專利名稱：使用無線網(wǎng)絡的全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
技術領域：
示例實施方式總體上涉及基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡的系統(tǒng)和方法，以及使用基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
圖1是傳統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS) 1的圖示。如圖1所示，支持GPS的設備/GPS用戶10從在圍繞地球的軌道中的一個或多個非陸地衛(wèi)星15接收信號20。傳統(tǒng)GPS設備10 例如可以是單獨的GPS設備、移動電話、商業(yè)飛行器導航系統(tǒng)和/或接收并處理信號20的任何其他已知GPS，傳統(tǒng)上以1176. 45MHz將信號20從GPS衛(wèi)星15傳輸。GPS設備10傳統(tǒng)上需要來自于多個衛(wèi)星15的信號，從而通過三角測量成功地確定經度位置和緯度位置。信號20可以包括衛(wèi)星時鐘、軌道和/或從衛(wèi)星15廣播的狀態(tài)信息。信號20中的這些信息通常從每個衛(wèi)星15串行地并重復地廣播，從而GPS設備10必須完整地接收信號20，從而共同接收所有這些信息。信號20通常以每秒50比特傳輸并且長度為1500比特，從而包括時鐘、軌道和狀態(tài)信息。因此，為了接收信號20內的所有信息并且根據(jù)其計算準確的緯度和經度位置，GPS設備10必須在至少每連續(xù)的30秒內接收多個信號20。類似地，在傳統(tǒng)GPS設備10在除信號20傳輸?shù)拈_始之外的時間點處打開的情況中，這是很可能的，其必須等待直到下一串行傳輸，從而開始收集完整的信號數(shù)據(jù)以提供初始位置，這潛在地向初始位置確定添加了另一完整的30秒。根據(jù)信號20確定準確位置可以通過傳統(tǒng)GPS系統(tǒng)1中的若干因素實現(xiàn)。例如，當 GPS設備10正在獲取更新的位置信息時，其通常必須在能夠確定更新的準確全球位置之前完整地獲取并分析三個不同的GPS信號20。中斷或干擾信號20中的任意信號可以重啟過程，因為必須接收每個信號20的完整信息并且串行地傳輸信號20中的信息。包括不透明和反射對象(比如建筑物、天橋、隧道、樹、大氣現(xiàn)象等)的障礙物30可能阻擋或擾亂信號 30。特別是在城市和郊區(qū)環(huán)境中，建筑物30可能阻擋并反射信號20，從而GPS設備10在已知的“多徑效應”中接收冗余和/或錯誤信號。建筑物和結構30可以類似地引起信號20 的散射，這導致GPS設備10在已知的“薩格納克(Mgnac)效應”中接收的較弱/不充分信號。甚至在GPS設備10已經激活一些時間之后，當GPS設備10在移動時嘗試更新其位置時，這些障礙物30可能引起進一步的復雜性。S卩，GPS設備10本身在障礙物30中的移動可以進一步對信號20的損耗和多徑傳播有所貢獻。存在某些已知方法用于減輕在訪問用于確定準確全球位置的充足信息中的上述困難。例如，GPS設備10可以包含關于衛(wèi)星15的附加信息，該信息允許利用比來自于信號 20的所有數(shù)據(jù)少的數(shù)據(jù)來計算位置。而且，先進的信號處理可以允許GPS設備10捕獲并存儲來自于信號20的信息，從而即使沒有完整地接收信號，也僅必須在下一串行傳輸中接收信號20的缺失部分，從而通過若干中斷的傳輸最終收集到所有數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^在分析信號 20時考慮GPS設備10的移動、障礙物30的位置和大氣條件來減少多徑效應。此外，GPS設備10可以從四個或更多衛(wèi)星15接收信號20，從而如果某些信號20是不好或不完整的則補充位置計算。

發(fā)明內容
示例實施方式包括全球定位系統(tǒng)(GPS)的系統(tǒng)和方法。示例實施方式使用包含地理數(shù)據(jù)的無線聯(lián)網(wǎng)信號，從而確定接收和/或處理本地無線信號的設備的位置。無線信號可以作為無線網(wǎng)絡(諸如廣域網(wǎng)和/或無線局域網(wǎng)(WLAN))的部分從例如無線接入節(jié)點傳輸，無線接入節(jié)點通常出現(xiàn)在私有和商業(yè)住宅中。示例實施方式和方法可以利用無線信號中的地理數(shù)據(jù)來快速確定傳統(tǒng)GPS信號不可用的區(qū)域和時間中的位置，傳統(tǒng)GPS信號不可用的區(qū)域和時間包括例如GPS設備的初始啟動、GPS信號障礙物、GPS信號散射等。示例方法還包括確定示例實施方式GPS與接入節(jié)點之間的距離。示例方法和系統(tǒng)可以使用來自于無線信號的地理數(shù)據(jù)來補充可用傳統(tǒng)GPS數(shù)據(jù)，從而更快地和/或更準確地確定地理信息。


通過詳細地描述附圖，示例實施方式將變得更明顯，其中同樣的元素由同樣的參考標號表示，這是僅通過說明的方式給出的并且因此不限制此處的示例實施方式。圖1是傳統(tǒng)全球定位系統(tǒng)的圖示。圖2是示例實施方式全球定位系統(tǒng)的圖示。圖3是描述操作全球定位系統(tǒng)的示例方法的流程圖。圖4是確定無線局域接入網(wǎng)中距離的示例方法的圖示。
具體實施例方式此處公開了示例實施方式的詳細示范性實施方式。然而，此處公開的具體結構和功能細節(jié)出于描述示例實施方式的目的僅是代表性的。然而，示例實施方式可以以很多備選形式實現(xiàn)并不應視為僅限于此處所記載的示例實施方式。應該理解，盡管術語第一、第二等可以在此處用于描述各種元素，但是這些元素不應當受這些術語的限制。這些術語僅用于將一個元素與另一相區(qū)分。例如，第一元素可以稱為第二元素，并且類似地第二元素可以稱為第一元素而不脫離示例實施方式的范圍。如此處所使用的，術語“和/或”包括一個或多個關聯(lián)的列出項的任何和所有組合。應該理解，當元素稱作“連接”、“耦合”、“嚙合”、“附接”或“固定”到另一元素時， 其可以直接連接至或耦合至其他元素或可以存在中介元素。相反，當元素稱作“直接連接” 或“直接耦合”至另一元素時，不存在中介元素。用于描述元素之間的關系的其他詞語應該以相同的方式解釋(例如，“之間”對“直接之間”、“相鄰”對“直接相鄰”等)。如此處所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復數(shù)形式，除非語言明確地另外指示。還將理解術語“包括”當在此處使用時指定所述特征、整體、步驟、操作、 元素和/或組件的存在，但是不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元素、組件和/ 或它們的分組的存在或添加。還應該指出，在某些備選實現(xiàn)中，提及的功能/動作可以不以圖中提及的順序來發(fā)生。例如，連續(xù)示出的兩個圖實際上可以實質上并同時執(zhí)行，或有時可以以相反的順序執(zhí)行，這取決于涉及的功能/動作。
盡管附圖和描述使用若干術語和指示符來描述示例實施方式的元素之間的通信連接，但是應該理解，兩個不同的元素可以通過無線或物理介質通信地連接，例如包括電磁輻射和金屬線纜。發(fā)明人已經認識到傳統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS)和其中的設備遇到的問題沒有得到傳統(tǒng)減輕技術的充分解決。特別地，發(fā)明人已經認識到來自于慢傳輸速度的數(shù)據(jù)缺乏沒有得到傳統(tǒng)GPS方法的修正，這在必須全新獲取完整數(shù)據(jù)集合時，尤其復雜化了對GPS設備加電之后的初始位置確定。發(fā)明人還認識到已知GPS方法不足以利用在城市和郊區(qū)環(huán)境中接收GPS信號來解決遇到的問題，其中城市和郊區(qū)環(huán)境具有引起信號損耗和多徑效應的增加的障礙物。示例實施方式和方法以新穎和意外的方式解決并有助于減輕這些新認識到的問題。圖2是可與示例方法(在下面討論)一起使用的示例實施方式GPS系統(tǒng)100的圖示，示例方法可以允許更快和/或更準確的位置數(shù)據(jù)采集和位置計算。示例系統(tǒng)100和其方法可以在示例實施方式GPS設備110的初始加電之后和/或在GPS設備110的常規(guī)操作期間適用。如圖2所示，示例實施方式GPS設備110可以通過GPS天線112從軌道衛(wèi)星15 接收并處理傳統(tǒng)GPS信號20。然而，與傳統(tǒng)GPS設備不同，單獨地或除了傳統(tǒng)GPS信號20 之外，示例實施方式被配置為從陸地無線網(wǎng)絡接收并處理信號50。在可能在2. 4GHz頻帶內重疊的若干已知廣播信道的一個中，傳統(tǒng)上以約2. 4GHz 從無線接入位置或節(jié)點陽傳輸陸地無線信號50。示例實施方式GPS設備110可以包括附加天線111或被配置為接收并處理信號50的其他接收設備和處理器。備選地，代替不同的天線111和112，GPS設備110可以包括能夠接收在多個頻率上傳輸?shù)男盘柕膯蝹€天線， 包括約1176. 45MHz的傳統(tǒng)GPS信號20和約2. 4GHz的陸地無線信號50。天線111和/或 112可以連接至接收器113，接收器113被配置為在GPS設備110中接收、處理和/或分析信號20和/或50。接收器113可以包括處理器114、RAM 115,ROM 116和/或允許接收器 113處理來自于天線的信號并且輸出這些操作的結果的其他模塊和硬件，處理來自于天線的信號包括功能和確定，比如信號功率比和強度檢測、平均操作、信息提取、基本算術功能等。備選地，示例實施方式GPS設備可以被配置為向外部處理器輸出數(shù)據(jù)，該外部處理器被配置為執(zhí)行信號處理。示例實施方式GPS設備還可以包括顯示器或打印機構117以從接收器113和/或處理器114輸出位置和其他信息。盡管接收器113、處理器114、RAM 115,ROM 116和呈現(xiàn)設備117在單個示例實施方式GPS設備110中示出，但是應該理解，這些或其他組件中的任意組件可以遠離設備100或不在一起。無線接入節(jié)點55可以包括使用陸地本地無線通信的發(fā)射器和/或接收器以在用戶和諸如因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)源之間交換數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)無線信號50可以以約IOOmW從接入節(jié)點55 傳輸，約IOOmW對應于在接入節(jié)點55的緊鄰地帶中所接收信號50的約-lOcffim功率比?？梢砸缘椭?80到-90dBm或更低的功率比來接收并處理信號50，這允許由示例GPS設備110 在室內直到約32米(約100英尺)的距離上或室外約95 (約300英尺)米的距離上從接入節(jié)點陽接收并處理信號50。通過在示例系統(tǒng)100中提高接入節(jié)點55的功率，更大的接收距離是可能的。網(wǎng)絡和無線接入節(jié)點55可以根據(jù)若干已知標準和協(xié)議中的任意一個來操作，已知標準和協(xié)議包括WiFi、802. lla、WiMaX等。應該理解通過此類信號接入的網(wǎng)絡可能非常有限，潛在地限制為僅廣播地理信息而沒有其他聯(lián)網(wǎng)功能的單個計算機/處理器，或非常大規(guī)模地聯(lián)網(wǎng)到若干不同設備80和/或因特網(wǎng)/世界萬維網(wǎng)85的單個計算機/處理器。無線接入節(jié)點55通常在城市和郊區(qū)環(huán)境的公共和私有區(qū)域內存在并可檢測，并且在這些環(huán)境中越來越多地存在并可檢測。例如，無線接入節(jié)點55和到通過其到因特網(wǎng)的連接可以是通過市政和/或商業(yè)運營商可公共訪問的。某些城市可以提供基于免費或付費的公共接入節(jié)點55，其位于城市擁有的結構或建筑物中，諸如圖書館、路燈等，這允許居民通過公共無線信號50來檢測并訪問因特網(wǎng)或其他網(wǎng)絡設備。類似地，諸如咖啡店、機場、小餐館等的商業(yè)設施可以在它們的設施內提供基于免費或付費的接入節(jié)點55(有時稱作熱點)以允許顧客通過無線信號50來檢測并訪問因特網(wǎng)或其他網(wǎng)絡?；蛘撸?，對于住所或家庭訪問和聯(lián)網(wǎng)，無線接入節(jié)點陽可以是私有的，無線接入節(jié)點陽諸如是用于住所聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)無線路由器。因為，這些類型的無線接入節(jié)點55在城市和郊區(qū)區(qū)域中可能是最密集的，這些區(qū)域具有較高的人口密度、較高的商業(yè)活動和/或對無線接入增加的需求，類似地，無線信號50在這些區(qū)域中可能最密集。盡管可以從公共或私有接入節(jié)點55傳輸無線信號50，如上所述，但是具有適當天線111和處理功能的任何設備(包括示例實施方式GPS設備)可以接收并處理具有充足信號強度的無線信號50。盡管經由無線信號對因特網(wǎng)和/或其他網(wǎng)絡資源的訪問可能需要授權和認證和/或使用一種或多種加密技術，但是在若干已知無線協(xié)議下，無線信號50有目的地包括公共可訪問信息，以便標識信號50的源并且與相應的接入節(jié)點55通信。例如， WiFi和IEEE 802. 11標準通常將服務集標識符(SSID)用作無線信號50內的字段，該字段公共地標識傳輸信號的接入節(jié)點55。SSID可以以明文通告/傳輸而不損害接入點和/或網(wǎng)絡的安全性，因為如上所述訪問其他網(wǎng)絡資源可能需要授權和認證。傳統(tǒng)的SSID是32 個八位組長度的字段，可以連續(xù)對其進行廣播或如果SSID已知則在請求時廣播，并且對于接收包含SSID的無線信號50的任何支持WiFi的設備而言可以是可接收和可解密的。如圖2所示，在示例實施方式系統(tǒng)100中，GPS設備110通信地連接至至少一個接入節(jié)點55并且從其接收并處理無線信號50。GPS設備110還可以接收并處理傳統(tǒng)GPS信號20 ；然而，在示例實施方式中不需要GPS信號20，并且如上所述，由于在城市環(huán)境中接收此類信號所經歷的問題，GPS信號20可能不可用。描述了示例GPS系統(tǒng)100，現(xiàn)在對圖2進行某些參考來描述使用示例系統(tǒng)的GPS通信方法。示例方法包括單獨使用來自于可用接入節(jié)點55的無線信號50 (圖幻，從而確定全球位置或補充從其他源接收的數(shù)據(jù)，諸如從GPS衛(wèi)星15發(fā)送的傳統(tǒng)GPS信號20。如圖3 所示，示例方法可以包括輸入并從接入節(jié)點陽(圖幻廣播地理數(shù)據(jù)。該地理數(shù)據(jù)以可識別格式描述傳輸接入節(jié)點的位置。例如，接入節(jié)點的緯度和經度可以輸入到接入節(jié)點中并且從該接入節(jié)點廣播。示例緯度和經度數(shù)據(jù)可以以傳統(tǒng)十進制和/或度/分/秒格式輸入。 具有任何期望精度水平的其他所識別的位置相關格式可以等同地在示例方法中使用并且輸入到接入節(jié)點中。接入節(jié)點的操作者和/或所有者可以手動地將地理數(shù)據(jù)輸入到接入節(jié)點中。例如，用戶可以將他或她的街道地址輸入到因特網(wǎng)上已知的反向地理編碼應用并且將所得經度和緯度坐標輸入到接入節(jié)點中。備選地，可以對接入節(jié)點自動地編程以確知粗解析度位置并輸入地理數(shù)據(jù)本身。例如，接入節(jié)點可以連接至數(shù)據(jù)源(諸如因特網(wǎng))，并且通過數(shù)據(jù)源確定其位置，數(shù)據(jù)源包括預編程的位置數(shù)據(jù)集合、IP地址指示位置等。接入節(jié)點廣播包括地理數(shù)據(jù)的信號50(圖幻，該地理數(shù)據(jù)以可以由鄰近地區(qū)內的示例實施方式GPS設備自由接收并處理的格式描述其位置。在步驟S300中，接入節(jié)點可以連續(xù)廣播或響應于示例GPS設備的特定請求而廣播，并且接入節(jié)點可以在其信號的任何部分中廣播地理數(shù)據(jù)。作為示例，接入節(jié)點可以在傳統(tǒng)WiFi協(xié)議下操作并且可以在SSID字段中連續(xù)地傳輸其位置的地理數(shù)據(jù)。對于街道地址6100 East Broad Street, Columbus, 0H，可以使用WiFi SSID協(xié)議中可用的32個八位組中的至少18個將緯度值“39. 979670” 和經度“-82. 839859”輸入到SSID中。在示例中，也可以基于要如何傳輸信息來使用用于句號、逗號、否定、分隔字段或接入節(jié)點狀態(tài)標識符(包括接入節(jié)點功率級)的附加的14個字符?；蛘撸?，可以標準化并使用度/分/秒格式，其中將SSID格式化為SSID =[接入節(jié)點功率][，][緯度][，][經度]其中接入節(jié)點功率=指示接入節(jié)點功率級的3位數(shù)字，單位為mW 緯度=[用于N或S的一個字母][用于度的2個數(shù)位][，][用于分的2個數(shù)位] [，][用于秒的7個數(shù)位，包括小數(shù)]經度=[用于E或W的一個字母][用于度的2個數(shù)位][，][用于分的2個數(shù)位] [，][用于秒的7個數(shù)位，包括小數(shù)]因此，針對上述地址使用該格式的示例輸入將是“ 100N39，58，46. 8000, W25，02， 03. 5000”，其消耗了 SSID的所有32個八位組?？梢栽谑纠椒ㄖ惺褂闷渌袷?，如可以替換在無線信號中傳輸?shù)膮f(xié)議和公共可用字段。還應該理解，執(zhí)行步驟S300的用戶/操作者 /制造商可以與示例GPS設備與其他示例步驟和方法的用戶不同(并且對其完全未知)。在步驟S310中，示例實施方式GPS設備調查對于可用無線信號可應用的頻率。在識別信號之后，GPS設備繼而可以分析該信號，從而提取其中存儲的和公共可訪問的地理數(shù)據(jù)。在步驟S310中對數(shù)據(jù)的識別和提取可以在秒級或更小的級別上發(fā)生，因為可以比傳統(tǒng) GPS信號快得多地廣播無線信號。如上所述，示例實施方式GPS設備可以識別若干不同格式，這些格式用于所接收無線信號內的地理數(shù)據(jù)和/或若干不同傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)放置。備選地，所有用戶可以采用標準化的傳輸格式(諸如上述度/分/秒格式)以進一步增加示例實施方式中的簡便性并且潛在地提供更快的信號處理時間。在接收和標識無線信號之后， GPS設備或另一獨立處理器可以從信號中提取地理數(shù)據(jù)。根據(jù)上述示例，示例GPS設備可以訪問WiFi信號中的公共廣播SSID，并且提取存儲在SSID中的緯度和/或經度信息?？梢栽诓襟ES310中檢測并處理包含地理信息的單個或若干無線信號。一旦標識并提取所接收無線信號中的地理數(shù)據(jù)，示例GPS設備或利用其配置的處理設備就基于該信息在步驟S320中確定地理位置?？梢允褂美玫乩頂?shù)據(jù)來確定地理位置的多個示例方法；在下面依次討論它們，并理解可以組合使用所討論示例方法中的任意方法。例如，在步驟S320中，可以接收并分析包含地理數(shù)據(jù)的單個無線信號。示例實施方式GPS設備繼而可以單獨基于單個無線信號來計算位置，并且輸出、顯示、存儲或使用計算的位置。如上所述，可以在傳輸接入節(jié)點之外的約95米(約300英尺)最大范圍處檢測傳統(tǒng)無線信號。因此，在單個無線信號中傳輸?shù)慕尤牍?jié)點的位置可以是約+/-95米內的(并且當在室內時甚至可能更準確)、檢測GPS設備的準確地理位置。備選地，在步驟S315中，來自于無線信號的地理數(shù)據(jù)可以結合從傳統(tǒng)GPS信號 20 (圖2)接收的數(shù)據(jù)使用。例如，GPS設備可以利用來自于無線信號的數(shù)據(jù)來補充來自于 GPS信號的數(shù)據(jù)?；蛘?，如果GPS信號變得臨時不可用或不可靠，GPS設備可以代之以使用來自于無線信號的地理數(shù)據(jù)來確定粗略地理位置，確定GPS信號是否錯誤，確定GPS設備是否已經移動等。這樣，在步驟S320中確定的地理位置可以基于一個或多個無線信號和一個或多個GPS信號兩者。進一步備選地，來自于多個無線信號的地理數(shù)據(jù)可以一起使用。例如，在步驟S310 中在從多個信號中提取地理數(shù)據(jù)之后，示例方法可以在步驟S320中以平均運算來合并數(shù)據(jù)以確定更準確地理位置。此外，在步驟316中，如果傳輸多個無線信號的多個接入節(jié)點之間的距離信息是已知的或可確定的，可以單獨根據(jù)無線信號計算示例實施方式GPS設備的非常精確的位置。圖4示出了基于無線信號特性來確定多個接入節(jié)點位置的示例方法，諸如在步驟 S316(圖3)中采用的方法。如圖4所示，示例實施方式GPS設備110與三個接入節(jié)點55p 552和5 通信。每個接入節(jié)點傳輸緯度和經度的集合，該緯度和經度的集合以準確的術語給出了其全球位置接入節(jié)點551在(Lt15Lg1)；接入節(jié)點5 在(Lt25Lg2)；接入節(jié)點5 在 (Lt3, Lg3)。假設每個接入節(jié)點55”552和553以及GPS設備110大致在同一平面中(在相對短的距離和小海拔差的情況下應是這樣的)，GPS設備110的緯度Ltx和經度可以按照每個接入節(jié)點與設備110之間的距離屯、d2和d3來表示，諸如(Lt1-Ltx)^(Lg1-Lgy)2 = Cl12 (1)(Lt2-Ltx)2+(Lg2-Lgy)2 = d22 (2)(Lt3-Ltx)2+(Lg3-Lgy)2 = d32 (3)如果可以獲得距離(^、屯和d3，則可以以等于接入節(jié)點的地理數(shù)據(jù)與確定的值d中精度和準確性相等的精度和準確性、針對GPS設備110的位置來對上述等式中的任意兩個來求解?，F(xiàn)在描述確定Cl1、d2和d3的示例方法。發(fā)明人已經認識到從在傳統(tǒng)功率范圍中操作的傳統(tǒng)接入節(jié)點傳輸?shù)男盘柕墓β时入S著到接入節(jié)點的距離、隨著進一步降低跨越障礙物的信號功率比的障礙物而以接近逆線性的方式改變。特別地，對于傳統(tǒng)IOOmW接入節(jié)點(諸如標準可用無線路由器)而言，來自于接入節(jié)點的信號的強度每6. 1米(約20英尺)減少約IOdBm,而沒有顯著的障礙物干擾。如果示例實施方式GPS接收器110被配置為確定所接收無線信號的功率比，則GPS 接收器可以計算GPS設備的當前位置與接入節(jié)點之間的準確距離d，如果信號強度對比距離關系是已知的話。該關系可以默認為發(fā)明人確定的10dBm/6. 1米關系。備選地，接入節(jié)點輸入有并且傳輸關系信息連同上述的地理信息。例如，SSID字段中的過剩數(shù)位可以利用 “1.64”(指示信號強度損耗對距離速率)和最大功率填充，可以利用它們計算距離。備選地，可以輸入并且傳輸接入節(jié)點操作者和用戶可以利用經驗來確定的其他速率，并且接入節(jié)點制造商初始可以輸入其他默認值。類似地，尤其在已經將接入節(jié)點功率提高到傳統(tǒng)水平之上的情況中，如上所述，包括接入節(jié)點發(fā)射功率的其他數(shù)據(jù)可以用作輸入并被廣播，以允許計算示例實施方式GPS設備與接入節(jié)點之間的距離。
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當上述等式(1)-(3)中的距離屯、d2和d3中的至少兩個在圖3的步驟S316中通過示例方法來確定時，可以在步驟S320中確定用于GPS設備的地理位置。一旦已經使用上面的示例方法中的一個或多個獨立地或組合地確定了地理位置，則在步驟S330中，包括緯度和經度的地理位置可以打印、顯示、存儲和/或在示例實施方式GPS設備上以其他方式使用。例如，GPS設備可以使用計算的地理位置結合其他相關數(shù)據(jù)來確定街道地址、郵政編碼、 時區(qū)等。因為示例GPS方法和系統(tǒng)根據(jù)無線信號確定位置，該無線信號在城市和郊區(qū)區(qū)域中連續(xù)廣播和/或連續(xù)可用，所以示例GPS方法和系統(tǒng)可以在城市或郊區(qū)區(qū)域中提供對位置數(shù)據(jù)的更快和/或更準確的獲取，其中傳統(tǒng)GPS信號丟失、損壞、或以其他方式不可用。類似地，因為如在示例方法和系統(tǒng)中描述的無線信號和其中的地理數(shù)據(jù)可以被快速掃描并處理，所以在GPS信號啟動或丟失之后的初始地理位置獲取相比于使用來自于GPS衛(wèi)星的信號的傳統(tǒng)方法和設備可以更快實現(xiàn)。而且，因為無線信號可以密集地出現(xiàn)在具有大量人口的區(qū)域中，所以示例GPS方法和系統(tǒng)可以在諸如建筑物地下室和/或當在隧道中駕駛時的區(qū)域中工作，在這些區(qū)域中，傳統(tǒng)GPS信號不能穿透傳統(tǒng)GPS設備。因此描述了示例實施方式和方法，本領域技術人員將理解到，示例實施方式可以通過例行實驗改變并且沒有進一步的發(fā)明性活動。例如，盡管已經將各種示例方法和設備描述為確定位置，但是應該理解并且容易實現(xiàn)利用示例設備和方法來確定速率和加速度。 不將變型視為脫離示例性實施方式的精神和范圍，并且明顯的所有此類修改旨在被包括在所附權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種全球定位系統(tǒng)(GPS)設備(110)，包括第一天線(111)，被配置為接收從無線網(wǎng)絡的陸地無線接入節(jié)點(55)傳輸?shù)牡谝恍盘?(50)，所述第一信號(50)包括所述接入節(jié)點(55)的地理數(shù)據(jù)；以及處理器(114)，被配置為基于所述接入節(jié)點(5 的所述地理數(shù)據(jù)計算所述GPS設備 (110)的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的GPS設備，還包括第二天線(112)，被配置為接收從至少一個關聯(lián)的非陸地GPS衛(wèi)星(15)傳輸?shù)闹辽僖粋€第二信號(20)，所述第二信號00)包括所述至少一個GPS衛(wèi)星(1 的地理數(shù)據(jù)，其中所述處理器(114)被配置為基于所述接入節(jié)點(5 的地理數(shù)據(jù)和所述至少一個GPS衛(wèi)星 (20)的地理數(shù)據(jù)中的至少一個來計算所述GPS設備(110)的位置。
3.根據(jù)權利要求1所述的GPS設備，其中所述第一天線(111)和所述處理器(114)中的至少一個被配置為基于包括在所述第一信號中的信號數(shù)據(jù)和信號強度中的至少一個來確定所述GPS設備(110)與無線接入節(jié)點(55)之間的距離。
4.根據(jù)權利要求3所述的GPS設備，其中所述處理器(114)被配置為基于所述地理數(shù)據(jù)和所述距離來計算所述GPS設備(110)的位置。
5.根據(jù)權利要求1所述的GPS設備，其中所述第一天線(111)附加地被配置為接收從至少一個關聯(lián)的非陸地GPS衛(wèi)星(1 傳輸?shù)闹辽僖粋€第二信號(20)，所述第二信號00) 包括至少一個GPS衛(wèi)星(1 的地理數(shù)據(jù)，并且其中所述處理器(114)被配置為基于所述接入節(jié)點(5 的地理數(shù)據(jù)和軌道GPS衛(wèi)星(1 的地理數(shù)據(jù)中的至少一個來計算所述GPS設備(110)的位置。
6.根據(jù)權利要求1所述的GPS設備，其中所述第一天線(111)被配置為接收從多個無線接入節(jié)點(55)傳輸?shù)亩鄠€第一信號(50)，并且其中所述處理器被配置為基于多個信號中每個信號中的地理數(shù)據(jù)來計算所述GPS設備(110)的位置。
7.根據(jù)權利要求6所述的GPS設備，其中所述處理器(114)被配置為基于所述第一信號(50)中每個第一信號的強度和包括在所述第一信號(50)中每個第一信號中的數(shù)據(jù)來確定所述GPS設備(110)與所述無線接入節(jié)點(55)中每個無線接入節(jié)點之間的距離，并且其中所述處理器(114)被配置為基于所確定的距離來計算所述GPS設備(110)的位置。
8.一種獲取全球定位系統(tǒng)(GPQ設備的地理位置的方法，所述方法包括在所述GPS設備(110)處接收(S310)從無線網(wǎng)絡的陸地無線接入節(jié)點(55)傳輸?shù)牡谝恍盘?50)，所述第一信號(50)包括所述接入節(jié)點(5 的地理數(shù)據(jù)；以及基于所述接入節(jié)點(5 的地理數(shù)據(jù)來計算(S320)所述GPS設備(110)的地理位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，還包括在所述GPS設備(110)處接收(S3K)從關聯(lián)的非陸地GPS衛(wèi)星(1 傳輸?shù)牡诙盘?(20)，所述第二信號00)包括所述GPS衛(wèi)星(1 的地理數(shù)據(jù)；以及基于所述接入節(jié)點(5 的地理數(shù)據(jù)和所述GPS衛(wèi)星(1 的地理數(shù)據(jù)中的至少一個來計算所述GPS設備(110)的地理位置。
10.一種操作全球定位系統(tǒng)(GPQ的方法，所述方法包括從提供對于網(wǎng)絡的無線接入的至少一個陸地無線接入節(jié)點(55)傳輸(S300)第一信號 (50)，所述第一信號(50)包括所述接入節(jié)點(5 的地理數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明示例實施方式使用包含地理數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡信號，從而確定接收和/或處理無線網(wǎng)絡信號的設備的位置。例如，無線信號可以作為廣域網(wǎng)或無線局域網(wǎng)(WLAN)的部分從無線接入節(jié)點傳輸，無線接入節(jié)點通常存在于私有和商業(yè)住宅中。示例實施方式和方法可以利用無線信號中的地理數(shù)據(jù)而在傳統(tǒng)GPS信號不可用的區(qū)域中和時間中快速確定位置。類似地，示例方法和系統(tǒng)可以使用來自于無線信號的地理數(shù)據(jù)來補充可用傳統(tǒng)GPS數(shù)據(jù)，從而更快速地和/或更準確地確定地理信息。
文檔編號G01S5/14GK102272623SQ201080004404
公開日2011年12月7日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權日2009年1月13日
發(fā)明者R·沙瑪 申請人:阿爾卡特朗訊美國公司