專利名稱：Gps電子地圖可控分發(fā)及精確增量更新技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以靈活控制的GPS電子地圖分發(fā)技術(shù)和一種GPS電子地圖精確 增量更新技術(shù)。通過本技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS電子地圖使用者的實(shí)時(shí)、快速、低成本的地圖 更新，徹底解決電子地圖在使用中遇到的更新難題。
背景技術(shù)：
GPS全稱為(Global Position System)，即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。其原理是通過遍 布全球上空的多個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送的相關(guān)信息，來計(jì)算出地面的任何一點(diǎn)位置的詳細(xì)經(jīng)緯度 坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精確定位。GPS電子地圖，是專用于GPS定位的，具有準(zhǔn)確坐標(biāo)信息點(diǎn)的電子化地圖系統(tǒng)。GPS 電子地圖廣泛應(yīng)用于地理勘探、路線導(dǎo)航、地圖信息查找等等領(lǐng)域。以下簡稱GPS地圖。在線式GPS電子地圖互聯(lián)終端，是特指具有GPS接收功能，并且具有發(fā)送和接收數(shù) 據(jù)信息功能的終端設(shè)備。包括并且不限于帶有GPS定位功能的手機(jī)、車載及個(gè)人GPS導(dǎo)航 設(shè)備、以及具有GPS定位功能的聯(lián)網(wǎng)電腦設(shè)備等等。以下簡稱GPS終端。GPS控制和地圖提供中心，是指專門提供GPS地圖和更新信息，以及其它信息服務(wù) 的服務(wù)提供者，它是由一系列的服務(wù)器、軟件、地圖數(shù)據(jù)庫和管理人員、客服人員等組成。以 下簡稱GPS中心。增量更新，是指對(duì)上一次數(shù)據(jù)和現(xiàn)有數(shù)據(jù)之間的變化量進(jìn)行更新。差量更新，是指對(duì)初始數(shù)據(jù)和現(xiàn)有數(shù)據(jù)之間的變化量進(jìn)行更新。GPS終端必須具備相應(yīng)的GPS地圖信息數(shù)據(jù)庫，才能夠?qū)@得的GPS定位的經(jīng)緯度 信息，轉(zhuǎn)換為具體的地理位置信息，比如所在街道名稱、所處位置附近的典型地理信息情況 等等。傳統(tǒng)的做法是，在每個(gè)GPS終端內(nèi)置詳細(xì)和全面的電子地圖數(shù)據(jù)庫。由于人類活動(dòng)及自然因素引起的地表特征信息變化，比如城市道路的建設(shè)、樓房 的拆除和修建等等，而導(dǎo)致的電子化地圖信息更新到GPS終端需要巨大的工作量和成本。 如何對(duì)每一臺(tái)GPS終端快速、有效、智能進(jìn)行地圖同步更新的問題，是本發(fā)明需要解決的主 要問題。GPS電子地圖數(shù)據(jù)庫，是使用地圖數(shù)字矢量化技術(shù)，對(duì)航拍或者衛(wèi)星拍攝的地圖進(jìn) 行數(shù)字化和分層標(biāo)注的結(jié)果。其主要元素是由位置點(diǎn)，連線組成的區(qū)域，以及對(duì)應(yīng)的信息說 明組成。地理信息的變化，反映到GPS電子地圖中，就是位置點(diǎn)、連線組成區(qū)域以及相關(guān)信 息說明的改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通用的GPS電子地圖增量更新方法和快速的分發(fā)技 術(shù)。它借助于GPS終端的數(shù)據(jù)傳輸功能，對(duì)已經(jīng)存在的GPS電子地圖的陳舊信息和誤差進(jìn) 行有效更新，并且通過算法的優(yōu)化，快速分發(fā)到每一個(gè)使用設(shè)備(GPS終端)上。本發(fā)明所說的內(nèi)容包括以下的基本流程
1、GPS終端通過內(nèi)置或者外接的存儲(chǔ)介質(zhì)，通過Internet方式，從GPS中心獲得 并且保存初始的GPS電子地圖數(shù)據(jù)庫。并且用戶可以根據(jù)自己的需求，來選擇初始地圖數(shù) 據(jù)庫所覆蓋的地理范圍。比如，初始獲得一個(gè)或者多個(gè)城市電子地圖，或者初始獲得全省范 圍地圖，等等。對(duì)初始地圖數(shù)據(jù)庫按照用戶的需求，有選擇、可控制的提供預(yù)置，避免保存大 量無效數(shù)據(jù)，顯著降低對(duì)存儲(chǔ)空間的需求，是本發(fā)明的一個(gè)重要特征。2、中心GPS電子地圖數(shù)據(jù)庫會(huì)根據(jù)自身情況，保持定期或者不定期的對(duì)自身數(shù)據(jù) 進(jìn)行更新，以保障數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性及有效性。控制中心GPS地圖數(shù)據(jù)庫每次更新，都會(huì)保存 一個(gè)相關(guān)的版本信息。3、用戶在對(duì)GPS終端的使用過程中，終端會(huì)根據(jù)當(dāng)前獲得的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)、方向 以及速度，預(yù)測(cè)未來一定時(shí)間用戶的活動(dòng)范圍，并且向GPS中心請(qǐng)求該范圍的地圖更新。GPS中心將一個(gè)城市的地圖更新，按照固定的范圍方格劃分為若干個(gè)小區(qū)域，并且 每次本身更新都會(huì)保留歷史版本信息的增量更新標(biāo)志和數(shù)據(jù)，GPS終端可以根據(jù)用戶的活 動(dòng)情況，進(jìn)行有目的的更新。對(duì)地圖更新數(shù)據(jù)進(jìn)行有選擇的小范圍、小數(shù)據(jù)和一定時(shí)間間隔的多次精確更新， 也是本發(fā)明的一個(gè)重要特征。4、用戶需要使用流程1中初始地圖范圍外的地圖時(shí)，需要重復(fù)第1步，進(jìn)行第二次預(yù)置。5、由于預(yù)置地圖數(shù)據(jù)量比較大，GPS終端本身的數(shù)據(jù)通道可能基于成本及速度的 原因，預(yù)置地圖需要通過Internet進(jìn)行。對(duì)于內(nèi)置存儲(chǔ)介質(zhì)的GPS終端，可以使用高速數(shù) 據(jù)線的方式(如USB)連接到電腦，然后使用專門的地圖預(yù)置客戶端進(jìn)行預(yù)置；對(duì)于外接存 儲(chǔ)介質(zhì)(如TFlash或者SD卡等)的GPS終端，除了可以使用高速數(shù)據(jù)線的預(yù)置方式以外， 還可以單獨(dú)將外接存儲(chǔ)介質(zhì)接入電腦進(jìn)行更新。6、考慮到盡量減小更新數(shù)據(jù)傳輸量可以減少傳輸時(shí)間以及降低傳輸成本，所以可 以使用壓縮及字典方式，對(duì)更新數(shù)據(jù)進(jìn)行盡可能多的縮減。


以上流程中，通過

對(duì)于第3步的詳細(xì)描述
附圖中圖1是表示對(duì)電子地圖分塊的示意圖；圖2是包含有行進(jìn)方向箭頭，以及分塊更 新版本標(biāo)記的示意圖。1、GPS中心將存在一個(gè)完整詳盡的、覆蓋所有需要的城市和區(qū)域的GPS地圖信息數(shù)據(jù)庫，在每次對(duì)GPS終端進(jìn)行地圖預(yù)置前，稱為初始地圖數(shù)據(jù)庫，以版本1. 0來表示。2、初始地圖數(shù)據(jù)庫按照城市和景區(qū)等主要使用范圍來劃分為若干部分。對(duì)于GPS 終端的地圖預(yù)置，也是按照這樣的劃分，按照用戶的需求進(jìn)行有選擇的預(yù)置。3、GPS終端在按照用戶的使用需求獲得初始地圖數(shù)據(jù)以后，可以進(jìn)行正常使用。在 使用過程中，假設(shè)用戶所處位置的方格編號(hào)為5，那么GPS終端會(huì)首先發(fā)送方格5以及相鄰 8個(gè)方格的地圖版本號(hào)到GPS地圖中心，進(jìn)行地圖更新查詢。在GPS地圖中心沒有地圖更新 的情況下，會(huì)返回?zé)o更新的狀態(tài)。(圖1)4、GPS地圖中心在對(duì)地圖進(jìn)行首次更新后，更新的地圖版本表示為1. 1。在收到查 詢時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)GPS終端的地圖版本為1.0，那么將會(huì)按照查詢的方格區(qū)域信息，返回對(duì)相應(yīng)方格的地圖更新部分。GPS終端在收到更新后，會(huì)對(duì)保存在本地的預(yù)置地圖進(jìn)行更新。5、隨著用戶的移動(dòng)，可以很容易的判斷用戶即將進(jìn)入的方格區(qū)域，這樣可以將每次的更新和查詢都限定于3個(gè)方格以下，保證極低的通信數(shù)據(jù)需求，獲得良好的實(shí)時(shí)性能。6、GPS中心進(jìn)行了多次地圖更新后，由于GPS終端獲得的更新版本不同，所以會(huì)存 在對(duì)不同的方格區(qū)域地圖版本及更新數(shù)據(jù)的差異。較為復(fù)雜的情況如下(圖2)用戶的移動(dòng)方向?yàn)閺淖笙陆侵劣疑辖?，上一次所處區(qū)域方格為7，GPS中心的地圖 已經(jīng)是1.4的版本。在上一次通信中，已經(jīng)對(duì)左下角的4個(gè)相關(guān)方格(4，5，7，8)進(jìn)行了更 新?，F(xiàn)在按照用戶的移動(dòng)方向，GPS終端開始請(qǐng)求GPS中心對(duì)方格(2，3，6)進(jìn)行更新。收到請(qǐng)求后，GPS中心將會(huì)按照這3個(gè)方格地圖的不同版本，分別提供對(duì)應(yīng)升級(jí)到 1.4版本的增量更新。如果GPS終端移動(dòng)方向同方格(2，5)的夾角小于一個(gè)設(shè)定值，比如10度，GPS終 端的軟件會(huì)請(qǐng)求垂直方向的相關(guān)3個(gè)地圖方格(1，2，3)的內(nèi)容更新。如果GPS終端移動(dòng)方向同方格(5，6)的夾角小于一個(gè)設(shè)定值，比如10度，GPS終 端的軟件會(huì)請(qǐng)求水平方向的相關(guān)3個(gè)地圖方格(3，6，9)的內(nèi)容更新。以此類推，用戶可以在活動(dòng)中不斷獲得可能產(chǎn)生的地圖更新，保障了用戶在使用 GPS終端的過程中，獲得實(shí)時(shí)的地圖數(shù)據(jù)。7、在實(shí)際的應(yīng)用中，具體的方格劃分還受到數(shù)據(jù)通道的流量大小和實(shí)際地圖數(shù)據(jù) 量的限制，需要按照不同的城市和地圖區(qū)域設(shè)定不同的方格大小。8、在實(shí)際應(yīng)用中，方格的更新策略還受到具體的地圖行駛線路影響。比如用戶在 高架線路上行駛的時(shí)候，那么下一個(gè)更新區(qū)域?qū)?huì)是高架線路下一出口的周邊區(qū)域，而不 是上面第6步描述的情況。以上技術(shù)還會(huì)面臨4個(gè)主要問題，分別闡述和解答如下1、由于數(shù)據(jù)傳送的延遲和失敗，導(dǎo)致的地圖不能進(jìn)行實(shí)時(shí)更新的情況。在這種情 況下，GPS終端同樣會(huì)根據(jù)已有的電子地圖數(shù)據(jù)，提供對(duì)應(yīng)的地圖定位和導(dǎo)航信息。并且會(huì) 在數(shù)據(jù)重新傳送的時(shí)候，根據(jù)預(yù)定策略，來決定繼續(xù)更新區(qū)域或者是進(jìn)入新區(qū)域的更新。2、現(xiàn)實(shí)中的電子地圖數(shù)據(jù)是按照不同的坐標(biāo)點(diǎn)信息進(jìn)行歸類，劃分為不同的地圖 層次(簡稱圖層)的。比如餐飲圖層、酒店圖層、醫(yī)院圖層等等。可以讓用戶有選擇的對(duì) 自己需要的圖層進(jìn)行更新，將會(huì)進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)更新成本，并且提高最終產(chǎn)品的實(shí)用性和 方便性。3、隨著地圖數(shù)據(jù)的更新，GPS終端需要設(shè)計(jì)一種可以根據(jù)更新進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整的導(dǎo) 航算法。在導(dǎo)航模式下，GPS中心也會(huì)根據(jù)自身擁有的全面更新的地圖數(shù)據(jù)庫，提供完整正 確的導(dǎo)航參考。4、長期不使用的GPS終端在連線后，可能會(huì)面臨大量地圖數(shù)據(jù)需要更新的需求， 可以通過在GPS終端預(yù)設(shè)判斷值進(jìn)行判斷，并且提醒用戶選擇更加經(jīng)濟(jì)快速的Internet更 新方式。以上技術(shù)將會(huì)包括具有特定功能的GPS中心和GPS終端，分別描述如下對(duì)于GPS 中心的特定功能介紹如下1、具有一個(gè)大型的GPS電子地圖數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫將會(huì)包含所有可能的GPS電子 地圖詳盡信息。
2、按照地圖信息點(diǎn)的分布情況和密集程度，將地圖數(shù)據(jù)邏輯分割成為大小不同的方格范圍，作為地圖更新的基本單元。3、對(duì)于每一個(gè)邏輯分割的地圖單元，在數(shù)據(jù)庫中將會(huì)保留所有的歷史更新信息。 用于以增量或者差量方式提供更新數(shù)據(jù)。4、通過Internet方式提供地圖數(shù)據(jù)服務(wù)。5、對(duì)于通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)壓縮和解壓功能，用于減少數(shù)據(jù)傳送中的數(shù)據(jù)量。對(duì)于GPS終端的特定功能介紹如下1、具有GPS定位功能，以及通過GSM/GPRS/CDMA/3G等方式實(shí)現(xiàn)的Internet訪問 功能。2、具有一個(gè)本地地圖存儲(chǔ)設(shè)備，比如內(nèi)置Flash/外接SD卡/MMC卡等，可以存放 一定量的有限地圖數(shù)據(jù)。3、可以通過外接USB等方式，進(jìn)行電子地圖數(shù)據(jù)的選擇性預(yù)裝和更新。4、可以通過條件1所描述的Internet功能，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)的地圖更新數(shù)據(jù)傳送。5、軟件或者硬件具有預(yù)先設(shè)置的邏輯功能模塊，能夠按照本專利所描述的更新方 法，在地圖的使用過程中實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。6、對(duì)于通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)壓縮和解壓功能，用于減少數(shù)據(jù)傳送中的數(shù)據(jù)量。
權(quán)利要求
一種在線式GPS終端的地圖更新和分發(fā)技術(shù) 它包括下列步驟及特點(diǎn)a)GPS終端通過內(nèi)置或者外接的存儲(chǔ)介質(zhì)，通過Internet方式，從GPS中心獲得并且保存初始的GPS電子地圖數(shù)據(jù)庫。并且用戶可以根據(jù)自己的需求，來選擇初始地圖數(shù)據(jù)庫所覆蓋的地理范圍；b)中心GPS電子地圖數(shù)據(jù)庫會(huì)根據(jù)自身情況，保持定期或者不定期的對(duì)自身數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，以保障數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性及有效性?？刂浦行腉PS地圖數(shù)據(jù)庫每次更新，都會(huì)保存一個(gè)相關(guān)的版本信息；c)用戶在對(duì)GPS終端的使用過程中，終端會(huì)根據(jù)當(dāng)前獲得的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)、方向以及速度，預(yù)測(cè)未來一定時(shí)間用戶的活動(dòng)范圍，并且向GPS中心請(qǐng)求該范圍的地圖更新；d)用戶需要使用流程1中初始地圖范圍外的地圖時(shí)，需要重復(fù)第a)步，進(jìn)行第二次預(yù)置。F2009100586017C00011.tif
2.權(quán)利要求1所述方法中，涉及到的在線式GPS終端地圖控制系統(tǒng)。包括具有特定功 能的GPS中心和GPS終端；對(duì)于GPS中心的特定功能介紹如下a)具有一個(gè)大型的GPS電子地圖數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫將會(huì)包含所有可能的GPS電子地圖 詳盡信息；b)按照地圖信息點(diǎn)的分布情況和密集程度，將地圖數(shù)據(jù)邏輯分割成為大小不同的方格 范圍，作為地圖更新的基本單元；c)對(duì)于每一個(gè)邏輯分割的地圖單元，在數(shù)據(jù)庫中將會(huì)保留所有的歷史更新信息,,用于 以增量或者差量方式提供更新數(shù)據(jù)；d)通過Internet方式提供地圖數(shù)據(jù)服務(wù)；e)對(duì)于通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)壓縮和解壓功能，用于減少數(shù)據(jù)傳送中的數(shù)據(jù)量； 對(duì)于GPS終端的特定功能介紹如下a)具有GPS定位功能，以及通過GSM/GPRS/CDMA/3G等方式實(shí)現(xiàn)的Internet訪問功能；b)具有一個(gè)本地地圖存儲(chǔ)設(shè)備，比如內(nèi)置Flash/外接SD卡/MMC卡等，可以存放一定 量的有限地圖數(shù)據(jù)；c)可以通過外接USB等方式，進(jìn)行電子地圖數(shù)據(jù)的選擇性預(yù)裝和更新；d)可以通過條件a)所描述的Internet功能，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)的地圖更新數(shù)據(jù)傳送；e)軟件或者硬件具有預(yù)先設(shè)置的邏輯功能模塊，能夠按照本專利所描述的更新方法， 在地圖的使用過程中實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新；f)對(duì)于通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)壓縮和解壓功能，用于減少數(shù)據(jù)傳送中的數(shù)據(jù)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以靈活控制的GPS電子地圖分發(fā)技術(shù)和一種GPS電子地圖精確增量更新技術(shù)。其主要實(shí)現(xiàn)方法是利用地圖的可選擇預(yù)裝以及在線的實(shí)時(shí)更新，實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS電子地圖使用者的實(shí)時(shí)、快速、低成本的地圖更新，徹底解決電子地圖在使用中遇到的更新難題。
文檔編號(hào)G01S1/02GK101833551SQ20091005860
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者李程 申請(qǐng)人:李程