專利名稱：：監(jiān)視方法和裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及對移動和靜止的人，動物和物體進行監(jiān)視，跟蹤和搜索。更具體地，本發(fā)明涉及一個將對一個人或一群人，動物，物體或地點進行監(jiān)視，雙向通信和搜索性能組合在一個本地區(qū)域的系統(tǒng)。
背景技術：
：監(jiān)視人，動物或物體和發(fā)現(xiàn)它們的實際位置的需求發(fā)展出許多定位系統(tǒng)，其中一些系統(tǒng)是商業(yè)上可用的。傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)使得我們可以使用不同方法計算一個人或物體的位置。主要方法如下基于全球定位系統(tǒng)(GPS)的系統(tǒng)這些系統(tǒng)是基于GPS接收機的使用，該GPS接收機接收來自至少三個GPS衛(wèi)星并計算它的位置。所計算的坐標通過無線傳輸裝置傳送到期望知道具有該GPS接收機的人的位置的一個中心或人。通常，它需要將所計算的坐標放在一個地圖上，以便于搜索該人。用于所計算的GPS坐標的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ叛b置通常為車載無線，衛(wèi)星和蜂窩電話網(wǎng)絡。雖然GPS系統(tǒng)可以在全球范圍使用，但一個給定的商業(yè)系統(tǒng)通常受到用于傳送GPS坐標的特定通信網(wǎng)絡的覆蓋范圍和其消息傳輸性能的限制。除了全球范圍內(nèi)商業(yè)的標準GPS系統(tǒng)之外，還有其他幾種用于通信和定位的地球低軌(LEO)衛(wèi)星系統(tǒng)。Multi-lateration系統(tǒng)這些系統(tǒng)使用地基固定基站來對移動物體或人進行定位。該位置是用網(wǎng)絡控制中心根據(jù)在在一個由該移動物體或人發(fā)出的已知信號到達不同基站的時間(DTOA)之間的差別來計算的。在所定位的單元被一個中心尋呼或當被在該定位單元中的一個事件觸發(fā)時或處于一個預定時刻時，該單元發(fā)送出其標識/定位信號。該定位系統(tǒng)被限制于一個由地面基站覆蓋的明確限定區(qū)域，由于其系統(tǒng)體系結構，它只具有有限的對一個特定單元實施連續(xù)監(jiān)視的性能。同時由于該系統(tǒng)，它需要將所計算的坐標放在一個地圖(通常為一個計算機化地圖)，以便于搜索所定位的單元。蜂窩電話系統(tǒng)這些系統(tǒng)使用蜂窩電話系統(tǒng)的基礎下部結構來定位一個電話單元。該單元通過已知它所位于其中的蜂窩來粗略定位或更具體地，使用幾何方法和通過測量在不同基站出的到達時間(TOA)來精確定位。定向系統(tǒng)這些系統(tǒng)使用具有方向發(fā)現(xiàn)性能的地面基站來計算一個發(fā)送已知信號的單元的位置。該位置基本上是通過將每一基站方向的方向線交叉來計算的。一些系統(tǒng)用配置由昂貴相陣列天線(通常用于找回被竊車輛)來替換地面基站。遠距離無線導航(Loran)-C系統(tǒng)這是一個無線脈沖導航輔助系統(tǒng)，它給出在水平表面的位置。這些系統(tǒng)工作于90到110kHz頻帶并包含以鏈狀群排列的發(fā)射展。鏈覆蓋范圍由每一站發(fā)射功率，在主要和次要站之間的距離，和在鏈中各個站之間的幾何排列來確定。Loran-C系統(tǒng)用于導航目的和其他跟蹤和定位應用。一系統(tǒng)將GPS和Loran-C定位系統(tǒng)合成在一起以改進精確度和可用性。上述所有系統(tǒng)使用無線通信基礎設施，這使得它們可以定位一個單元和/或?qū)⒍ㄎ粩?shù)據(jù)發(fā)送到一個系統(tǒng)中心。由于那些系統(tǒng)的復雜性，它們有限的通信事務性能，費用和所要求的規(guī)章許可，所以它們不可能由一個單獨的人為其個人用途而操作和使用。希望使用那些系統(tǒng)的人需要向運作該系統(tǒng)的公司支付服務費并被限制于那些對于公司而言是可適用和成本合算的特定應用。此外，在許多情形中，所要求的通信基礎設施，它們是令人討厭和昂貴的，只能在其中系統(tǒng)覆蓋是于經(jīng)濟因素論證的明確限定的區(qū)域。除了那些通常用于相對較寬區(qū)域位置的系統(tǒng)之外，還有一些使用簡單通信方法和在一些情況中使用廣泛搜索方法以監(jiān)視一個人或一群人的其他系統(tǒng)。那些系統(tǒng)允許使用者與一個人或一群人維持某種類型的接觸(使用無線通信)。一些通常用于監(jiān)視本地監(jiān)禁的罪犯的系統(tǒng)的特征在于當所監(jiān)視的人與一個基站的距離大于一個預定閾值距離時給出一個警告。該基站連接到一根電話線并提醒警察或安全人員該閾值距離已被超過。這種系統(tǒng)固有地被僅限于警告目的而不具有甚至在閾值距離已被超出后搜索或定位所監(jiān)視的人的功能。此外，它們不能給予所監(jiān)視的人關于他與基站的距離的任何指示(如果警報已被激活)，或如果該人比給定距離還接近一個特定地點時給出任何指示。這種系統(tǒng)的例子可以在美國專利No.5448221，5255306和4980671中找到。美國專利No.5448221公開了一種用于本地監(jiān)禁的人的監(jiān)視系統(tǒng)，它僅僅提供一個越出范圍警告性警報給所監(jiān)視的人和給一個連接到一根電話線的基站。美國專利No.5255306公開了一個監(jiān)視假釋犯的類似系統(tǒng)，包括一個由假釋犯所穿的低功率標簽，它發(fā)射一個ID信號給一個場監(jiān)視設備，該設備經(jīng)由一個蜂窩電話網(wǎng)絡向一個主計算機報告。美國專利No.4980671還公開了一個包括固定在該受禁閉人身體上的小發(fā)射機和一個位于限定區(qū)域中的遠端站和一個中心站的系統(tǒng)。一些用于輔助較老和無行動能力人的其他系統(tǒng)使用非常簡單的通信方法來發(fā)送一個告急信號和請求幫助。那些系統(tǒng)缺乏任何廣泛搜索和搜索能力，除非它們使用上述一種定位系統(tǒng)。其他系統(tǒng)被設計來監(jiān)視在一個諸如監(jiān)獄或電力廠的確定的封閉區(qū)域中人的移動，并包括一個用于在如果配有該設備的人處于危險中時廣播一個危急信號的裝置。這種系統(tǒng)被公開在美國專利No.5218344中，其中描述了一種用于監(jiān)視在一個諸如改正設施(correctionalfacility)，醫(yī)院，學?；蜍娛陆ㄖ墓矙C構中的人員的方法和系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個與在該設施的限定區(qū)域中的一個或多個固定收發(fā)機相連的計算機，和一個由被監(jiān)視的每一個人配戴的便攜式收發(fā)機單元。由上述的所有系統(tǒng)和技術可以清楚看到現(xiàn)在沒有這樣一種系統(tǒng)，它一方面將監(jiān)視，跟蹤和搜索功能簡單組合，另一方面可以無需使用任何固定基礎設施和沒有任何服務提供商的干預而可在任何地點簡單地操作。有鑒于此，本發(fā)明的一個目的是提供克服了傳統(tǒng)的定位或監(jiān)視系統(tǒng)的缺陷的監(jiān)視，跟蹤和搜索系統(tǒng)。本發(fā)明的一個目的是提供一個使用簡單，便宜，可以在任何地點操作，而無需使用任何固定基礎設施和沒有任何服務提供商的干預的系統(tǒng)，它克服了現(xiàn)有技術系統(tǒng)的前述和其他缺點。本發(fā)明的另一個目的是提供一個系統(tǒng)和裝置，它可以一方面用于警告一個或多個人另一個人被發(fā)現(xiàn)處于大于或小于一個期望的預定距離的距離處，而另一方面它可以用于對這個人進行定位。本發(fā)明的再一個目的是提供一個系統(tǒng)和裝置，它不限于一個預定設置，但它可以用于多個個人客戶設備的主機。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將隨著下面描述變得更清楚。發(fā)明概述從而本發(fā)明提供了一個監(jiān)視，跟蹤和搜索系統(tǒng)，它可以用于監(jiān)視移動或靜止的人，動物或物體和搜索它們直至由系統(tǒng)性能和環(huán)境導出的一個最大距離，而無需使用任何附加通信基礎設施。包括兩個或更多的便攜式單元的該系統(tǒng)保持在它們之間的雙向無線通信。每一單元可以監(jiān)視，跟蹤和搜索一個或許多其他單元，同時每一單元可以被一個或多個單元監(jiān)視和搜索。具有監(jiān)視，跟蹤和搜索功能的單元包括擴頻廣泛搜索和定向能力，而由第一組單元監(jiān)視和搜索的其他單元包括一個擴頻收發(fā)機。具有監(jiān)視，跟蹤和搜索能力的單元還可以被其他一個單元或多個單元監(jiān)視，跟蹤和搜索。所有這些系統(tǒng)優(yōu)選地在ISM頻帶工作，ISM頻帶在美國和全世界是用于未經(jīng)許可的擴頻通信。監(jiān)視和被監(jiān)視單元都是便攜式，在一些情況下是集成或連接到其他通信或電子設備上。另外，這兩種單元包括使得他們可以向其他單元發(fā)射或由其他單元接收消息的雙向通知能力。該系統(tǒng)單元使用幾種技術以實現(xiàn)在噪聲或有疑問通信環(huán)境中改善的性能。這些單元之間使用擴頻技術相互通信。他們使用直接序列編碼以利用在這種編碼技術中的處理增益和廣泛搜索性能的優(yōu)點。另外，他們使用頻率跳躍以改善在多徑條件，強衰減條件下的性能，以克服可能出現(xiàn)在工作頻帶的無用和窄頻干擾源。在一些情況中，這些單元可以使用分集式天線以改善盡管在衰減或無用信號情況中的接收條件。使用這些技術，定向天線和一個自適應通信算法，該系統(tǒng)的單元可以實現(xiàn)一個比現(xiàn)有技術超越的性能。監(jiān)視單元使用擴頻廣泛搜索方法來測量到一個或多個被監(jiān)視單元的距離。所測量的距離還可以發(fā)送到被監(jiān)視的單元。所有這些單元可以顯示所測量的距離和/或使用它們來執(zhí)行一個預編程功能(即，警報或外部信號的激活，消息在單元之間的傳輸，等等)。距離的測量是周期性進行的或當用戶或一個被監(jiān)視單元請求時被執(zhí)行，或作為一個外部信號的結果而被執(zhí)行。監(jiān)視單元可以在任何時刻使用定向天線和距離測量能力跟蹤，搜索和定位被監(jiān)視的單元。此外，被監(jiān)視的單元可以使用發(fā)送給它們的所測量距離來搜索監(jiān)視單元。這種能力還可以通過一個允許被監(jiān)視單元的用戶容易地知道他是正接近監(jiān)視單元或正遠離它的音視頻機制來增強。監(jiān)視單元還可以具有這種特性以有助于和加速搜索過程。監(jiān)視單元可以將依賴于其他監(jiān)視單元的信息，這樣可以增大監(jiān)視，跟蹤和搜索過程的距離范圍和效力。被監(jiān)視和/或搜索單元可以包含在其他已有設備中，諸如蜂窩電話，尋呼機，汽車警報器或其他適合的設備。附圖簡述在圖中圖1原理性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的一個被監(jiān)視/被搜索單元(MSU)；圖2原理性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的一個監(jiān)視和搜索單元(SRU)；圖3原理性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的具有一個定向天線陣列的監(jiān)視和搜索單元(SRU)；圖4原理性地顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的具有一個智能卡閱讀器的監(jiān)視和搜索單元(SRU)；圖5原理性地顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的具有PCMCIA接口的監(jiān)視，跟蹤和搜索單元(SRU)；圖6A和6B顯示了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的MSU和SRU的相關器；圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的MSU和SRU；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的MSU；圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的SRU；圖10原理性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的一些天線方向指示器；圖11顯示了發(fā)射/接收定時；圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的頻率跳躍的消息接法；圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的網(wǎng)絡運作；圖14是根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的請求處理過程的流程圖15是根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的搜索過程的流程圖；優(yōu)選實施例詳述根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的監(jiān)視，跟蹤和搜索系統(tǒng)將參照圖1-15進行描述，它包括兩個基本單元被監(jiān)視/被搜索單元-MSU；和監(jiān)視和搜索單元-SRU。該單元還可作為一個MSU來工作。在附圖中根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的兩種單元具有基本相同基礎結構，同時SRU包括附加的特殊功能，使得它可以執(zhí)行距離測量和定向。對于本領域技術人員很明顯的是，MSU和SRU都可以幾種滿足特定要求的結構來實現(xiàn)?，F(xiàn)在參照圖1，圖中所示的根據(jù)本發(fā)明特定優(yōu)選實施例的MSU包括兩個基本部分數(shù)字部分和無線部分。數(shù)字部分包括一個微處理裝置1，該微處理裝置包括一個處理器，用于存儲程序和數(shù)據(jù)的存儲器和輸入/輸出(I/O)端口。這些I/O端口部分連接到用于顯示消息，警報，控件等的顯示裝置2，一個用于通過一個小揚聲器或類似設備再現(xiàn)預錄制或合成的音頻消息，警報和其他用于單元操作的特殊聲音的音頻裝置3，一個為安靜地提醒或通知用戶關于特殊事件的出現(xiàn)的振動器4，和用于使用戶可以設置，操作和測試MSU的單元控制器5。此外，微處理裝置還可以通過一個串行外部接口6與其他電子單元交換數(shù)據(jù)。微處理裝置1控制MSU的總的操作過程。它由一個產(chǎn)生包括合成器單元8所需要的那些時鐘的所有時鐘的時鐘發(fā)生裝置7來驅(qū)動。時鐘發(fā)生裝置7由可以選擇不同時鐘速率(例如，為節(jié)約能耗，改變時間片斷速率，中央速率等)的微處理器1來控制。該微處理器存儲器優(yōu)選地包括一個用于存儲用戶軟件的ROM，EPROM，或EEPROM和一個具有備用模式和用于存儲數(shù)據(jù)的后備電池的靜態(tài)RAM。當然，其他類型的存儲器，包括閃存，智能卡，磁卡等也可以與上述一種或多種類型存儲器結合使用。無線部分包含下述單元a.用于接收和發(fā)射數(shù)據(jù)的一個天線或一組天線9，它包括一個有微處理器1控制16的天線選擇器10，b.一個用于將天線輸入連接到發(fā)射機12或接收機13的T/R開關11，它也有微處理器1來控制16，c.一個用于接收調(diào)制擴頻數(shù)據(jù)并將它轉換為基帶數(shù)據(jù)14，以產(chǎn)生一個連接到微處理器1的所接收信號強度指示器19的擴頻接收機13，它也有微處理器1經(jīng)由控制器，時鐘和狀態(tài)總線來控制，d.一個發(fā)射由數(shù)據(jù)擴展器(spreader)15(一個偽隨機噪聲發(fā)生器)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的擴頻發(fā)射機12，它由微處理器1經(jīng)由控制器，時鐘和狀態(tài)總線來控制，e.一個用于產(chǎn)生IF和RF頻率的合成器，它由微處理器1經(jīng)由控制器，時鐘和狀態(tài)總線來控制，f.一個也由微處理器1經(jīng)由相同總線來控制的，用于將所接收的擴頻數(shù)據(jù)14與已知的PN序列進行相關的相關器17。相關裝置17處理由接收機13產(chǎn)生的I和Q信號14并使它自己與所接收的擴頻序列同步以執(zhí)行兩個基本功能a.擴頻的所接收的I和Q數(shù)據(jù)14的解碼，I和Q數(shù)據(jù)14被轉換為也由微處理器1處理的所接收數(shù)據(jù)18。b.使得數(shù)據(jù)擴展器15可以產(chǎn)生一個與所接收消息同步的擴頻消息的同步定時的產(chǎn)生。圖6A和6B示出了相關裝置的詳細描述。所發(fā)射的數(shù)據(jù)21有微處理器21產(chǎn)生并被直接序列擴展器15轉換為擴頻數(shù)據(jù)。如圖1所見，控制器，時鐘和狀態(tài)總線20在大多數(shù)MSU單元之間互連，使得時鐘，定時，控制和狀態(tài)信號可以在那些單元之間分布。MSU可以使用用于改善在衰減或其他干擾條件存在的環(huán)境中的接收的單個全向或定向天線或一組天線9。在那些情況中，空間分集式天線的使用顯著地改善了接收性能。一個天線或一組天線可以是內(nèi)部(優(yōu)選地為一個印刷天線)或可以是外部的，它可以接連接到單元或安裝在一個車輛上等和經(jīng)由一根電纜連接在單元上。在一些優(yōu)選實施例中，單元將可以與如上所述不同類型的天線一起工作。MSU包括一個電池和一個DC-DC轉換器(圖中未示)，它們用于為每一MSU電路提供合適的電壓。圖2中顯示了與圖1中所示的MSU結構類似的基本SRU，它包括對于SRU操作所需要的所有附加功能。SRU具有使用定向天線31的能力，這使得它可以識別發(fā)射信號給SRU的一個MSU的大致方向。該基本SRU可以使用兩類天線a.一個用于監(jiān)視的全向天線和b.當要求搜索使，用一個定向天線替換全向天線。在另一個優(yōu)選實施例中，該單個定向天線用于監(jiān)視和搜索功能。在一個附加的優(yōu)選實施例中，當正確的工作模式被選擇時，由SRU自動在這兩種天線之中進行選擇。再一個實施例(圖3所示)包括一個定向天線陣列42(優(yōu)選地，但不限于，在3-8元件43之間)，和一個選擇其中一個天線或那些天線部分的組合或所有這些天線(以獲得更寬的天線或全向天線)的選擇器44。該天線陣列優(yōu)選地為印刷天線，它顯著地簡化了結構和降低了成本。與MSU類似，SRU單元也可以使用許多類型的外部天線，包括可伸縮單元或安裝在一部車輛上的天線，等，和經(jīng)由一根電纜連接到單元上。此外，參照圖2，SRU包括一個延遲測量電路32，它測量由第一個發(fā)射序列的開始到一個或多個所接收序列的開始所消耗的時間。該延遲測量電路由擴展裝置15初始化和激活34(指示第一序列正被發(fā)送)。對于來自由接收機相關器17接收的正確ID的每一偽隨機噪聲(PN)，延遲的數(shù)值被采樣(如連線33原理性顯示的)。幾個平均值可以被平均以改善所測量的延遲的精確度。SRU在任何時候可以作為MSU工作，而在那種情況中，時間測量功能將不可用。當工作時，參照圖2，SRU發(fā)射一個包括(在其他信息中)所被監(jiān)視的MSU的獨特的標識符的信號。該ID被MSU以可以顯著改善它的檢測的方式特別編碼為擴頻信號。所發(fā)射的擴頻信號優(yōu)選地包括一個對于每一發(fā)射的數(shù)據(jù)位的PN序列。該ID優(yōu)選地包括由8位誤差校正碼增強的24位數(shù)。每一個增強的32位ID碼用于調(diào)制一個PN序列，同時每一“1”位反轉PN序列。如果接收該信號的MSU識別自身，它就發(fā)回一個具有對于該MSU特有的標志的響應信號。當SRU接收該MSU響應，它就通過比較當消息發(fā)射時的內(nèi)部時鐘與當接收到響應信號時的時鐘來測量所消耗的時間。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中和參照圖4，SRU包括一個智能卡接口50，使得它可以由所插入的智能卡51讀取或向其寫入信息。那些智能卡51可以包含MSU或SRUID，以及一些諸如用戶描述，通信參數(shù)，用戶特殊參數(shù)等的附加參數(shù)。通過讀取智能卡信息，SRU可以監(jiān)視，跟蹤或搜索一個或多個所讀取ID的單元。寫入智能卡的信息包括所接收的消息，跟蹤史，狀態(tài)等。如對于技術人員顯而易見的，一個MSU還可以包括一個類似于對于SRU所描述的智能卡。在那些實施例中，SRU和MSU單元可以支持通過一個連接到個人計算機上的串行接口進行設置的功能。參照圖1-4，該串行接口6可以，但不限于，電的(RS-232或類似的)或紅外的。這種選項允許具有完全后備和編程參數(shù)的控制的單元的即時設置。設置使用一種友好程序完成，該程序引導用戶如何設置不同系統(tǒng)和單元參數(shù)。在另一個優(yōu)選實施例中，SRU將包括一個到可以讀取包括單元ID，用戶姓名，參數(shù)等的少量數(shù)據(jù)的條形碼閱讀器的接口。該條形碼閱讀器將優(yōu)選為一個內(nèi)部條形碼閱讀器，但它還可以是一個外部閱讀器，例如，連接到圖1-4所示的串行接口。當一個外部條形碼閱讀器被使用時，它優(yōu)選地由SRU接收其工作能量。如前所述，MSU和SRU都可以支持到幾個外部單元的串行通信接口(包括RS-232，紅外，等)。圖5顯示了一個SRU的特殊實施例(但明顯地，它可以適用于MSU)，它包括一個PCMCIA接口55以允許它們連接到一個膝上型計算機56或掌上型計算機。在此優(yōu)選實施例中，SRU或MSU根據(jù)PCMCIA標準而被封裝，這使得任何便攜式計算機可用做該系統(tǒng)的一個集成單元。通過具有所附的PCMCIA模塊，該計算機可以正確地作為與單元獨立的MSU或SRU工作。以一種類似方法，SRU或MSU單元可以附于或集成到許多其他電子設備上，包括蜂窩電話，無線發(fā)射系統(tǒng)，汽車警報器，家用警報器和其他類型的保安系統(tǒng)等。圖6顯示了一個由于檢測所接收的擴展序列，識別所接收的ID，將所接收的數(shù)據(jù)解碼和產(chǎn)生對于發(fā)送一個同步偽隨機序列所要求的所有同步定時的MSU和SRU相關裝置的框圖。參照圖6A，MSU相關裝置包括用于在所接收的數(shù)據(jù)和一個已知偽隨機序列之間相關的偽隨機序列匹配濾波器62，用于將所接收的消息解碼和產(chǎn)生一個接收數(shù)據(jù)信號68的消息解碼器63，一個用于將偽隨機序列增加入根據(jù)單元ID的正確極性的ID組合器64，用于產(chǎn)生應答消息的發(fā)送同步定時的一個包絡檢測器65和一個信號出現(xiàn)檢測器66。該匹配濾波器62由RF部分(圖中未示)所接收的I60和Q60饋入信號，優(yōu)選地包括一對完全偽隨機序列相關器。上述所有模塊由MSU微處理器(圖中未示)控制。參照圖6B，SRU相關器包括基本與MSU相關器相同的模塊(圖6A)，但優(yōu)選地包括對于識別和處理多徑信號所要求的附加邏輯電路。I69和Q70信號被匹配濾波器71進行相關并被ID組合器78組合。來自ID組合器78的輸出I和Q信號饋入三個采樣電路Path#-1采樣72，Path#0采樣73和Path#1采樣74。相同的I和Q信號饋入多徑檢測和估計裝置75，該裝置75控制76采樣電路72-74并指定三個采樣電路中每一個對I和Q信號采樣的定時。最佳的結果通過將在路徑組合器/選擇器79中組合每一采樣電路的I和Q輸出來接收。一個定時檢測和估計裝置80使用路徑組合器/選擇器79輸出來提供所接收消息的定時。SRU微處理器(圖中未示)執(zhí)行對所有相關電路的控制。所接收的消息被產(chǎn)生一個連接到微處理器的接收數(shù)據(jù)信號81消息解碼器解碼。SRU優(yōu)選地根據(jù)被監(jiān)視單元，通信信道質(zhì)量和其他參數(shù)來改變它的工作參數(shù)。例如，SRU可以執(zhí)行，但不限于，每秒10-100次距離測量的平均(每分鐘測量600-6000)，但具有根據(jù)應用，信號負荷，與目標物體的距離(測量間隔可以適應于距離，同時遠處物體可以比近處物體更頻繁地測量)，用戶設置等來改變在兩個連續(xù)測量之間的時間。對于目標物體距離，監(jiān)視過程更加有效地給予可能在預定范圍外部的單元更多的注意。一個特定MSU的監(jiān)視間隔過程優(yōu)選地在30-600秒范圍內(nèi)。在搜索模式中，該頻率可以優(yōu)選地增加到每秒測量5-100次。此外，用戶可以在任何時候開始到單個或一組MSU的距離測量。此外，SRU可以根據(jù)與MSU的距離和通信鏈接質(zhì)量來改變擴展時間片斷速率，數(shù)據(jù)速率，PN序列長度，發(fā)射功率和其他參數(shù)。距離測量優(yōu)選地使用一個平均濾波器，它可以用軟件或硬件來是實現(xiàn)，以將誤差的影響平滑(根據(jù)測量間隔)和另外，SRU和MSU都通過分析質(zhì)量，方向(對于配置有定向天線的單元)，所接收信號的到達強度和時間來執(zhí)行多徑消除或減少。一個附加的距離測量改善還可以通過估計理論上相關峰的位置，優(yōu)選地使用使實際相關值符合數(shù)學函數(shù)的算法來實現(xiàn)。MSU或SUR的單機實施例和根據(jù)圖7的優(yōu)選實施例，包括一個優(yōu)選為長方形的小盒子100，這很容易由一個人佩帶在他的帶子，口袋等上，和包括任何用于將該盒子連到和固定到該帶子或口袋上的裝置，優(yōu)選地在該單元后面有一個彈性夾子(圖7中未示)。它還包括一個用于顯示所接收的消息，發(fā)送的消息，狀態(tài)信息，操作菜單，控制數(shù)據(jù)，廣播數(shù)據(jù)等的字母數(shù)字顯示器101，一個用于傳輸前面預定或選擇的緊急呼叫消息或其他類型的消息的緊急事件按鈕102，一個用于再現(xiàn)音頻警報，消息或控制/狀態(tài)信號(例如，在搜索過程，或當超出覆蓋區(qū)域等時)的小揚聲器或蜂鳴器103，一個包括一些用于單元操作的按鍵的小鍵盤104和用于在單元操作過程中不同確認和狀態(tài)目的的指示器105。當然，用戶可以計劃或選擇他所希望聽見的音頻信號。另外，字母數(shù)字顯示器具有可選的背景光，這可以改善在低亮度條件下的閱讀能力。該單元優(yōu)選地用小滑動鍵(圖中未示)來開啟和關閉，但它具有通過切斷顯示和其他單元功能來節(jié)省能量的機制。該單元具有一個天線，優(yōu)選地為集成在單元中的天線，但在一些優(yōu)選實施例中，一個外部天線可以由單元拉出或通過一個外部連接器連接到單元。該由標準電池供電工作的單元可以由一個非熟練的操作者更換。一個低電池電量指示器，用于警告操作者關于低電池電量的情況。這一優(yōu)選實施例的各種變型可以包括一個智能卡接口和用于將該智能卡插入單元的裝置。一個不同的優(yōu)選實施例，更適合MSU，被示于圖8，包括一個附在用于將該單元固定在用戶手或腿上的帶子111上的表形盒子110。單元功能類似于那些在圖7中顯示的功能，并包括一個字母數(shù)字顯示器112，狀態(tài)指示器118，確認和狀態(tài)指示器114，單元控制器115，緊急事件按鈕116和一個可選的表顯示器117。該單元優(yōu)選地由塑料制成，優(yōu)選地具有一個2英寸的平均直徑和包括一個內(nèi)部天線和一個小電池盒。圖9顯示了更適合SRU另一個優(yōu)選實施例。它包括一個手持單元121，包括一個盒體122和一個電連接到所述盒體上的蓋子123。該盒體包括一個字符和圖形顯示器124，用于顯示所接收的消息，發(fā)送的消息，狀態(tài)信息，操作菜單，控制數(shù)據(jù)，方向指示，廣播數(shù)據(jù)等，一個ESCAPE(逸出)鍵125，一個SEND(發(fā)送)鍵126，一個MODE(模式)鍵127和四個箭頭鍵128，用于操作和執(zhí)行所有單元功能，一個用于再現(xiàn)音頻警報，消息或控制/狀態(tài)信號(例如，在搜索過程，或當超出覆蓋區(qū)域等時)的小揚聲器或蜂鳴器129，一個用于開啟和關閉單元的ON/OFF開關130，一個用于連接用于設置，報告，組合操作等的串行接口連接器131和一個用于在由一個人攜帶時將單元固定到一根帶子或口袋的帶夾132。如同在其他實施例中的，用戶可以計劃或選擇他所希望聽見的音頻信號和字母數(shù)字顯示器具有可以改善在低亮度條件下的閱讀能力的可選背景光。當然，該單元還可以包括一個智能卡接口和使得智能卡可以插入單元的裝置。蓋子123包括一個用于檢測所接收消息的方向的內(nèi)建定向天線。當用戶希望發(fā)現(xiàn)到所監(jiān)視或搜索的MSU的方向時，他打開蓋子到一個水平位置，則該顯示器133將顯示該方向。為更好地理解方向是如何顯示的并參照圖10，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例配置的SRU顯示器包括一個星形圖形方向指示器141。該指示器具有等于嵌入SRU蓋子的天線數(shù)目的指向指示器142。例如，在圖10中，這種指向指示器142的數(shù)目為5。當消息被接收時，SRU通過圖示示出相應的指向指示器來顯示接收的方向與質(zhì)量。接收的質(zhì)量通過部分143的成比例的顯示或所有的指向指示器來顯示。同時沒有圖示代表NR-NORECEPTION(無接收)144，部分圖示代表VPQ-VERYPOORQUALITY(非常低的質(zhì)量)145，LQ-LOWQUALITY(低質(zhì)量)146，MQ-MEDIUMQUALITY(中等質(zhì)量)147和GQ-GOODQUALITY(好質(zhì)量)148，而完全圖示代表EQ-EXCELLENTQUALITY(優(yōu)異質(zhì)量)149。該方向指示器僅僅是一個優(yōu)選實施例，當許多其他的方向指示器可以在不超出本發(fā)明的范圍前提下使用。另一個優(yōu)選實施例包括一個集成的機械或電子的羅盤，使得用戶可以參照絕對方向安排其方向指示器并可以計算所測量方向的方位角。所計算的方位角還可以被傳輸給其他單元和用做改進搜索過程的參考。如上所述，和通過參照圖9，該單元具有一個天線，優(yōu)選為集成在蓋子中的天線，但在一些優(yōu)選實施例中，一個外部天線可以由該單元拉出或通過一個外部連接器連接到該單元。該單元是由標準電池供電運行的，可以很容易被一個不熟練的操作者替換。一個低電池電量指示器，用于警告操作者關于低電池電量的情況。如前所述，范圍計算通過計算在發(fā)送信號的開始時間到一個或多個同步接收信號的開始時間之間消耗的時間了實現(xiàn)。參照圖11，發(fā)送信號-TS151，包括n個偽隨機序列，標號為S#1到S#n。序列的數(shù)目不固定(優(yōu)選在10-40之間)并適合于幾個鏈接參數(shù)以同時改通信質(zhì)量和信道使用。時間片斷率和每一偽隨機序列的長度也是可變的并適應于操作參數(shù)。在發(fā)送信號151中的S#1的開始的時間標志保持在發(fā)射機中。當一個信號被接收152而與相同偽隨機序列的相關在任何序列上被發(fā)現(xiàn)(不需要在第一個序列上被發(fā)現(xiàn))，則消耗的時間可計算如下消耗的時間＝所接收的信號相關的時間標志-T0的時間標志。消耗的時間以時鐘單位來計算，為時鐘，時間片斷率時鐘。如果，例如，在一個優(yōu)選實施例中，時間片斷率為20MHz，而如上計算的差值為5700脈沖，這意味著所消耗的時間為5700×50ns(納秒)＝285us(微秒)。在TS和RS之間的實際延遲時間為延遲＝所消耗的時間-n*SL同時SL-序列長度＝時間片斷數(shù)目×時間片斷持續(xù)時間當下面公式為真時，n-一個整數(shù)作為最大整數(shù)所消耗時間＞n*TS在單元之間的范圍通過將延遲時間轉換為光在這一時間中行進的距離并除以2來計算。如同對于本領域技術人員應可以理解的，所測量距離的精度可以通過估計所接收信號(在每一端)的相關峰的理論位置來改進。使用合適的算法(例如，使實際相關函數(shù)適合于數(shù)學函數(shù)并將數(shù)學函數(shù)峰用做實際峰)，這可以將誤差降低到時間片斷持續(xù)時間的很小的百分比。SRU和MSU單元都具有可選的發(fā)送和接收頻率跳躍信號的能力。頻率跳躍與直接序列擴展相結合來使用。當它們一起使用時，系統(tǒng)由于可以克服在包括近/遠問題的未經(jīng)授權的頻帶發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)干擾，從而具有更大的穩(wěn)健性。參照圖12，SRU用一個為預定頻率的呼叫消息-CMU#1-165來呼叫MSU，而MSU用為四個不同頻率166-169的應答消息(AM)順序地響應。頻率的數(shù)目和數(shù)值是系統(tǒng)參數(shù)并可以由SRU在發(fā)送其呼叫信息(CM)時預定或動態(tài)定義。一個來自不同單元170的呼叫消息被發(fā)送到一個不同的MSU，而它用在不同頻率組171-174的四個應答消息來響應。這使得SRU可以使其自身適應于環(huán)境和選擇可以實現(xiàn)最佳結果的頻率。另外，它降低了在兩個獨立運作的，并處于相互干擾距離的相似單元之間的互擾?，F(xiàn)在參照圖13，所建議的系統(tǒng)可以根據(jù)特定應用來構建，所述特定應用范圍可以從包括一個SRU180和少量MSU180-101和MSU182-185的非常簡單系統(tǒng)到包括許多SRU180-181和MSU182-185的相當復雜系統(tǒng)。每一SRU于所有被監(jiān)視的MSU保持連續(xù)通信并測量到每一單元的距離。并行地，它打開其接收機以允許來自任何MSU的消息的接收。如上所述，SRU測量到每一被監(jiān)視的MSU的距離并將該距離與預先計劃的距離范圍相比較。如果該到一個或多個MSU的距離是在對于該MSU的預先計劃距離范圍之外(小于或大于)，則SRU可以通知用戶，指示該特定MSU在預定距離范圍之外。作為對這一事件的響應，SRU可以發(fā)送一個消息到所監(jiān)視的MSU來通知用戶，他在預定距離范圍之外。該消息可以包括將顯示給用戶的所測量的距離。所測量距離的數(shù)值與先前的讀數(shù)相比較以丟棄錯誤的測量。監(jiān)視過程可以自動開始或在MSU登錄之后手動開始。SRU用戶可以為監(jiān)視每一MSU或一組MSU而設置不同的參數(shù)，或使用系統(tǒng)缺省值。說明性的，而非限制性的，參數(shù)可以如下定義-監(jiān)視優(yōu)先權-監(jiān)視的間隔-距離范圍-監(jiān)視事件史的保存-MSU和SRU通知的類型-消息接發(fā)選項如同對于技術人員應可理解的，該監(jiān)視過程執(zhí)行所有的監(jiān)視功能，同時盡可能保持通信信道自由。如上所述，這可以通過使通信和監(jiān)視參數(shù)適應于信道質(zhì)量和監(jiān)視任務來實現(xiàn)。在一些情況中，當要求一個持續(xù)的監(jiān)視時，被監(jiān)視的單元不需要周期性地監(jiān)聽通信信道，這通過將監(jiān)視限制為被動的而可以顯著降低信道通信量和MSU功耗。這意味著，每一MSU將被預定為在預定時間間隔(優(yōu)選為幾秒到幾小時)發(fā)送監(jiān)視請求給SRU。MSU通常為待機模式，并僅僅作為一個MSU事件的結果或在預定時間，它才與SRU通信并請求一個監(jiān)視操作。預定事件例如可以是如下的結果-內(nèi)部事件1.時間間隔計時器2.日時鐘3.電池狀態(tài)4.預定事件5.將單元開啟或關閉6.內(nèi)在傳感器-外部事件1.串行通信消息2.外部傳感器(例如，沖擊，定位，等)3.模擬傳感器4.數(shù)字輸入作為這一監(jiān)視操作的結果，SRU或MSU都可以啟動一個動作。例如，如果MSU處于所允許范圍之外，它可以進入正常模式并允許SRU搜索它。這一模式對于其中要求監(jiān)視目標物體的應用而言非常有用。SRU將周期性或基于請求地，將準備一個包括所有被監(jiān)視單元狀態(tài)與觸發(fā)每一監(jiān)視動作的事件的報告。該SRU還可以當來自一個特定MSU的所期望被動監(jiān)視動作在由先前監(jiān)視動作開始的一個預定時間間隔中沒有實施時，通知用戶。SRU用戶具有啟動一個搜索操作的選項以發(fā)現(xiàn)一個被監(jiān)視的MSU。被搜索的MSU用戶可以被通知他正被搜索，允許他在一些情形下，與搜索過程合作。另外，該MSU可以被連續(xù)地通知，SRU正越來越接近。關于搜索過程進度的SRU或MSU用戶通知可以以幾種方式生效，例如音頻通知可變頻率或響度的蜂鳴聲可以指示SRU是否接近或遠離MSU(或指示它與MSU的距離)。用戶優(yōu)選地可以使用頭戴式耳機或一個小的集成式揚聲器或蜂鳴器來收聽蜂鳴聲。視頻通知彩色的LED可以指示SRU是否接近或遠離MSU。另外，一些SRU或MSU可以包括一個指示所測量的距離的字符，數(shù)字或模擬顯示器。通常，搜索結果指示器可以根據(jù)一個用于處理所測量的距離的內(nèi)部算法來設置。在一個優(yōu)選實施例中，每一個新的測量將考慮到與先前的測量當前測量之間所消耗的時間，每一信號的所接收信號質(zhì)量，所測量的方向(如果可用)，多徑條件或測量的距離而與其權平均。理論上，該算法執(zhí)行一個移動平均過程，其中越近的測量具有更高的加權。算法參數(shù)動態(tài)改變以使平滑過程適應于信道條件和距離變化率。另外，由低質(zhì)量接收或強多徑引起的誤差測量將被丟棄。內(nèi)部算法降低了用戶混亂和改善系統(tǒng)性能，特別在一些有問題的區(qū)域或在通信困難信道的條件。在搜索過程中，為了改善這一過程，SRU具有連續(xù)測量僅僅到所搜索的MSU的距離和方向的選項。根據(jù)一個其中具有單個定向天線的優(yōu)選實施例，SRU用戶可以以不同方向移動單元和處理所接收的信號(基于信號強度和其他參數(shù))，從而給出一個到MSU的方向的指示。根據(jù)第二優(yōu)選實施例，如圖9所示，SRU包括一組可以由微處理器選擇的定向天線。在此實施例中，處理器將由每一天線接收信號并處理它們。MSU方向?qū)⒁砸粋€指示方向和信號質(zhì)量的特殊的顯示來顯示(見圖10)。搜索操作模式通常由SRU用戶啟動以發(fā)現(xiàn)一個特定MSU的位置。然而，也可以如下所示啟動一個搜索過程自動地SRU將在一個異常事件(如果預選計劃的)之后進入該模式。在搜索過程中，SRU可以連續(xù)監(jiān)視其他單元。MSU請求地一些MSU可以請求一個被動的SRU搜索，這意味著SRU將連續(xù)執(zhí)行它所有其他功能，但對于請求此次搜索的MSU，SRU將處理過的數(shù)據(jù)傳送給它，使得MSU用戶可以發(fā)現(xiàn)SRU(與正常情況相反)。被動搜索過程可以對于幾個MSU同時進行。SRU或MSU可將保存在一個參考位置處的測量距離并在稍后將一個新測量距離與該參考點相比較。在一些不同情況中，當正常指示器不能清楚顯示搜索過程是否收斂，用戶可以存儲在一個已知點處的測量距離并在移動一個顯著距離之后，進行一次距離比較。如果該距離更短，則用戶將被通知而新的地點將作為基準被保持用于下一次比較。在單元之間的距離，對于參考目的，將由幾次讀數(shù)被計算一具有更可靠的測量。對于歷史使用，MSU或SRU可以保持在每一個參考點處的距離讀數(shù)。參考圖15，一個搜索過程220可以由一個事件觸發(fā)而自動啟動或由SRU用戶手動啟動。當搜索過程被啟動，初始參數(shù)被設置221，初始參數(shù)包括搜索模式，通信參數(shù)，搜索間隔，警告/通知選項，事件歷史記錄選項和其他設置參數(shù)。根據(jù)這些參數(shù)，SRU發(fā)送一個搜索消息223并等待一個響應225。如果沒有接收到應答227，則SRU檢查預定的重試次數(shù)是否已超過226。超過這一限制意味著與被搜索單元的通信已失敗而一個請求過程應被執(zhí)行228(進一步的細節(jié)參照圖14)。如果重試次數(shù)226未超過，則SRU將優(yōu)選地修正通信參數(shù)224以實現(xiàn)與被搜索單元更好的通信。接著，重試次數(shù)被加一222。當接收到一個響應，SRU分析其質(zhì)量230，如果可以接受則處理該應答232。否則，SRU將優(yōu)選地修正搜索參數(shù)部分231并發(fā)送一個新的消息。例如，不同頻率的所接收消息被分析而搜索參數(shù)根據(jù)先前和當前結果而被修正。另外，質(zhì)量閾值也優(yōu)選地適應于實際的通信質(zhì)量。在處理了應答之后232，如果搜索標志為有效，然后，搜索參數(shù)被刷新234(根據(jù)所測量的距離，優(yōu)先權，等)，指示器被設置而如果包括搜索結果的所要求消息被發(fā)送，則搜索過程將繼續(xù)。如果搜索標志不是有效，則搜索過程結束235。該流程圖僅僅用于解釋的目的而由于顯而易見的原因，它不包括在每一不同實施例的完整流程圖中發(fā)現(xiàn)的所有特殊結構性細節(jié)。如前所述，在任何時候，任何被監(jiān)視的MSU可以發(fā)送一條消息(緊急事件，控件等)到SRU而作為響應，SRU將發(fā)送一個確認該MSU。顯而易見地，SRU還可以在任何時候發(fā)送一條消息給單個，一組或所有被監(jiān)視的MSU。在一些情況中，其中在SRU和MSU之間沒有通信鏈接，則SRU可以啟動一個用于建立與一個特定或一組單元之間鏈接的請求過程。該請求過程通過發(fā)送一個呼叫信號給被呼叫單元或多個單元來發(fā)生。如果沒有接收到響應或質(zhì)量很差，則SRU將修正一些信道參數(shù)以實現(xiàn)更好的結果。當請求過程完成時，用戶由任何一個音視頻指示器來通知。如果由SRU用戶定義，則MSU用戶也可被通知，他的單元已被一個SRU接收到。參照圖14，一個請求過程200啟始以建立一個與一個單元的第一次通信。在請求過程啟動之后，初始通信參數(shù)被設置201，初始參數(shù)包括發(fā)射功率，鏈接頻率，時間片斷率，所用天線等。根據(jù)這些參數(shù)，SRU發(fā)送一個呼叫消息203并等待一個響應205。如果沒有接收到應答207，SRU檢查預定的重試次數(shù)是否已超過206。超過這一限制意味著與被呼叫單元的通信已失敗208而應通知用戶。如果重試次數(shù)206未超過，則SRU將優(yōu)選地修正通信參數(shù)204以實現(xiàn)與被呼叫單元更好的通信。接著，重試次數(shù)被加一202。當接收到一個響應，SRU分析其質(zhì)量211，如果可以接受則處理該應答212。否則，SRU將優(yōu)選地修正通信參數(shù)部分210并發(fā)送一個新的消息。例如，如同前面對于搜索過程所解釋的，不同頻率的所接收消息被分析而搜索參數(shù)根據(jù)先前和當前結果而被修正。另外，質(zhì)量閾值也優(yōu)選地適應于實際的通信質(zhì)量。在處理了應答之后212，則請求過程結束213。該流程圖僅僅用于解釋的目的而由于顯而易見的原因，它不包括在每一不同實施例中發(fā)現(xiàn)的所有細節(jié)。除了距離測量和定向的基本功能之外，本發(fā)明所述系統(tǒng)固有地支持一個寬范圍的用于不同應用或使用的功能。如同對于技術人員很明顯地，用于距離測量的相同通信信道可以用于在任何兩個單元(MSU-MSU，SRU-SRU和MSU-SRU)之間的雙向通信。下面是一個根據(jù)本發(fā)明特殊實施例的系統(tǒng)所用的主要類型消息的列表。</tables>所有消息優(yōu)選地包括目的地和發(fā)送者描述以及適應于所用信道的誤差校正碼。所有非廣播消息優(yōu)選地被確認以確保消息被正確地接收。非接收消息或不可校正的消息優(yōu)選地進行重試。對于一些類型消息，除了自動系統(tǒng)確認之外還請求用戶的手動確認。手動確認優(yōu)選地通過按下應急按鈕或?qū)τ谀且荒康奶囟ǖ娜魏纹渌粹o來執(zhí)行。該特征允許消息發(fā)送者可以檢驗該消息是由用戶所接收的。消息優(yōu)選地為封裝消息，其中只有一個消息碼被發(fā)送，但對于許多應用而言，它們可以是具有或沒有加密(使用加密來改善隱私性和安全性)的自由文本消息(例如，ASCII碼的)。所接收的消息還可以用于控制輸出線和單元功能。如果先前已設置，則一個消息還可以作為一個MSU正被關閉的結果發(fā)送(該消息在該單元被關閉之前發(fā)送)或當單元被開啟時發(fā)送。消息通常顯示在一個字母數(shù)字顯示器上，雖然它們可以其他形式，例如，音頻形式，來提供。在多數(shù)情形中，只有消息碼被發(fā)送，同時，單元接收該消息碼，顯示完整的消息或激活一個音視頻指示器。在一些情形中，一個機械振動器用于提醒用戶接收到一個消息。在另一個優(yōu)選實施例中，消息碼用于產(chǎn)生一個聲音消息(使用一個內(nèi)部語音合成器)。該聲音消息在該單元由幼童，較大或無行為能力的人攜帶時或在用戶不能自由讀取所顯示消息的，非常有效。在其他優(yōu)選實施例中，還要增加一個語音識別功能，使得人們可以發(fā)送緊急事件消息或任何其他消息，而無需任何按鍵操作。系統(tǒng)中每一單元的設置是基于在生產(chǎn)過程中或之后預制的缺省參數(shù)。用戶可以修正那些參數(shù)部分以使該單元適應于他的特定要求和應用。MSU單元具有一個簡單的設置，同時SRU單元允許用戶指定監(jiān)視，跟蹤，搜索和消息接發(fā)參數(shù)。另外，每一SRU可以被設置來作為MSU工作(結合它的SRU功能)。該SRU具有使用一個設置/構建消息來遠程設置一個MSU的能力。一個在設置過程期間被執(zhí)行的最重要任務是將一個新的MSU增加到監(jiān)視列表中。該過程可以通過使SRU單元進入一個注冊模式并激活MSU而容易地完成。該注冊過程將讀取該MSU的地址并檢驗該MSU的通信參數(shù)。另外，該SRU地址將保持在該MSU中并標志為一個有效的監(jiān)視SRU。如前所述，一個MSU可以被幾個SRU監(jiān)視而在此情形中，該MSU將具有一個所有有效SRU的列表。在一個特定MSU的注冊過程結束之后，這些單元都進入監(jiān)視模式或如預先計劃的。除了MSU地址，MSU將發(fā)送一個用戶標識(姓名，地點等)，使得SRU用戶可以容易地識別每一個MSU用戶。未被監(jiān)視的單元的注銷可以在一個預定時間之后手動或自動執(zhí)行，無需單元之間的通信。系統(tǒng)的測試在單元設置和在正常操作過程中作為一個例程操作來執(zhí)行。另外，一個用戶可以在任何時候根據(jù)系統(tǒng)限制測試他的單元或整個系統(tǒng)。測試包括，但不限于，下面各項的一個或多個-H/W性能-電池狀態(tài)-與其他單元的通信-所保存數(shù)據(jù)的效力SRU和MSU單元被設計來根據(jù)應用和成本限制而允許一定的誤差容許度。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，SRU的用戶可以預先編程復雜的監(jiān)視，跟蹤和搜索功能，將所有系統(tǒng)和單元能力組合。用戶可以保存用于不同應用或情況的不同的這種程序。一個這種程序的選擇可以使用控制面板來容易地進行。例如，SRU可以根據(jù)日時鐘，預先編程的輸入等來自動初始化不同的監(jiān)視功能或?qū)⑾l(fā)送到單個或一組人。網(wǎng)絡操作，和參照圖13，通過允許下列功能增強了系統(tǒng)監(jiān)視，跟蹤和搜索能力-一個MSU183可以被幾個SRU180-181單元監(jiān)視和搜索；-SRU180-181可以通過相互之間直接或經(jīng)由其他無線通信信道186來分享監(jiān)視，跟蹤和搜索數(shù)據(jù)；-上述信息由幾個SRU到中心187的傳輸包括圖形能力。這一特征允許系統(tǒng)通過分析由每一SRU(在參考點處)到所搜索的MSU的距離來大概定位一個單元；-當另一個SRU請求時，監(jiān)視，跟蹤或搜索操作的執(zhí)行。這一選項允許一個由于某一原因(例如距離)不能接觸一個被監(jiān)視的MSU的SRU可以由相鄰的SRU請求執(zhí)行一個監(jiān)視，消息傳輸或搜索操作和將結果傳輸?shù)剿埱蟮腟RU。這一中繼功能增大了單元可被監(jiān)視或搜索的有效范圍和系統(tǒng)的可靠性。在一個網(wǎng)絡操作中，每一SRU作為一個主或次SRU的角色，并根據(jù)它的結構，它將被允許執(zhí)行不同的系統(tǒng)功能。另外，MSU或SRU單元可以用于向其他單元廣播信息，從而增大系統(tǒng)覆蓋區(qū)域和消息傳輸?shù)目煽啃?。對于更復雜應用，網(wǎng)絡操作可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機的使用以允許每一SRU以高精度定位自己和維持一個共有和同步的時鐘。如前所述，還可集成一個機械或電子羅盤，從而升級SRU，使之具有計算方位角的能力。在網(wǎng)絡操作中，裝配有這種GPS接收機的兩個或更多的SRU可以使用由每一SRU到MSU的所測量范圍和它們的絕對位置(使用GPS來計算)來計算被搜索單元的實際位置(當使用更多的SRU時，精確度增加)。在一些情形中，方位角指示有助于解決不明確性。如前所述和參照圖7-9，系統(tǒng)的單元包括幾個用于警告用戶關于特定事件的出現(xiàn)或顯示一些用戶功能的結果的指示器。一個字母數(shù)字顯示器用于顯示對于單元操作所必需的字符數(shù)據(jù)。通常顯示下列列表中的各項-所發(fā)送的消息；-所接收的消息；-所測量的距離；-誤差和測試結果；-設置參數(shù)；-菜單選項；-電池條件；-廣播消息如圖7和9所示的典型顯示，優(yōu)選地包括2-4行，每行為24個字符。該顯示器優(yōu)選地包括在SRU單元中。MSU單元優(yōu)選地包括更小的一行顯示。一些單元功能激活在顯示器中的彩色指示器或特殊圖標。這種指示器的說明和非限制性例子如下-單元故障-低電池電量-MSU正被搜索；-所測量的距離小于先前的測量距離；-所測量的距離大于先前的測量距離；-與一個SRU之間沒有通信。音頻指示器也用于提醒用戶關于非預期事件的出現(xiàn)或以一種不需要可視性注意(在搜索時非常有用)的方式給他信息。下面是可觸發(fā)一個音頻警報或指示器的一些事件的說明性和非限制性列表-單元故障-低電池電量-MSU正被搜索；-所測量的距離小于先前的測量距離；-所測量的距離大于先前的測量距離；-MSU超出預定范圍；-與一個SRU之間沒有通信。音頻指示器包括，但不限于，可以發(fā)出不同類型叫聲的蜂鳴器，揚聲器，頭戴式耳機等。多數(shù)單元功能由單個功能按鍵或菜單所驅(qū)動的按鍵來控制。另一個優(yōu)選實施例包括一個數(shù)字或字母數(shù)字鍵盤，它被包含來支持更復雜的單元功能。參照圖1-4，所有系統(tǒng)單元可以用做單機模式，無需附上一個外部單元上。然而，外部單元的附著或它們與一個MSU或SRU的集成，如圖5所示(個人計算機，便攜式計算機，無線通信設備，任何類型的警報，玩具等)可以增強系統(tǒng)的能力和打開一個寬的應用范圍。另外，特殊目的的傳感器(例如，醫(yī)藥生物傳感器，自動販賣機傳感器，安全傳感器等)可以附著和增強系統(tǒng)能力。由于這里具有許多可能的接口的事實，這些接口可以被使用而它們的使用依賴于特殊應用和所用設備，則這里沒有給出每一單元將支持的接口的特殊描述，這些接口對于本領域技術人員是很容易識別的。上面所有優(yōu)選實施例的描述是為了說明性目的，而非以任何形式顯示本發(fā)明。我們可以在各種單元的結構中做許多改進，許多接口可以被配置，許多功能可以包含在本發(fā)明的設備中，所有這些不超出本發(fā)明的范圍。權利要求1.一種組合的便攜式監(jiān)視，跟蹤和搜索系統(tǒng)，包括一個或多個被監(jiān)視和/或被搜索的單元(MSU)和一個或多個監(jiān)視和搜索單元(SRU)，其中-該MSU包括處理裝置，存儲裝置，顯示和/音頻裝置，發(fā)射/接收天線，一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機，一個擴頻發(fā)射機，一個數(shù)據(jù)擴展器，一個合成器或頻率發(fā)生器，和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器；-該SRU包括處理裝置，存儲裝置，顯示和/音頻裝置，發(fā)射/接收全向天線，發(fā)射/接收定向天線，一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機，一個擴頻發(fā)射機，一個數(shù)據(jù)擴展器，一個合成器單元或頻率發(fā)生器，和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器，和用于測量由第一個發(fā)射序列的開始到由MSU接收的響應于所述第一發(fā)射序列的一個或多個序列的開始所消耗的時間的延遲測量裝置。2.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，該SRU包括用于識別和將每一MSU注冊到系統(tǒng)中的裝置。3.根據(jù)權利要求1或2的系統(tǒng)，其中，一個SRU監(jiān)視多個MSU。4.根據(jù)權利要求1到3中任何一項的系統(tǒng)，其中，在系統(tǒng)中存在兩個或更多的SRU，而其中每一MSU可以注冊到兩個或更多的這種SRU中。5.根據(jù)權利要求1到4中任何一項的系統(tǒng)，其中，每一SRU包括單個定向天線。6.根據(jù)權利要求1到4中任何一項的系統(tǒng)，其中，每一SRU包括一個全向天線和一個定向天線，而其中每一SRU包括用于選擇在一個給定時間工作的天線的裝置。7.根據(jù)權利要求1到4中任何一項的系統(tǒng)，其中，每一SRU包括一個定向天線陣列和包括用于選擇在一個給定時間工作的該陣列中的天線或它們的組合的裝置。8.根據(jù)權利要求1到7中任何一項的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括一個分集式天線。9.根據(jù)權利要求1到8中任何一項的系統(tǒng)，其中，每一SRU和/或MSU可以向一個或多個這種單元發(fā)送或由它們接收消息。10.根據(jù)權利要求9的系統(tǒng)，還包括用于分別加密和解密發(fā)送和接收的消息的裝置。11.根據(jù)權利要求9或10的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括用于產(chǎn)生適于使得其他單元可以進行遠程設置和/或控制的裝置。12.根據(jù)權利要求9到11中任何一項的系統(tǒng)，其中，包括用于通過誤差校正碼來保護消息的誤差校正裝置。13.根據(jù)權利要求9到12中任何一項的系統(tǒng)，其中，包括一個SRU和/或MSU，其中每一個可以獨立地包括用于使用所接收的消息來產(chǎn)生合成語音消息的裝置。14.根據(jù)權利要求1到13中任何一項的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括語音識別裝置。15.根據(jù)權利要求1到14中任何一項的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括條形碼閱讀器或條形碼閱讀器接口。16.根據(jù)權利要求1到15中任何一項的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括一個智能卡閱讀器。17.根據(jù)權利要求1到16中任何一項的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括一個PCMCIA接口和/或串行接口。18.根據(jù)權利要求1到17中任何一項的系統(tǒng)，其中，包括一個用于感應外部事件或與外部傳感器連接和/或激活外部單元或電路，被配置在SRU和/或MSU中的模擬或數(shù)字I/O線。19.根據(jù)權利要求1到18中任何一項的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括一個GPS接收機。20.根據(jù)權利要求1到19中任何一項的系統(tǒng)，其中，SRU和/或MSU包括一個機械或電子羅盤。21.一種適合用于一個監(jiān)視，跟蹤和搜索系統(tǒng)中的單元，包括處理裝置，存儲裝置，顯示和/音頻裝置，發(fā)射/接收天線，一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機，一個擴頻發(fā)射機，一個數(shù)據(jù)擴展器，一個合成器或頻率發(fā)生器，和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器。22.根據(jù)權利要求21的單元，其中，包括用于存儲預設消息的裝置和用于將由所述預設消息中選擇的一條消息廣播到一個特定相似單元或多個單元的裝置。23.根據(jù)權利要求22的單元，其中，該消息是可以顯示在顯示裝置上的一條消息。24.根據(jù)權利要求22的單元，其中，該消息是一條音頻消息。25.根據(jù)權利要求21的單元，其中，包括用于使用該消息的內(nèi)容來激活一個遠端設備的裝置。26.根據(jù)權利要求22的單元，其中，包括用于使用該消息的內(nèi)容來激活一個位于該單元中的振動器。27.根據(jù)權利要求1到26中任何一項的單元，其中，包括用于選擇一條將要廣播的消息以響應一個由另一單元接收的消息的邏輯裝置。28.根據(jù)權利要求1到27中任何一項的單元，其中，該單元為一個MSU。29.根據(jù)權利要求1到27中任何一項的單元，其中，該單元為一個SRU。30.根據(jù)權利要求21的單元，包括處理裝置，存儲裝置，顯示和/音頻裝置，發(fā)射/接收全向天線，發(fā)射/接收定向天線，一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機，一個擴頻發(fā)射機，一個數(shù)據(jù)擴展器，一個合成器單元或頻率發(fā)生器，和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器，和用于測量由第一個發(fā)射序列的開始到由MSU接收的響應于所述第一發(fā)射序列的一個或多個序列的開始所消耗的時間的延遲測量裝置。31.根據(jù)權利要求30的單元，其中全向天線和定向天線是可互換的。32.根據(jù)權利要求30的單元，其中全向天線和定向天線是與該單元集成在一起的，并配置有切換裝置以在這兩者之間切換。33.一種用于監(jiān)視和/或搜索和/或定位一個配置由根據(jù)權利要求5的一個單元的方法，包括使用擴頻廣泛搜索方法來測量到一個或多個被監(jiān)視單元的距離，和/或使用邏輯裝置來執(zhí)行作為所測量距離的函數(shù)的預先編程動作，并可選地，通過使用定向天線來確定被搜索單元的方向。34.用于搜索和定位一個配置由根據(jù)權利要求21的單元的方法，其中所測量的距離用于激活一個視頻和/或音頻指示器，使得用戶可以理解他與被搜索的單元的距離正在增加或減少。35.根據(jù)權利要求33或34的方法，其中，所測量的距離被顯示在一個數(shù)字，和/或字母數(shù)字和/或模擬顯示器。36.根據(jù)權利要求33到35中任何一項的方法，其中，還包括也將所測量距離發(fā)送到被監(jiān)視的單元，并將所測量距離顯示在被監(jiān)視的單元中和/或使用邏輯電路來執(zhí)行作為所測量距離的函數(shù)預編程動作。37.用于搜索和定位一個配置由根據(jù)權利要求21的單元的方法，其中所測量的方向用于激活一個視頻和/或音頻指示器，使得用戶可以知道來自被所述單元的接收信號的方向。38.根據(jù)權利要求33到37中任何一項的方法，其中，所測量的距離被顯示在圖形和/或模擬顯示器。39.根據(jù)權利要求38的方法，還包括將被搜索的單元的距離，方向和其他信息中繼到另外的單元。40.一種用于物體，人或動物的組合的監(jiān)視，跟蹤和搜索方法，包括配置有一個或多個被監(jiān)視和/或被搜索的單元(MSU)和一個或多個監(jiān)視和搜索單元(SRU)，其中-該MSU包括處理裝置，存儲裝置，顯示和/音頻裝置，發(fā)射/接收天線，一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機，一個擴頻發(fā)射機，一個數(shù)據(jù)擴展器，一個合成器或頻率發(fā)生器，和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器；-該SRU包括處理裝置，存儲裝置，顯示和/音頻裝置，發(fā)射/接收全向天線，發(fā)射/接收定向天線，一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機，一個擴頻發(fā)射機，一個數(shù)據(jù)擴展器，一個合成器單元或頻率發(fā)生器，和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器，和用于測量由第一個發(fā)射序列的開始到由MSU接收的響應于所述第一發(fā)射序列的一個或多個序列的開始所消耗的時間的延遲測量裝置。41.根據(jù)權利要求40的方法，其中，該SRU包括用于識別和將每一MSU注冊到系統(tǒng)中的裝置。42.根據(jù)權利要求40或41的方法，其中，一個SRU監(jiān)視多個MSU。43.根據(jù)權利要求40到42中任何一項的方法，其中，在系統(tǒng)中存在兩個或更多的SRU，而其中每一MSU可以注冊到兩個或更多的這種SRU中。44.根據(jù)權利要求40到43中任何一項的方法，其中，每一SRU包括單個定向天線。45.根據(jù)權利要求40到43中任何一項的方法，其中，每一SRU包括一個全向天線。46.根據(jù)權利要求40到43中任何一項的方法，其中，為每一SRU提供一個全向天線和一個定向天線，并在一個給定時間選擇工作的天線。47.根據(jù)權利要求40到43中任何一項的方法，其中，為每一SRU提供一個定向天線陣列并選擇在一個給定時間工作的該陣列中的天線或它們的組合的裝置。48.根據(jù)權利要求40到47中任何一項的方法，其中，SRU和/或MSU包括一個分集式天線。49.根據(jù)權利要求40到48中任何一項的方法，其中，每一SRU和/或MSU可以向一個或多個這種單元發(fā)送或由它們接收消息。50.根據(jù)權利要求49的方法，其中，發(fā)送和接收的消息被分別加密和解密。51.根據(jù)權利要求49或50的方法，其中，SRU和/或MSU產(chǎn)生適于使得其他單元可以進行遠程設置和/或控制的消息。52.根據(jù)權利要求49到51中任何一項的方法，其中，包括通過誤差校正碼來保護消息。53.根據(jù)權利要求49到52中任何一項的方法，其中，包括使用所接收的消息來產(chǎn)生合成語音消息。54.根據(jù)權利要求40到53中任何一項的方法，其中，SRU和/或MSU包括語音識別裝置。55.根據(jù)權利要求40到53中任何一項的方法，其中，SRU和/或MSU包括條形碼閱讀器或條形碼閱讀器接口。56.根據(jù)權利要求40到55中任何一項的方法，其中，SRU和/或MSU包括一個智能卡閱讀器。57.根據(jù)權利要求40到56中任何一項的方法，其中，SRU和/或MSU包括一個PCMCIA接口和/或串行接口。58.根據(jù)權利要求40到57中任何一項的方法，其中，包括一個用于感應外部事件或與外部傳感器連接和/或激活外部單元或電路，被配置在SRU和/或MSU中的模擬或數(shù)字I/O線。59.根據(jù)權利要求40到58中任何一項的方法，其中，SRU和/或MSU包括一個GPS接收機。60.根據(jù)權利要求40到59中任何一項的方法，其中，兩個或更多的SRU配置有用于定位一個MSU的GPS。61.根據(jù)權利要求40到60中任何一項的方法，其中，SRU和/或MSU包括一個機械或電子羅盤。62.用于組合的監(jiān)視，跟蹤和搜索的方法，包含基于由所述SRU接收的信息來利用一個MSU搜索一個SRU。63.根據(jù)權利要求1到20任何一項的系統(tǒng)，其中，三個或更多的單元被網(wǎng)絡鏈接，從而配置有可以在它們之間交換數(shù)據(jù)的裝置。64.根據(jù)權利要求33到62任何一項的系統(tǒng)，其中，兩個或更多單元共同對第三個單元進行監(jiān)視，和/或搜索和/或定位。65.一種用于對物體，人或動物的組合的監(jiān)視，跟蹤和搜索的方法，基本如同參照附圖所描述和說明的。全文摘要一個組合的便攜式監(jiān)視,跟蹤和搜索系統(tǒng),包括一個或多個被監(jiān)視和/或被搜索單元(MSU)和一個或多個監(jiān)視和跟蹤單元(SRU),其中MSU包括處理處理裝置,存儲裝置,顯示和/音頻裝置,發(fā)射/接收天線,一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機,一個擴頻發(fā)射機,一個數(shù)據(jù)擴展器,一個合成器或頻率發(fā)生器,和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器;該SRU包括處理裝置,存儲裝置,顯示和/音頻裝置,發(fā)射/接收全向天線,發(fā)射/接收定向天線,一個用于接收調(diào)制的擴頻數(shù)據(jù)和將它轉換為一個基帶數(shù)據(jù)的擴頻接收機,一個擴頻發(fā)射機,一個數(shù)據(jù)擴展器,一個合成器單元或頻率發(fā)生器,和一個用于將由所述擴頻接收機接收的擴頻數(shù)據(jù)與一個已知偽隨機(PN)序列相關的相關器,和用于測量由第一個發(fā)射序列的開始到由MSU接收的響應于所述第一發(fā)射序列的一個或多個序列的開始所消耗的時間的延遲測量裝置。文檔編號G01S13/86GK1277676SQ98810056公開日2000年12月20日申請日期1998年8月13日優(yōu)先權日1997年10月9日發(fā)明者丹尼爾·阿爾扎迪夫申請人:丹尼爾·阿爾扎迪夫