)包與聲音/數(shù)據(jù)流輸入1009一起發(fā)送的收發(fā)信機1003；及一個電源1006。
顯示單元(圖12)包括一個天線1201；一個用于接收由PCS/SPS移動系統(tǒng)收發(fā)信機傳送的信號的收發(fā)信機1202；一個用于接收來自接收機的輸出信號并將它們多路分解的基于計算機的處理器1203；一個聲音/數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)1204；一個SPS數(shù)據(jù)緩存1205；一個數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)1206；一個通過基于計算機的映射系統(tǒng)1207顯示位置的系統(tǒng)；及一個電源1209，因此我們公開具有嵌埋的三軸位置數(shù)據(jù)的，或通過陸上或通過衛(wèi)星無線系統(tǒng)的無線交換和路由功能。
早些時候我們描述過傳送聲音和數(shù)據(jù)通信的無線系統(tǒng)，例如個人通信系統(tǒng)(PCS)，移動電話或無線電，其中緯度—經(jīng)度—高度(三軸)位置加至系統(tǒng)中以便快速地將數(shù)據(jù)包或流嵌埋在通信系統(tǒng)的通信信號中，以便通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)，例如全球定位系統(tǒng)或全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)來確定PCS用戶位置。在每個實施例中，該設(shè)備包括多個天線，多個電源，一個用于處理SPS數(shù)據(jù)的設(shè)備，一個通信設(shè)備，一個通信鏈接和一個通過無線鏈接相連的遠(yuǎn)程顯示單元。
我們闡釋如同圖10B中的移動系統(tǒng)，其中SPS(站2)通過連至信號多路轉(zhuǎn)換器1028的通信鏈接將數(shù)據(jù)流(如NMEA)提供給PCS(站1)。移動站2包括用于接收SPS信號的一個SPS天線1022和接收機1024；一個SPS下變頻器1025；一個用于接收轉(zhuǎn)換的天線輸出信號并處理它們以提供PCS/SPS用戶的當(dāng)前位置和高度以及觀察時間的SPS信號處理器1027；一個顯示處理器1030和顯示器1031。站1包括一個用于接收處理器輸出信號和通過天線1021將這些信號作為多路轉(zhuǎn)換的1028數(shù)據(jù)包連同聲音/數(shù)據(jù)流輸入1029一起發(fā)送的收發(fā)信機1023；及一個電源1026。在第二實施例中，SPS位于聲音輸入(話筒)外殼內(nèi)及數(shù)據(jù)流作為數(shù)據(jù)包嵌埋于或包括于聲音流中。圖10D顯示另一實施例。
現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用中的顯示單元(圖12)包括一個天線1201；一個用于接收由PCS/SPS移動系統(tǒng)收發(fā)信機所發(fā)送的信號的收發(fā)信機1202；一個用于接收來自接收機的輸出信號并將它們多路分解的基于計算機的處理器1203；一個聲音/數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)1204；一個SPS數(shù)據(jù)緩存1205；一個數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)1206；一個通過基于計算機的映射系統(tǒng)1207顯示位置的系統(tǒng)，及一個電源1209。
一種用于聲音和數(shù)據(jù)通信的無線系統(tǒng)，例個人通信系統(tǒng)(PCS)，其中緯度—經(jīng)度—高度(三軸)位置嵌埋于通信系統(tǒng)的通信信號中，用于通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)，例如全球定位系統(tǒng)或全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)來確定PCS用戶位置。在丟失定位信號的事件中，一個慣性平臺，例如類似Gyro-ChipII(TM)的固態(tài)旋轉(zhuǎn)傳感器或同等產(chǎn)品用于保持地理位置中的雙維變化。在每個實施例中，該設(shè)備包括多個天線，一個電源，一個用于處理SPS數(shù)據(jù)的設(shè)備，一個慣性平臺，一個通信設(shè)備和一個通過無線鏈接相連的遠(yuǎn)距顯示單元。
在移動系統(tǒng)的另一個選代實施例中(圖10C)，PCS/SPS設(shè)備包括用于接收SPS信號的一個SPS天線1042和接收機1044；一個SPS信號下變頻器1045；一個用于接收轉(zhuǎn)換的天線輸出信號并處理它們以提供PCS/SPS用戶的當(dāng)今位置和高度以及觀察時間的SPS信號處理器1047；一個在丟失信號事件中用于更新雙維位置的慣性平臺1053；一個顯示處理器1050和顯示器1051；一個用于接收處理器輸出信號并通過天線1041將這些信號作為多路轉(zhuǎn)換的1048數(shù)據(jù)包與聲音/數(shù)據(jù)流輸入1049一起發(fā)送的收發(fā)信機1043；一個電源1046；和一個交換路由轉(zhuǎn)發(fā)器1052。
顯示單元(圖12)包括一個天線1201。一個用于接收由PCS/SPS移動系統(tǒng)收發(fā)信機所發(fā)送的信號的收發(fā)信機1202；一個用于接收來自接收機的輸出信號并將它們多路分解的基于計算機的處理器1203；一個聲音/數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)1204；一個SPS數(shù)據(jù)緩存1205；一個數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)1206；一個通過基于計算機的映射系統(tǒng)1207顯示位置的系統(tǒng)；及一個電源1209。
該實施例應(yīng)用慣性平臺的能力在丟失信號周期內(nèi)準(zhǔn)確地更新用戶位置。本發(fā)明在無線通信市場上，在丟失SPS數(shù)據(jù)期間在準(zhǔn)確地更新、跟蹤和將用戶定位中是有用的。
現(xiàn)闡述另一個用于聲音和數(shù)據(jù)通信的無線系統(tǒng)，例如個人通信系統(tǒng)(PCS)，其中緯度—經(jīng)度—高度(三軸)位置嵌埋于通信系統(tǒng)的通信信號中，用于通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)，例如全球定位系統(tǒng)或全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，以便在丟失定位信號事件中確定PCS用戶位置，一個大氣壓傳感器和信號處理器(數(shù)字高度計)用于保持地理位置的高度變化。在每個實施例中，該設(shè)備包括多個天線，一個電源，一個用于處理SPS數(shù)據(jù)的設(shè)備，一個數(shù)字高度計，一個通信設(shè)備，及一個由無線鏈接相連的遠(yuǎn)程顯示單元。
在移動系統(tǒng)的另一個選代實施例中(圖10C)，PCS/SPS設(shè)備包括用于接收SPS信號的一個SPS天線1042和接收機1044；一個SPS信號下變頻器1045；一個用于接收轉(zhuǎn)換的天線輸出信號并處理它們以提供PCS/SPS用戶的當(dāng)前位置和高度以及觀察時間的SPS信號處理器1047；一個用于在丟失信號事件中更新高度的數(shù)字高度計1053；一個顯示處理器1050和顯示器1051；一個用于接收處理器輸出信號并通過天線1041將這些信號作為多路轉(zhuǎn)換1048數(shù)據(jù)包與聲音數(shù)據(jù)流輸入1049一起發(fā)送的收發(fā)信機1043；一個電源1046；和一個交換路由轉(zhuǎn)發(fā)器1052。
顯示單元(圖12)包括一個天線1201；一個用于接收由PCS/SPS移動系統(tǒng)收發(fā)信機所發(fā)送的信號的收發(fā)信機1202；一個用于接收來自接收機的輸出信號并將它們多路分解的基于計算機的處理器1203；一個聲音數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)1204；一個SPS數(shù)據(jù)緩存1205；一個數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)1206；一個通過基于計算機的映射系統(tǒng)1207來顯示位置的系統(tǒng)；及一個電源1209。此系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)字高度計的能力在丟失信號周期內(nèi)準(zhǔn)確地更新用戶位置。
現(xiàn)參照圖13，我們闡釋過現(xiàn)有無線移動系統(tǒng)的實施，例如MotorolaCellular Micro Tac Ultra Lite，Ericcson 338等(圖13A)，它通過無線設(shè)備1307中的端口傳統(tǒng)地發(fā)送聲音或數(shù)據(jù)通信。參照圖11，SPS系統(tǒng)在無線移動站之外；該設(shè)備包括多個天線1101和1102，一個SPS射頻前端或下變頻器1103，一個具有支持功能和晶體鐘1104的多信道SPS相關(guān)器，一個SPS處理器1105，通信處理器1106，連至現(xiàn)有無線移動系統(tǒng)1107的數(shù)據(jù)連接，數(shù)據(jù)多路轉(zhuǎn)換器或邏輯裝置1109，一個收發(fā)信機1108，擴音器/話筒組件1110，一個包含可充電電池和部件1102-1106的電源，及一個載有話務(wù)信道和將其路由的無線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。此外，在每個實施例中，包括緯度—經(jīng)度—高度(三軸)位置的數(shù)據(jù)加至系統(tǒng)中為了快速地將數(shù)據(jù)包或調(diào)制數(shù)據(jù)流嵌埋入通信系統(tǒng)的通話信道。在圖13A的實施例中，SPS位于電源盒內(nèi)。在圖13B的選代實施例中，SPS位于電源盒上面。
參照圖13，我們早先描述過將SPS系統(tǒng)放置于電源1331之內(nèi)、之上或之下，該電源是可卸下的電池，通過一個制造以與現(xiàn)有數(shù)據(jù)端口1327配合的整體地模壓的電氣連接來傳送數(shù)據(jù)，需要時可增加一個與SPS設(shè)備上原有端口并行使用的第二數(shù)據(jù)端口，以便保持制造商的設(shè)計功能。此外，包含嵌埋的三軸位置數(shù)據(jù)的此傳送將由陸上或衛(wèi)星無線系統(tǒng)在話務(wù)信道(聲音)中運載。圖13C顯示另一個選代應(yīng)用。
在我們的發(fā)明的原理被闡釋和描述后，對于熟悉技術(shù)的人來說，很清楚本發(fā)明可在不背離這些原理的情況下在安排和細(xì)節(jié)上進行更改。我們要求所有更改都應(yīng)在所附權(quán)利要求書的實質(zhì)和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)距通信設(shè)備(10)，包括一個用于生成代表該設(shè)備當(dāng)今位置的位置數(shù)據(jù)的位置系統(tǒng)；一個用于將位置數(shù)據(jù)編碼為音頻音串的音調(diào)生成模塊；及一個用于在電信網(wǎng)的聲音通信音頻話務(wù)信道上發(fā)送代表音頻音串的數(shù)據(jù)的傳送系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中位置系統(tǒng)包括一個衛(wèi)星位置系統(tǒng)接收機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中傳送系統(tǒng)包括一個用于通過CTSS進行通信的收發(fā)信機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的遠(yuǎn)距通信設(shè)備(10)，其中衛(wèi)星位置系統(tǒng)包括一個用于提供自衛(wèi)星位置系統(tǒng)接收的原始位置數(shù)據(jù)的衛(wèi)星位置接收機(26)和一個用于提供對應(yīng)于原始位置數(shù)據(jù)的格式化的標(biāo)時的三軸地理位置數(shù)據(jù)的衛(wèi)星位置系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中傳送系統(tǒng)包括一個用于將音頻音串編碼以形成傳送信號(64)的聲音/數(shù)據(jù)信號編碼器(62)；及一個用于將傳送信號發(fā)送至接收機(12，14)從而將格式化的地理位置數(shù)據(jù)的所選部分發(fā)送至接收機的RF收發(fā)信機(66)；
6.根據(jù)權(quán)利要求3的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，進一步包括一個響應(yīng)于觸發(fā)輸入信號，用于觸發(fā)該設(shè)備以便將格式化的地理位置數(shù)據(jù)的所選部分發(fā)送至接收機的觸發(fā)接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中觸發(fā)接口包括用于將設(shè)備中通過RF收發(fā)信機收到的一個或多個音頻音譯碼及檢測來自譯碼的音頻音的預(yù)定更新請求碼的裝置，從而使該設(shè)備不受本地用戶干預(yù)，響應(yīng)于來自遠(yuǎn)距位置的請求而發(fā)送更新的地理位置數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中觸發(fā)接口包括用于對環(huán)境感測器輸出量，生理監(jiān)測輸出量，預(yù)定警報情況和手動輸入量中的任何一個或多個信號作出響應(yīng)而觸發(fā)該設(shè)備發(fā)送地理位置數(shù)據(jù)的接口電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中該設(shè)備還包括一個鍵盤及觸發(fā)接口的手動輸入包括對鍵盤的一個或多個按鍵手動輸入。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中環(huán)境感測器輸出量標(biāo)示預(yù)定環(huán)境條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中生理監(jiān)測輸出量標(biāo)示本地用戶的預(yù)定生理條件。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中觸發(fā)接口響應(yīng)于時標(biāo)而被要求，以使該設(shè)備在預(yù)定時候自動地發(fā)送地理位置數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中觸發(fā)接口被要求以使該設(shè)備在一次初始觸發(fā)后自動地周期地發(fā)送更新地理位置數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中音調(diào)生成模塊提供位置數(shù)據(jù)的DTMF編碼。
15.一種用于校正SPS遠(yuǎn)距位置數(shù)據(jù)的方法，包括下列步驟在已知固定位置處提供SPS接收天線；通過固定位置天線獲取SPS位置數(shù)據(jù)樣值；接收包括時標(biāo)的遠(yuǎn)距位置數(shù)據(jù)；對遠(yuǎn)距位置數(shù)據(jù)的時標(biāo)進行匹配以找到于同一時候獲取的固定天線位置數(shù)據(jù)的相應(yīng)樣值；將固定天線位置數(shù)據(jù)的相應(yīng)樣值與固定天線的已知實際位置比較以確定校正值；及將校正值應(yīng)用于遠(yuǎn)距位置數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括根據(jù)收到的遠(yuǎn)距位置數(shù)據(jù)計算固定天線位置與遠(yuǎn)距位置之間的距離；及如計算的距離大于預(yù)定校正范圍，則摒棄所述匹配，比較和應(yīng)用校正值的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述通過固定位置天線獲取SPS位置數(shù)據(jù)樣值的步驟包括為在預(yù)定時間周期內(nèi)獲取的固定天線位置數(shù)據(jù)樣值形成一個緩存。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述形成緩存的步驟包括將在大約一分鐘內(nèi)獲取的固定天線位置數(shù)據(jù)樣值存儲起來。
19.根據(jù)權(quán)利要求3的遠(yuǎn)距通信設(shè)備(10)，其中衛(wèi)星位置系統(tǒng)包括一個用于提供自衛(wèi)星位置系統(tǒng)接收的原始位置數(shù)據(jù)的衛(wèi)星位置接收機(26)，和一個用于提供對應(yīng)于原始位置數(shù)據(jù)的格式化的標(biāo)時三軸地理位置數(shù)據(jù)的衛(wèi)星位置系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器(30)；傳送系統(tǒng)包括一個用于將音頻音串編碼為傳送信號(64)的聲音/數(shù)據(jù)信號編碼器(62)；和一個用于將載有編碼的音頻音串的傳送信號發(fā)送給接收機(12，14)的RF收發(fā)信機(66)，從而將格式化的地理位置數(shù)據(jù)的所選部分發(fā)送至接收機；及該設(shè)備還包括一個用于與SPS數(shù)據(jù)處理器、與音調(diào)生成模塊和與觸發(fā)接口交換而相連的CPU(34)；及一個連至CPU用于存儲由CPU執(zhí)行以控制該設(shè)備的軟件的第一存儲器(16)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中第一存儲器包括半導(dǎo)體存儲器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中第一存儲器包括只讀半導(dǎo)體存儲器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中第一存儲器包括EEPROM存儲器。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中第一存儲器包括非易失性半導(dǎo)體存儲器。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中第一存儲器包括閃爍存儲器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，其中CPU是可編程以便響應(yīng)于通過CTSS收發(fā)信機收到的軟件更新而更新存放于閃爍存儲器中的軟件。
26.根據(jù)權(quán)利要求20的遠(yuǎn)距通信設(shè)備，還包括一個連至CPU用于緩存自衛(wèi)星位置系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器收到的更新的標(biāo)時地理位置數(shù)據(jù)的第二存儲器(38)。
27.一種用于建立自遠(yuǎn)距通信設(shè)備發(fā)送的位置數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟獲取SPS標(biāo)時的數(shù)據(jù)消息；根據(jù)標(biāo)時的數(shù)據(jù)消息形成地理位置數(shù)據(jù)；證實地理位置數(shù)據(jù)以確定有效地理位置數(shù)據(jù)；及使用多音音頻編碼將有效地理位置數(shù)據(jù)編碼。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述獲取SPS標(biāo)時的數(shù)據(jù)消息的步驟包括下列步驟接收二進制SPS數(shù)據(jù)流；將SPS數(shù)據(jù)流采樣以獲取預(yù)定分貝(信號強度)范圍內(nèi)的收到的SPS衛(wèi)星信號。自獲取的SPS衛(wèi)星信號中提取標(biāo)時的數(shù)據(jù)消息；及根據(jù)標(biāo)時的數(shù)據(jù)消息，形成相對于地球中心的未證實的三軸地理位置數(shù)據(jù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的建立位置數(shù)據(jù)的方法，還包括下列步驟將地理位置數(shù)據(jù)格式化；以預(yù)定數(shù)據(jù)輸出流率將格式化的地理位置數(shù)據(jù)送至中央處理器；及以預(yù)定刷新率將格式化的地理位置數(shù)據(jù)刷新。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的建立位置數(shù)據(jù)的方法，其中用于檢驗地理位置數(shù)據(jù)和識別包括證實標(biāo)示的地理位置數(shù)據(jù)的證實過程在后臺過程中被重復(fù)以使大多數(shù)最新有效數(shù)據(jù)隨時可供傳送用。
全文摘要
一個例如移動電話的遠(yuǎn)距通信設(shè)備(10)配備了衛(wèi)星位置系統(tǒng)SPS接收機(26)以獲取位置數(shù)據(jù)。使用多音頻音編碼(48)例如DTMF,將位置數(shù)據(jù)編碼,以便在包括移動CTSS(134)和PSTN(138)的電信網(wǎng)(12)的聲音信道(70)上將其傳送至呼叫接收設(shè)備(14),例如公共安全應(yīng)答站(PSAP)。使用網(wǎng)絡(luò)(210)中或應(yīng)答站(166)上的固定天線(1402)接收設(shè)備(1404)和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(1412)來實現(xiàn)位置數(shù)據(jù)校正以改善位置正確度。本發(fā)明的優(yōu)點是低實施費用,改善的位置正確度和位置數(shù)據(jù)的透明信令,從而不中斷當(dāng)時的聲音通信。
文檔編號G01S19/54GK1241345SQ98800997
公開日2000年1月12日 申請日期1998年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月19日
發(fā)明者丹·A·普雷斯頓, 約瑟夫·D·普雷斯頓, 詹姆斯·A·弗羅曼 申請人:綜合數(shù)據(jù)通信公司