電信網內傳送標時的三軸地理位置數據的系統和方法
2023-10-04 13:25:14 2
專利名稱：電信網內傳送標時的三軸地理位置數據的系統和方法
技術領域：
本發明涉及電信技術及具體地包括通過電信網的音頻(聲音)通話信道將代表遠距通信設備當前位置的地理位置數據傳送至例如美國911PSAP的公共安全應答站(PSAP)的改善的系統和方法。
副總統Al Gore最近宣稱要開發由基於衛星的美國全球定位系統(GPS)所提供的附加民用信號。「附加民用信號將能顯著地改善對全世界數百萬用戶的導航、定位和定時服務——這些用戶包括從背包旅行者和駕船人到農夫和漁民，從飛機駕駛員到通信源，及從科學家到勘探員」，副總統Gore說，「當商業人員和消費者不斷開發出系統的新的創造性的系統應用程式時，GPS已成為經濟增長和效率的原動力。」的確，GPS和其它基於衛星的定位系統為了商業、公共安全和國家安全的用途而快速地發展。
如果全球定位技術可以可靠、準確和經濟地使用，則公共安全將從該技術的應用中得益非淺。在美國和全球內行動電話普遍存在，使用戶任何時候在差不多任何地點都能發出呼叫，尤其是緊急呼叫。困難在於不易確定移動呼叫者的位置。對於固定位置或「陸線」電話，用於沿呼叫往回追蹤電話位置的技術早已存在。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CTIA(美國蜂窩通信所)的統計，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於下列事實而加重個人可能不清醒，可能不會說英語，可能過於歇斯底裡以致無法向調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有能力在小於125米的半徑內確定發出911呼叫的移動物體的緯度和徑度。當然更大的精確度將會提供大得多的好處。例如，當定位信息差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。在幾米範圍內的「定位」將更有用。
已知用於將呼叫者或移動物體至少近似地定位的不同方法。作為商業例子，密西根州Madison Heights的代碼警報公司(Code AlarmCompany)提供了一個系統，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，所得信息通過調製解調送至威斯康星州的中央調度局。由於需要未用蜂窩電話，要提供單獨的長鞭LORAN天線並且還須將呼叫通過調製解調送至用於調度服務的中央處理站，所以費用高，以致大眾沒有能接受該系統。使用中央處理局的缺點是「沒有本地知識」的問題，即缺乏有關本地街道，街區以及本地急救服務的知識。該系統對滿足FCC的要求不是現實的解決方法。
另一個確定行動電話用戶位置的已知方法是三角測量。在三角測量系統中，通過測距技術和行動電話上的轉發器來確定行動電話位置。這還要求每個蜂窩塔具有特殊設備。每個蜂窩站的實施費用估計需五十萬美元，再加一個區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時間差(TDOA)技術，其中三個蜂窩站同時接收數據脈衝串。根據數據脈衝串自電話到達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局。
另一個稱為相關連組的賣主實施了一個TDOA系統，稱為他們的真實位置系統。該系統正經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量(1-6)的變化而不同。如同三角測量系統一樣，當蜂窩站在線時，塔與行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，如同三角測量系統一樣，覆蓋面積決定於用合適的天線和基礎結構改裝的塔。在整個美國實施這類系統基本上要化費幾十億美元。此外，三角測量系統用於將任何行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。
許多人認為GPS而不是陸地三角測量法成為用戶快速準確定位的關鍵。為使GPS接收機運行，來自26個衛星的40瓦擴展頻譜信號必須能由GPS接收機在瞄準線基礎上所接收。已經發現建築物之外的雲層、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衛星，因此例如Motorola、Garmin、Trimble、Magellan、Rockwell和其它廠商的製造商已提供8—12信道接收機以接收GPS信號。這些衛星提供用於標示它們自己位置的信號例如是歷表和定時信號以便GPS接收機能導出對這些衛星中的每一個的距離，根據此距離可由GPS接收機在內部計算位置。市場上有現成的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，其中由裝在汽車外部的GPS天線所接收的原始GPS數據發送至由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。雖然基於GPS的位置信息證明適用於將所討論車輛定位，但使用中央處理設備處理原始GPS數據被認為不勝任，也限制了該系統用於其它管轄區域的可攜帶性。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，顯然很類似於Navsys系統，它使用一個行動電話和GPS數據；GPS數據發送至基站，並在那裡解碼以形成緯度和經度位置信息。
如波士頓的Tendor Cellular所報告的，Motorola開發了用於為最初安裝了林肯汽車中的系統的車輛定位的Encore系統。這些系統通過利用連至Encore8信道GPS接收機輸出端的蜂窩電話而實施，緯度和經度位置通過調製解調送至德克薩斯州Irving中的Westinghouse(西屋)以便進一步傳播至最靠近車輛的PSAP。該系統初始地配置以便只向PSAP提供車輛標識號和位置信息，通過在PSAP調用返回線向有關PSAP提供此信息。
為努力確定後備線電話號，Westinghouse轉向國立緊急號碼協會或NENA要求提供本地PSAP的電話號。當前這類PSAP號碼的正確率為80％水平，而美國約有7000個PSAP。使用調製解調將信息送至例如由Westinghouse維持的中央處理調度中心，可以限制在PSAP處的基礎結構數量。
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，一個用於將自GPS接收機導出的緯度和經度解碼的晶片組和一個標示位置的合成聲音。換言之，Tendler系統(行動電話)能向PSAP呼叫，然後用合成聲音(用英文)字面地將緯度和經度位置信息「告訴」操作員。該系統也能訴報行動電話的電話號碼。賣方聲稱使用合成聲音來宣告E-911呼叫者的緯度和經度，可得到一個基本上沒有基礎結構的系統，在該系統中通過以每終端不大於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度，將它錄入並接收靶位，即可在電子圖上獲得靶位。使用合成聲音傳送位置數據的Tendler系統在頒給Tendler技術公司的美國專利5,555,286中有所描述。
然而用戶和政府機構體驗到合成聲音系統的困難。PSAP操作員可能不擅長記錄和聽懂「所說的」緯度和經度數據。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據的使用極其有限；它不能輕易地與其它電子系統接口以便根據該數據採取自動化操作。
在轉讓給ATT的Grimes的美國專利5,388,147中描述了另一個包括行動電話的公共安全電話系統。該911系統用於將有線和無線(蜂窩)的始發呼叫兩者處理和選路由，當行動電話接至GPS接收機時，GPS地理座標被送至蜂窩交換系統。數字傳送是優選的。但當不支持數字數據通信時可激勵一個內部聲音合成器。這是常有的情況，因數字數據傳送系統例如ISDN只在有限地區可用並且需要特定解碼器，由於數字通信協議非常依賴於硬體、固件和軟體的實施，因此它們不能普遍地用於支持通用公共安全系統。
一般而言，要在廣大區域內實施所建議的位置報告通信系統是太昂貴了。它們中大部分需要昂貴的設備及/或在每個蜂窩站進行修改，還要在通信網中下行傳送。使用聲音信道傳送具有聲音合成的位置數據的系統佔用聲音信道，因而排除在同一信道上真正的聲音通信(現場人對人通話)。在緊急情況下，現場聲音連繫可能十分重要。
美國專利5,043,736描述了一個用於確定遠距離處個人或物體的緯度和經度的系統，它或者就地使用位置數據(包含於設備中的地圖顯示)，或者通過蜂窩電話交換系統(CTSS)將位置數據自遠距設備(基於蜂窩網的)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(GPS)接收機的位置求相關值，而該位置存儲於RAM中，用於通過「特定蜂窩數據機」傳送至基站。因此，在遠距設備和特定「基站」兩者中都需要特殊設備。
對於公共安全和對於其它應用，仍需改善位置傳送方法和設備。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。本發明在不同方面提供這些和其它改善。
本發明的中心方面是一個「帶內」或透明數據傳送方法，使用音頻音將數據，具體講是位置數據透明地通過蜂窩和有線通信網傳送出去。在一個實施例中，用音頻音編碼的位置數據通過通信網端對端地傳送，即自遠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據傳送同時地進行連續聲音(現場人聲)通信。可用不同音頻編碼方案在聲音信道上傳送位置數據。但因DTMF編碼/解碼早已應用於普通行動電話中，所以雙音或DTMF編碼是優選的。因此本發明可用很小費用進行部署，或用於新的或用於改型的行動電話上。由於音頻音編碼位置數據可直接用於行動電話話筒電路以供傳送，熟悉技術的人可以相當容易地實施本發明。
根據本發明，音頻音可編碼為適合於在現有電信基礎結構上發送的模擬或數字形式。在任何呼叫接收處可以很少改變現有設備而容易地接收編碼位置數據並加以解碼。例如，現有CTSS採用在撥號和信令中使用的將DTMF音頻音編碼和解碼的電路。的確，工業標準要求DTMF音不受阻礙地通過網絡。
根據本發明的另一方面，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據。
本發明又一方面是一個根據帶內位置數據的呼叫路由方法。具有例如DTMF脈衝串形式的位置數據可方便地自聲音信道中提取並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解碼。另一種應用是基於位置的呼叫計費。
本發明另外又一方面是用於校正位置數據以改善位置正確度的方法。根據本發明，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天線獲取位置數據及時標，並將該數據記錄於動態陣列或緩存中。當收到無線位置數據時，如下面將要闡釋的，根據時標查詢固定天線位置數據，及確定一個校正係數並用於無線數據。時標的匹配提供10米之內的位置正確度，從而容易地滿足最新的FCC人日。
圖1是電信網中本發明實施例的簡化圖。
圖2是實施本發明以支持公共安全應答站(PSAP)的框圖。
圖3闡釋呼叫接收者刷新遠距呼叫者位置數據的過程。
圖4闡釋根據本發明的基於位置的呼叫路由方法。
圖5是系統實施中本發明實施例的簡化概要框圖。此系統包括一個衛星定位系統(SPS)，一個具有SPS定位能力的遠距通信設備(RCA)(例如一個行動電話或其它無線移動物體)，一個與蜂窩電信交換系統(CTSS)通信的電信服務設備(TSA)及一個與CTSS通信或可選地通過公共交換電話網(PSTN)的呼叫接收機或「呼叫接收」設備(CRA)。
圖6是用於顯示遠距通信設備更大細節的框圖，該設備包括用於生成代表相對於本發明的系統實施中的三軸設備位置的標時的三軸地理位置數據的部件和方法。
圖7是用於顯示網絡服務設備更大細節的框圖，該設備包括用於根據由遠距通信設備送來的三軸地理位置數據處理CTSS和PSTN呼叫建立信令，查詢遠距通信設備，接收，解碼，格式化並完成網絡有關服務(例如呼叫路徑確定)的部件和方法。
圖8是用於顯示呼叫接收設備更大細節的框圖，該設備用於根據由遠距通信設備送來的三軸地理位置數據處理CTSS，PSTN和PBX呼叫建立信令，查詢遠距通信設備，接收，解碼，格式化並完成三軸地理位置相關服務(例如人事和車隊管理和E911位置識別)。
圖9是雙音位置數據信令的闡釋。
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，用於在地圖顯示器上標示遠距物體位置。
圖13A是一個無線移動站例子的剖面圖，其中SPS位於電源盒內。
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位於電源盒下。
圖14是一個可用於實施SPS位置誤差校正的硬體體系結構的簡化框圖。
圖15是校正SPS位置數據的過程的流程圖。硬體概要參照圖5，遠距通信設備(RCA)10配置為用於向一個或多個NSA12和所述CRA14發送一個電信網內遠距設備的標時的三軸地理位置。在此描述中，RCA也不同地稱為遠距站、移動站或行動電話，其中行動電話只是一例。作為另一例子，RCA可為裝於汽車內的通信單元，用於當車輛丟失或被盜時提供位置數據；它不必要是常規行動電話。
現參照圖6，根據闡述性實施例，RCA10由下列部件組成，但又不限於它們一個衛星定位系統(SPS)接收機天線24，一個SPS接收機晶片26，一個SPS數據處理器30，一個中央處理單元34，一個隨機存取存儲模快(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)收發信機天線68，一個RF收發信機66，一個聲音和數據信號編碼器/解碼器處理器62，一個音調生成和檢測模塊48，一個用戶接口顯示58，及一個用戶觸發接口42。值得注意的是，這些部件中許多早就用於常規行動電話設計中，所以為實施本發明而重新設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，但現有CPU和存儲部件仍可共享。
參照圖7，網絡服務設備(NSA)12的實施例安排為使設備NSA12能與多個所述RCA10和CRA14通信以便設備12能提供三軸地理位置關係的電信網數據服務。這類服務的例子包括根據自多個所述RCA10收到的三軸地理位置數據的呼叫路由確定，三軸地理位置相關呼叫計費等。在一個闡述性實施中NSA12由下列部件組成，但不限於它們一個衛星定位系統(SPS)接收機天線104，一個SPS接收機晶片106，一個SPS數據處理器110，一個中央處理單元86，一個射頻(RF)收發信機天線72，一個RF收發信機74，一個聲音和數據信號編碼器/解碼器處理器78，一個音調生成和檢測模塊82，一個通信網接口設備128，一個三軸地理位置數據相關服務應用程式90，一個三軸地理位置校正資料庫210，及三軸地理位置關係資料庫服務212。
現參照圖8，呼叫接收設備(CRA)14配置為能與多個所述RCA10和NSA12通信以便所述設備14能根據自一個或多個RCA10收到的三軸地理位置數據和自NSA12收到的三軸地理位置關係數據向所述RCA10和所述CRA14的用戶提供三軸地理位置關係數據服務。根據一個闡述性實施，CRA14包括下列部件，但不限於它們一個衛星定位系統(SPS)接收機天線154，一個SPS接收機晶片156，一個SPS數據處理器160，一個中央處理單元152，一個聲音和數據信號編碼器/解碼器處理器196，一個音調生成和檢測模塊148，一個三軸地理位置數據相關服務應用程式170，一個三軸地理位置校正資料庫166，一個三軸地理位置關係資料庫服務178，一個用戶觸發接口188，及一個用戶顯示接口186。RCA不必一定為移動的。它可實施於普通家庭電話中或在具有SPS接收機的計算機中，等等。當自一個設備發出呼叫時，它的準確位置送至CRA。例如，在緊急情況下它能用於給出大建築物或綜合工業企業中的準確位置，這是有用的。常規ANI位置查詢可能無用，不準或就是不夠精確。在遠距通信設備中獲取位置數據再參照圖6，電子可擦和可編程只讀存儲器(EEPROM)16是一個裝於所述RCA10內部但又不限於此的部件，它用指令集或微碼預編程以便在所述RCA10通電時將所述SPS數據處理器26，所述CPU34和所述音調生成和檢測模塊48初始化。微碼建立運行參數，所述部件利用這些參數根據本發明的方法控制和處理數據。
當所述RCA10進入「通電」情況時，微碼將所述SPS數據處理器26初始化為預置數據格式類型，以便輸出至所述格式化的SPS數據路徑32。微碼還將所述SPS數據處理器26初始化為對所述格式化的SPS數據路徑32的預置數據輸出流率值。最後，微碼將所述SPS數據處理器26初始化為對所述格式化的SPS數據路徑32的預置數據輸出發生率值或刷新率值。
然後微碼將所述音調生成和檢測模塊48初始化為預置音調檢測模式或準備自所述通信控制和三軸地理位置數據發送路徑46和自所述解碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑102接收的數據輸入格式。所述音調生成和檢測模塊48還初始化為預置檢測模式或準備發送至所述通信控制和三軸地理位置數據發送路徑46和至所述通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑50的數據輸出格式。所述音調檢測和生成模塊48初始化為用於檢測來自所述通信控制和三軸地理位置數據發送路徑46和來自所述解碼聲音，通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑102的數據的預置數據輸入流率值。然後音調檢測和生成模塊48初始化為用於將數據輸出至所述通信控制和三軸地理位置數據發送路徑60和至通信和三軸地理位置數據輸入路徑50的預置數據輸出流率值。接著音調生成和檢測模塊48初始化為對所述通信控制和三軸地理位置數據發送路徑60和對所述通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑50的預置數據出現率值或刷新率值。
CPU34初始化為預置的「事件觸發器」值，「事件觸發器」是通過微碼送至CPU34的預編程的數據或條件輸入序列，其結果是通過微碼預編程入所述EEPROM16而執行後續的序列的過程和事件。事件觸發器可由所述CPU34的任何數量的輸入所觸發，這些輸入包括以下信號但不限於這些通過所述用戶觸發接口42的來自所述RCA10用戶的輸入；作為預置通信控制命令的自所述NSA12收到的輸入(例如網絡可聽信令)；自CRA14收到的作為預置通信控制命令的輸入；或來自CRA14用戶的可聽命令。最後，CPU初始化為預置數據處理方法和通信參數(即波特率，數據尺寸等)。
所述微碼輸出路徑18的出現建立了一條自所述EEPROM16至所述CPU34，所述SPS數據處理器30和所述音調檢測和生成模塊48的連接，用於在RCA10設置為「通電」情況時初始化為預置運行參數。在本發明現有實施例中，所述SPS數據處理器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中接收初始化預置值。由於SPS數據處理器，所述音調檢測和生成模塊48通過通信總線連至所述CPU34，因此也通過所述CPU34自所述EEPROM接收初始化預置值。
衛星定位系統(SPS)網20由多個地球軌道衛星組成，它們用給定射頻播放標準化格式數據包，在本發明現有實施例下列設備實施下，數據包容易地被接收，轉換和做成有用數據；連至SPS接收機晶片26和連至SPS數據處理器30的SPS接收機天線24，及連至SPS接收機晶片106和連至SPS數據處理器110的SPS接收機天線104，及連至SPS接收機晶片156和連至SPS數據處理器160的SPS接收機天線154。連接的設備如所闡述地或者嵌埋入或連至相應設備，並用微碼預編程以處理SPS數據傳送22信號。
SPS數據傳送22信號是一個連續信號，或是與原子鐘時間同步的數據消息流播放。由於SPS數據傳送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，並且在全球存在，因此SPS數據傳送22公認為用於獲取靜態和動態三軸地理位置數據的最正確和可用的手段。
在RCA10的優選實施例中實施的SPS接收機天線24能接收特定範圍的所述SPS數據傳送，並能在運行環境的廣闊範圍內運行。SPS接收機天線24的尺寸近似地配合所述RCA10的當前使用，然而當所述SPS接收機天線嵌埋於或十分靠近同樣嵌埋於同一所述RCA10內的所述射頻(RF)收發信機66時，應該考慮其尺寸和射頻屏蔽。所述SPS接收機天線24的現有優選實施例通過一個由天線24製造商和SPS接收機晶片26製造商所規定的合適物理裝置連至所述SPS接收機晶片26。
來自SPS接收機天線24的SPS信號由所述SPS接收機晶片26接收，轉換成「原始」的或未格式化的二進位SPS數據流，然後通過原始SPS數據輸出路徑28送至所述SPS數據處理器30。SPS數據處理器30通過與所述SPS接收機晶片26的連接來接收未格式化的或「原始」二進位SPS數據流。在現有優選實施例中SPS數據處理器30嵌埋入或連至RCA10。SPS數據處理器30執行由所述SPS數據處理器製造商規定的預編程指令集或微碼。該微碼指令所述SPS數據處理器30將輸入的原始數據流採樣，並在預置的分貝(dB)範圍內獲取(鎖住)所接收SPS衛星信號，然後將來自所述SPS衛星20的SPS數據消息證實。然後所述SPS數據處理器30根據自在所述SPS接收機天線24視野內的所述SPS網20衛星所接收的時間同步數據消息求出相對於geoID(地球)中心的三軸地理位置的相關值，並將下列數據附加於該三軸地理位置數據之後相對於所述RCA10的靜態、或動態位置的數據，所述求相關值的時間，及對求相關值的三軸地理位置座標的證實。通過「通電」條件下的初始化過程，所述SPS數據處理器30將求相關值的三軸地理位置數據格式化，及以預置數據輸出流率和刷新率，通過格式化的地理位置數據輸出路徑32將數據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據輸出路徑32接收未證實的格式化的三軸地理位置數據，並通過未證實三軸地理位置數據存儲路徑將其臨時存儲於隨機存取存儲模塊38中以供證實處理。如本發明中所實施的，用於證實格式化的三軸地理位置數據的方法通過未證實三軸地理位置數據路徑40自所述RAM38中檢索出未證實的三軸地理位置數據，並通過所述SPS數據處理器製造商檢驗數據中一個字符或用於確定「有效」或「無效」三軸地理位置數據的信號的存在。如三軸地理位置數據定為「無效」，則所述CPU34忽略所述RAM38內臨時存儲器中的三軸地理位置數據，並繼續將來自所述SPS數據處理器輸入的三軸地理位置數據採樣。如三軸地理位置數據定為「有效」，則所述CPU34通過有效三軸地理位置數據存儲路徑52臨時地存儲「有效」格式化三軸地理位置數據於RAM38中或用它們更新所述RAM38。在本發明優選實施例中，此過程在RCA10的「通電」情況下開始，並與RCA10所完成其它過程無關地繼續下去，直至到達「斷電」情況，或否則其它預編程微碼指令所述CPU34時止。
在本發明現有實施例中，當所述RCA10處於「通電」情況下，不少裝置可用於啟動一個有效的三軸地理位置相關的通信對話。所述RCA10的用戶可通過用戶觸發接口42啟動一串命令，它們代表一個預編程事件觸發器，使RCA10進而將三軸地理位置發送至所述NSA12或所述CRA14。用戶觸發接口42可採取只用於特定環境中的單個瞬時開關的形式，或作為一個正規RCA10。用戶觸發接口42也可以是鍵盤形式，允許用戶通過預編程按鍵序列啟動事件觸發器，通過用戶觸發接口路徑44送至CPU34。
用戶觸發接口42也可具有測量設備的形式，該測量設備或嵌埋於RCA10內，或通過用戶觸發接口路徑44接至RCA10，它測量RCA10的環境的、動態的和靜態的輸入，用戶以及在RCA10緊鄰環境的可檢測情況。這允許現用作自動用戶觸發接口42的測量設備在滿足預編程條件時(加速計輸入，定時器輸入，溫度輸入等)啟動一個事件觸發器。用戶觸發接口42也可以是通過用戶觸發接口路徑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)啟動事件觸發器。
在用戶觸發接口的現有優選實施例中，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係數據都通過通信控制和三軸地理位置相關數據顯示輸出路徑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器。自所述NSA12和所述CRA14收到的三軸地理位置相關數據也可在本發明現有實施例中顯示。
另一個用於啟動三軸地理位置通信對話的方法是由呼叫接收設備(CRA)14啟動一個與所述RCA10的通信對話。當在所述設備間建立起通信信道時，CRA14可使用一個信令方法或預編程入這兩個設備的查詢命令，以便促使RCA10通過發送一個三軸地理位置至所述CRA14而進行響應。與網絡服務設備的交互作用RCA10啟動一個至NSA12的通信路徑。當在RCA10和NSA12之間建立起通信路徑時，預編程微碼指令CPU34自動地將「有效」三軸地理位置數據送至NSA12。三軸地理位置數據相關服務應用程式90可自動地指令NSA12以便當所述RCA10啟動通信對話時應用程式90自動地將一個識別的通信控制命令送回給RCA10。
再參照圖7，三軸地理位置數據相關服務應用程式90通過通信控制和三軸地理位置相關數據輸出路徑92將預編程的通信控制數據送至CPU86。CPU86通過通信控制和三軸地理位置數據相關發送路徑94將通信控制數據送至音調檢測和生成模塊82上。依靠音調檢測和生成模塊82的音調生成功能塊將通信控制數據轉換為數據的音頻音表示。音頻音信令最好是DTMF或其它倍數(2倍或更多)音調頻率協議。(由於DTMF是一種國際性電信標準協議，)本發明可用於差不多所有電話信令設備，模擬的或數字的，包括例如ISDN，DS-0，1，CAMA，FGD，DMA，TDMA，GSM，AMPS，等。然後音調數據通過通信控制和三軸地理位置數據相關發送路徑96往前送至聲音/數據信號譯/編碼器模塊78。此設備將音頻音格式化為數據流，它適合於製造商的通過射頻(RF)，編碼聲音，通信控制和三軸地理位置數據路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM，VHF，UHF等)發送聲音和數據的方法。位置數據編碼在現有優選實施例中，位置數據編碼為至少一個串，而附加數據串也同樣能發送，或是自動地或是按請求發送。基本串包含時標，緯度，經度和高度數據。該時標包括3個字符——分，秒，秒。例如，在082233時時標為2，3，3，而鐘點和分的十位數即略去了。這麼多是恰當的，因位置數據是經常更新的，例如每秒或每兩秒。以後將描述，對於數據校正而言，維持一個60秒數據陣列。這意味著根據每秒一次更新存儲了60個採樣值或位置。緯度需要8個字符，經度9個字符及高度3個字符。所以優選實施例中基本數據串為23個字符長。可用附加串以發送例如方向向量和速度。
每個數據字符依靠例如查表譯為相應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脈衝串發送，隨之以40msec空白。因此在發送基本串時每80msec發送一個字符數據。決定一個串的23個字符需時23×80msec或1.8秒。當然此協議只是闡述性的；音頻音數量，音頻，脈衝串尺寸，脈衝串率，和刷新率等都可按照具體應用的需要加以選擇。在任何情況下，最後的音頻脈衝串(1.8秒傳送)被加至音頻信道，並與(或加至)聲音內容一起共存。這對用戶是不討厭的。數據脈衝串的音頻電平或幅值可由CPU控制或預先設置。數據脈衝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，特別對於PSAP的緊急呼叫，音調最好就是可聽的，因這可向用戶再保證線路是工作的及位置數據的確是更新著。
現回至設備的描述，通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑98將編碼的通信控制數據送至射頻(RF)收發信機74。然後RF收發信機74將輸入數據自聲音/數據信號譯/編碼器模塊78轉換為RF傳送，其頻率由所述設備製造商所預定。該數據傳送接著由RF收發信機天線72發射至RCA 10 RF收發信機天線68。現參照圖6，通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70接收信號。由RF收發信機天線68接收的信號送至RF收發信機66。然後RF收發信機66將收到的信號轉換為由所述RF收發信號66製造商預定，可供通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑100接收通信控制數據的聲音/數據信號譯/編碼器模塊62使用的格式。聲音/數據信號譯/編碼器62使用由所述聲音/數據信號譯/編碼器62製造商所預編程的解碼算法以將收到的數據重新組裝為可由音調檢測和生成模塊48使用的格式，解碼的通信控制數據接著通過解碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑102送至音調檢測和生成模塊48。通信控制數據由音調檢測和生成模塊48的音調發音功能塊所接收，然後自數據的音頻音表示轉換為由所述音調檢測和生成模塊48製造商預置的可供RCA10的CPU34使用的格式。該通信控制數據然後由CPU34通過通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑50所接收。通過預編程微碼，CPU34將通信控制輸入數據識別為一個用於將三軸地理位置數據送至NSA12的命令。
當啟動一個事件觸發器時(用戶觸發輸入，或通信控制輸入)，CPU34執行一組指令以發送三軸地理位置數據。當CPU34繼續接收、證實和用「有效」(數據更新RAM時，CPU34通過有效)三軸地理位置數據(路徑52為現有「有效」三軸地理位置數據)將RAM38採樣。如來自SPS數據處理器30的三軸地理位置數據為「無效」，則CPU34將最後的「有效」三軸地理位置數據保持，通過有效三軸地理位置數據檢索路徑54檢索並發送，直至獲得新的「有效」三軸地理位置數據並將它更新入RAM38時止。如出現預置超時情況後CPU34仍未得到「有效」數據，CPU34將默認地送出「無效」數據。
在所述「有效」三軸地理位置數據的採樣和送出期間，CPU34禁止三軸地理位置數據證實過程，以便在採樣和發送序列期間現有「有效」數據不被破壞、刪除或改寫。然而，在傳送「無效」三軸地理位置數據期間，證實過程繼續下去，並當出現「有效」三軸地理位置數據的事件時由CPU34中斷「無效」三軸地理位置數據的傳送，用「有效」三軸地理位置數據更新RAM38，並進而傳送新的「有效」三軸地理位置數據。
CPU34通過通信控制和三軸地理位置數據發送路徑46將數據送至音調檢測和生成模塊48。「有效」地理位置數據然後由音調檢測和生成模塊48的音調生成功能塊轉換為數據的音頻音表示。此數據通過通信控制三軸地理位置數據發送路徑60向前送至聲音/數據信號譯/編碼器模塊62。此設備將音頻音格式化為數據流，該數據流適合於製造商的通過射頻(RF)、編碼聲音和通信控制和三軸地理位置數據路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM，VHF，UHF等)發送聲音和數據的方法。
然後編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑64送至射頻(RF)收發信機74。RF收發信機以所述設備製造商所預定的頻率將來自聲音/數據信號譯/編碼器模塊62的輸入數據轉換為RF傳送。該RF傳送然後通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70自RF收發信機天線68發射至NSA12RF收發信機天線72。由RF收發信機天線72接收的信號又送至RF收發信機74。RF收發信機74將收到的信號轉換為由所述RF收發信機製造商預定的可供通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑76接收數據的聲音/數據信號譯/編碼器模塊78使用的格式。聲音/數據信號譯/編碼器模塊78使用由所述聲音/數據信號譯/編碼器模塊78製造商所預編程的解碼算法將收到的數據重新組裝為可供音調檢測和生成模塊82使用的格式。解碼的三軸地理位置數據然後通過解碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑80至送音調檢測和生成模塊82。音調檢測和生成模塊82的音調發音功能塊接收該三軸地理位置數據並將其自數據的音頻音表示轉換為由所述音調檢測和生成模塊82製造商預置的可供NSA12的CPU86使用的格式。然後CPU通過通信控制和三軸地理位置數據路徑84接收該三軸地理位置數據。CPU86通過通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑88將「有效」三軸地理位置數據送至三軸地理位置數據相關服務應用程式90以供處理。
NSA12的優選實施例使用與RCA10實施例類似的嵌埋的或連接至NSA12的SPS設備。如下面將解釋的，來自所述設備的三軸地理位置數據用於校正所述SPS傳送數據22的「內在」誤差。
所述SPS接收機天線104的優選實施例與本發明現有實施例中當今存在的一樣。所述NSA12優選實施例中實施的所述SPS接收機天線104能夠接收特定範圍的所述SPS數據傳送，並能在運行環境的廣闊範圍內運行。所述SPS接收機天線104的尺寸適合於當今和所述NSA12一起使用，然而當所述SPS接收機天線嵌埋於位於同一所述NSA12中的所述射頻(RF)收發信機74內或與其非常靠近時，應考慮天線104的尺寸和射頻屏蔽。所述SPS接收機天線104的優選實施例通過由所述SPS接收機天線104製造商和所述SPS接收機晶片106製造商所提出的恰當物理裝置與所述SPS接收機晶片106相連。
所述SPS接收機晶片106自所述SPS接收機天線104接收SPS信號，並將它轉換為「原始」或未格式化的二進位SPS數據流，它然後通過所述原始SPS數據輸出路徑108送至所述SPS數據處理器110。SPS數據處理器110通過與所述SPS接收機晶片106的連接接收該未格式化或「原始」二進位SPS數據流。所述SPS數據處理器110的現有優選實施例嵌埋於所述NSA12中或與其相連。所述SPS數據處理器110執行由所述SPS數據處理器110製造商規定的預編程指令集或微碼。該微碼指令SPS數據處理器110將輸入的原始數據流採樣並獲取(鎖定)收到的在預置分貝(dB)範圍內的SPS衛星信號，然後證實來自所述SPS衛星20的SPS數據消息。然後所述SPS數據處理器110根據自處於所述SPS接收機天線104視野內的所述SPS網20衛星收到的時間同步數據消息求相對於geoID(地球)中心的三軸地理位置的相關值，並將下列數據附加於該三軸地理位置數據之後相對於所述NSA12的靜態、或動態位置的數據，所述求相關值的時間，和求相關值的三軸地理位置座標的證實。通過「通電」情況下的初始化過程，所述SPS數據處理器110將求相關值的三軸地理位置數據格式化，並通過格式化三軸地理位置數據輸出路徑112以預置數據輸出流率和刷新率向所述中央處理單元(CPU)86發送數據。
三軸地理位置數據相關服務應用程式90指令CPU86對格式化的三軸地理位置數據輸入進行證實。如該三軸地理位置數據定為「有效」，則CPU86通過三軸地理位置校正資料庫記錄輸入路徑114將三軸地理位置數據送至三軸地理位置校正資料庫210以便下一步輸入至三軸地理位置誤差校正算法。
三軸地理位置數據相關服務應用程式90接收由RCA10發送的三軸地理位置數據，並對收到的數據進行證實。如數據是壞的，則三軸地理位置數據服務應用程式90將通信控制命令發送回RCA10，以要求發送三軸地理位置數據。在自RCA10收到證實的三軸地理位置數據後，三軸地理位置數據相關服務應用程式90檢驗自RCA10收到的三軸地理位置數據的時標。所述應用程式90然後通過資料庫查詢路徑116向三軸地理位置校正資料庫查詢，要求通過資料庫記錄返迴路徑118送回一個具有相同時標的三軸地理位置校正記錄。
三軸地理位置數據相關服務應用程式實施一個誤差校正算法，該算法使用兩個動態更新的變量數據輸入和一個用戶定義的變量數據輸入。用戶定義的變量數據輸入代表NSA12的專業勘測或基準標記的三軸地理位置。此三軸地理位置代表一個已知位置，根據它確定求相關值的SPS傳送數據22的偏差。第一動態變量數據輸入是由本地SPS數據處理器110和相連的SPS設備收到的三軸地理位置，存放於所述三軸地理位置校正資料庫210中。此數據代表NSA12的求相關值的三軸地理位置，並與用戶定義變量一起使用於計算偏離已知的基準標記的三軸地理位置的三軸地理位置偏差係數。第二動態變量數據輸入是自RCA10收到的「有效」三軸地理位置數據。此數據代表RCA的求相關值的三軸地理位置，並與計算的三軸地理位置偏差係數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備。網絡實施服務在完成RCA10三軸地理位置的誤差校正後，三軸地理位置數據相關服務應用程式90通過校正三軸地理位置數據輸入路徑120將三軸地理位置數據送至三軸地理位置關係資料庫服務212。此服務212利用RCA10的校正三軸地理位置數據以便通過三軸地理位置關係數據輸出路徑122相對於由RCA10送出的三軸地理位置送回一個預定數據記錄，這將允許所述NSA12用戶根據輸入至所述地理位置數據相關服務應用程式90的三軸地理位置關係數據為所述RCA10用戶或所述NSA12用戶完成網絡相關服務。在有些情況下，所述三軸地理位置關係資料庫服務212可能從來不將三軸地理位置關係數據記錄返回至三軸地理位置數據相關服務應用程式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明領域外的服務。
本發明現有實施例中三軸地理位置數據相關服務應用程式90能完成數個操作中任何一個。所述應用程式90能將另外的通信控制和三軸地理位置關係數據送回至所述RCA10用戶。所述應用程式90能通過通信控制和三軸地理位置關係數據路徑124將三軸地理位置關係數據送至通信網接口設備128，以使所述應用程式90能通過通信控制和三軸地理位置數據路徑130將通信控制數據，三軸地理位置偏差係數數據，所述RCA10的未校正三軸地理位置數據，所述RCA10的校正的三軸地理位置數據和相關連的三軸地理位置關係數據送至多個電信網設備。最後的選擇是所述應用程式90不再採取動作，而只在所述應用程式90碼或所述應用程式用戶所預定義的過程點之前完成所有過程。
在本發明的一個闡釋性實施中，NSA12為所述RCA10完成一項服務，利用所述應用程式90以確定通信對話事件的目的地。應用程式90通過通信控制和三軸地理位置相關數據輸出路徑92將三軸地理位置關係數據送至CPU86，然後CPU86通過所述通信控制和三軸地理位置關係數據路徑124將數據送至所述通信網接口設備。通信網接口設備128通過通信控制和三軸地理位置關係數據路徑130將通信控制數據和/或三軸地理位置關係數據送至連至蜂窩電信交換系統(CTSS)的多個網絡設備和接收它們。在本發明一些實施例中，三軸地理位置數據相關服務應用程式需要來自多個包括CTSS134，PSTN138或PBX202的電信網設備的反饋或其它三軸地理位置關係數據。此數據由通信網接口設備128通過通信控制和三軸地理位置關係數據路徑130所接收，並通過通信控制和三軸地位置關係數據輸入路徑126送至CPU84。
再參照圖5，CTSS134將通信控制數據和/或三軸地理位置關係數據向前送至數個路徑中的一個。決定於目的地或由所述RCA10用戶所請求的服務，CTSS134可以使用相同的所述CTSS或實際上具有與CRA14類似作用的不同CTSS134將通信對話送至另一個RCA10，由於通信對話目的地是另一個實施本發明相同方法的RCA10，所以這兩個RCA10的用戶都有能力向其它RCA10發送和接收通信控制和三軸地理位置數據。在本發明現有實施例中，通過通信控制和三軸地理位置數據路徑130將調用自CTSS134送至目的地的RCA10。RCA10使用一個與本發明無關的現有的蜂窩通信控制方法接收通信對話請求。當所述目的地的RCA10用戶收到通信對話請求後，多個CTSS134電信網設備使用現有功能來完成由編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70和聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑132所代表的通信電路。
決定於預編程微碼和始發與接收RCA10兩者用戶的操作，任何數量的三軸地理位置數據事件觸發器可啟動自一個RCA10發送三軸地理位置數據至其它RCA10的通信。還有，決定於所述CPU34，預編程微碼和/或接至始發RCA10或接收RCA10的外設的處理能力，它們可能有能力對三軸地理位置數據完成誤差校正。
CTSS134的另一個選擇是通過通信控制和三軸地理位置數據路徑136將通信對話和相關連的通信控制和三軸地理位置關係數據送至多個包括公共交換電話網(PSTN)138的電信網設備。
決定於所述RCA10用戶所請求的服務和/或送至PSTN138的三軸地理位置關係數據，所述PSTN138可通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑198將通信對話目的地送至PSTN用戶(如POTS)CRA14。
決定於所述RCA10用戶所請求的服務和/或送至PSTN138的三軸地理位置相關數據，所述PSTN138可通過通信控制和三軸地理位置關係數據路徑140將通信對話目的地送至作為專用小交換機網202內的呼叫接收「代理人」的CRA14。
決定於所述RCA10用戶所請求的服務和/或送至CTSS134的三軸地理位置關係數據，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202內的呼叫接收「代理人」的CRA14。呼叫接收設備(Cra)的運行CRA14接收通信對話後即完成了回至所述RCA10的通信電路，現在允許通過下列路徑在所述RCA10和所述CRA14之間實現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據相關發送路徑192；通信控制和三軸地理位置數據相關發送路徑194；聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑198；聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑206；聲音，通信控制和三軸地理位置數據路徑132；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據發送路徑98；RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑100；解碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑102；通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑50；通信控制和三軸地理位置數據發送路徑46；通信控制和三軸地理位置數據發送路徑60；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑64；編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑76；和解碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑146。如CRA14實施在PBX通信環境中，則可應用下列附加表示編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑200；聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑204；聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑206；和聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑208。
決定於所述CRA14在PBX202環境中的實施，PBX202由下列路徑接收通信控制和/或三軸地理位置相關數據自CTSS14通過通信控制和三軸地理位置相關數據路徑140，或自PSTN138通過通信控制和三軸地理位置相關數據路徑142；及所述CRA14通過通信控制和三軸地理位置相關數據路徑144接收通信控制和三軸地理位置相關數據。
RCA10啟動一條至所述RCA14的通信路徑。當在RCA10與CRA14之間建立起通信路徑後，預編程微碼指令CPU34自動地將「有效」三軸地理位置數據送至CRA14。CRA14可自動地由三軸地理位置數據相關服務應用程式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。
三軸地理位置數據相關服務應用程式170通過通信控制和三軸地理位置相關數據輸出路徑182將預編程通信控制數據送至CPU152。CPU152通過通信控制和三軸地理位置數據相關發送路徑192將通信控制數據送至音調檢測和生成模塊148上。音調檢測和生成模塊148的音調生成功能塊將通信控制數據轉換為數據的音頻音表示。此數據通過通信控制和三軸地理位置數據相關發送路徑194送至聲音/數據信號譯/編碼器模塊196。此設備將音頻音格式化為數據流，該數據流適合於製造商通過編碼聲音。通信控制和三軸地理位置數據路徑200(ISDN，模擬)傳送聲音和數據的方法。
在本發明的PBX202實施例中，通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑200將編碼的通信控制數據送至PBX202。決定於通信電路路徑，PBX202將數據解碼並通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑204將通信控制數據送至PSTN138，後者又通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑206將所述通信控制數據送至所述CTSS134；或者，PBX202將所述數據解碼並直接將通信控制數據送至CTSS134。否則通信數據通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑198送至PSTN138。
CTSS134通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑132將通信控制數據送至NSA12。所述數據由聲音/數據信號譯/編碼器78所接收。此設備將音調音格式化為數據流，該數據流適合於製造商的通過射頻(RF)、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM VHF，UHF等)傳送聲音和數據的方法。然後RF收發信機74將來自聲音/數據信號譯/編碼器模塊78的輸入數據轉換為RF傳送，其頻率由所述設備製造商所預定。該數據傳送接著通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70自RF收發信機天線72發射至RCA10RF收發信機天線68。RF收發信機天線68收到的信號送至RF收發信機66。RF收發信機66將收到的信號轉換為由所述RF收發信機66製造商所預定的可供聲音/數據信號譯/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據輸入路徑100接收通信控制數據。聲音/數據信號譯/編碼器62使用由所述聲音/數據信號譯/編碼器62製造商所預編程的解碼算法將收到的數據重新組裝為可供聲音檢測和生成模塊48使用的格式。解碼的通信控制數據然後通過解碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑102送至音調檢測和生成模塊48。音調檢測和生成模塊48的音調發音功能塊接收該通信控制數據，然後將它自數據的音頻音表示轉換為由所述音調檢測和生成模塊48製造商所預置的可供RCA10的CPU34使用的格式。CPU34通過通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑50接收該通信控制數據。通過預編程微碼，CPU34將通信控制輸入數據識別為將三軸地理位置數據送至NSA12的命令。
當啟動事件觸發器後(用戶觸發輸入，或通信控制輸入)，CPU34執行一組指令以發送三軸地理位置數據。CPU34繼續接收，證實並用「有效」數據更新RAM。CPU34通過有效三軸地理位置數據路徑52為現有「有效」三軸地理位置數據將所述RAM38採樣。如來自所述SPS數據處理器30的三軸地理位置數據是「無效」，則CPU34維持，通過有效三軸地理位置數據檢索路徑54檢索和發送最後的「有效」三軸地理位置數據，直至獲取新的「有效」三軸地理位置數據並將它更新入RAM38時止。如達到預定超時情況後CPU34仍未獲得「有效」數據，則CPU34默認地發送「無效」數據。
在所述「有效」三軸地理位置數據的採樣和發送期間，CPU34禁止三軸地理位置數據證實過程，以便在採樣和發送序列中現有「有效」數據不被破壞，刪除或重寫。然而，在傳送「無效」三軸地理位置數據事件中，證實過程在繼續，而在出現「有效」三軸地理位置數據的事件中，CPU34會中斷「無效」三軸地理位置數據的發送，用「有效」三軸地理位置數據更新RAM38，並進而發送新的「有效」三軸地理位置數據。
CPU34通過通信控制和三軸地理位置數據發送路徑46將數據送至音調檢測和生成模塊48，音調檢測和生成模塊48的音調生成功能塊將「有效」地理位置數據轉換為數據的音頻音表示。此數據通過通信控制和三軸地理位置數據發送路徑60向前送至聲音/數據信號譯/編碼器模塊62。此設備將音頻音格式化為數據流，該數據流適合於製造商的通過射頻(RF)、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70(CDMA，TDMA，NAMPS，GSM，VHF，UHF等)傳送聲音和數據的方法。
該編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據然後通過編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑64送至射頻(RF)收發信機66。RF收發信機66將來自聲音/數據信號譯/編碼器模塊62的輸入數據轉換為RF傳送，其頻率由所述設備製造商所預定。該數據傳送通過RF、編碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑70自RF收發信機天線68發射至NSA12RF收發信機天線72。RF收發信機天線72收到的信號然後送至RF收發信機74。RF收發信機74將收到的信號轉換為由所述RF收發信機製造商所預定的可供聲音/數據信號譯/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據路徑76接收數據。聲音/數據信號譯/編碼器78使用由所述聲音/數據信號譯/編碼器78製造商所預編程的解碼算法以將收到的數據重新組裝為可供CTSS134使用的格式。NSA12通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑132將未校正三軸地理位置數據送至CTSS134。
決定於通信電路路徑，所述CTSS通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑208將三軸地理位置數據送至PBX202，或通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑206將三軸地理位置數據送至PSTN，而後者又通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑204將所述數據送至所述PBX202。否則通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑206將通信數據送至PSTN138，後者通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑198將數據送至所述CRA14。
PBX202將三軸地理位置數據編碼，並通過聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑144將所述數據送至CRA14。聲音/數據信號譯/編碼器196使用由所述聲音/數據信號譯/編碼器196製造商所預編程的解碼算法以將收到的三軸地理位置數據重新組裝為可供音調檢測和生成模塊148使用的格式。解碼的三軸地理位置數據通過解碼聲音、通信控制和三軸地理位置數據路徑146送至音調檢測和生成模塊148。音調檢測和生成模塊148的音調發音功能塊接收該三軸地理位置數據，並將它自數據的音頻音表示轉換為由所述音調檢測和生成模塊148製造商預置的可供CRA14的CPU152使用的格式。然後CPU152通過通信控制和三軸地理位置數據路徑150接收三軸地理位置數據。CPU152通過通信控制和三軸地理位置數據輸入路徑168將「有效」三軸地理位置數據送至三軸地理位置數據相關服務應用程式170供處理用。
CRA14的優選實施例使用與NSA12實施類似的嵌埋的或連至CRA14的SPS設備。然而，來自所述設備的三軸地理位置數據的使用目的是如下面將描述的校正SPS傳送數據22的「內在」誤差。
SPS接收機天線154的現有優選實施例嵌埋於CRA14內，能接收特定範圍的SPS數據傳送，並能在運行環境的廣闊範圍內操作。如SPS接收機製造商和SPS接收機晶片156製造商所規定的，天線154連至所述SPS接收機晶片156。
所述SPS接收機晶片156的優選實施例是猶如本發明現有實施例中所存在的。SPS信號由所述SPS接收機晶片156自所述SPS接收機天線154中接收，並轉化為「原始」或未格式化的二進位SPS數據流，然後它又通過所述原始SPS數據輸出路徑162送至所述SPS數據處理器160。CRA SPS接收機部件和運行的進一步細節與RCA和/或NSA中的相應電路相仿，因此此處將略去。
三軸地理位置數據相關服務應用程式170指令CPU152對格式化的三軸地理位置數據輸入進行證實。如該三軸地理位置數據定為「有效」，則CPU152將該三軸地理位置數據送至三軸地理位置校正資料庫166以備下一步通過三軸地理位置校正資料庫記錄輸入路徑164輸入至三軸地理位置誤差校正算法。
三軸地理位置數據相關服務應用程式170接收由RCA10送出的三軸地理位置數據，並對收到的數據進行證實。如數據是壞的，則三軸地理位置數據相關服務應用程式170將通信控制命令發送回至RCA10，以要求送三軸地理位置數據。在自RCA10收到證實的三軸地理位置數據後，三軸地理位置數據相關服務應用程式170檢驗來自RCA10的三軸地理位置數據的時標。所述應用程式170然後通過資料庫查詢路徑172查詢三軸地理位置校正資料庫，要求通過資料庫記錄返迴路徑174送回帶有相同時標的三軸地理位置校正記錄。
三軸地理位置數據相關服務應用程式實施一個利用兩個動態更新變量數據輸入和一個用戶定義變量數據輸入的誤差校正算法。用戶定義變量數據輸入代表CRA12的專業勘測或基準標記的三軸地理位置。此三軸地理位置代表一個已知位置，根據它確定求相關值的SPS傳送數據22的偏差。第一動態變量數據輸入是由本地SPS數據處理器160和相連的SPS設備所收到的三軸地理位置。存放於所述三軸地理位置校正資料庫166中，此數據代表CRA14的求相關值的三軸地理位置，並與用戶定義變量一起使用於計算偏離已知的基準標記的三軸地理位置的三軸地理位置偏差係數。第二動態變量數據輸入是自RCA10收到的「有效」三軸地理位置數據。此數據代表RCA的求相關值的三軸地理位置，並與計算的三軸地理位置偏差係數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後，三軸地理位置數據相關服務應用程式170然後通過校正的三軸地理位置數據輸入路徑176將三軸地理位置數據送至三軸地理位置關係資料庫服務178。此服務178利用RCA10的校正的三軸地理位置數據以便通過三軸地理位置關係數據輸出路徑180送回一個相對於由RCA10送出的三軸地理位置的預定數據記錄，這將允許所述CRA14的用戶根據輸入至所述地理位置數據相關服務應用程式170的三軸地理位置關係數據為所述RCA10用戶或所述CRA14用戶完成三軸地理位置相關服務。在有些情況下，所述三軸地理位置關係資料庫服務178可能從不將三軸地理位置關係數據記錄返回至三軸地理位置數據相關服務應用程式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明領域外的服務。
在本發明現有實施例中，所述CRA14用戶通過用戶觸發接口188輸入數據變量至所述應用程式170中，從而與所述應用程式170交互作用。不同的類似於RCA輸入的輸入可用於提供數據輸入，用於或者改變CRA的運行特性，或者改變事件觸發器參數。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係數據結果的三軸地理位置數據相關服務可以使用應用程式170將所述三軸地理位置關係數據結果送至CPU152，它又通過通信控制和三軸地理位置相關數據顯示輸出路徑將該數據送至所述用戶顯示接口。
三軸地理位置數據相關服務應用程式170完成自遠程通信設備10或所述網絡服務設備12接收三軸地理位置數據的主要功能，並允許所述三軸地理位置數據相關服務應用程式170的用戶為所述RCA10用戶和所述CRA14的用戶完成服務。三軸地理位置相關應用程式可包括以下功能但不限於這些資產追蹤，人事和車隊管理，電話號查詢服務，旅館服務臺服務，過程控制，人員定位，公共安全定位服務，導航，電信網管理等。位置數據校正如上面所簡短地提到的，本發明的重要方面是一種用於校正自例如行動電話的遠程通信設備接收的SPS導出的位置數據的方法和設備。已知道衛星信號的一定程度衰退會導致獲取的位置信息的不準確性(GPS明顯地向軍事方面、NASA等而不是公眾提供更準確的信息)。本發明提供一個用於克服這些不準確性而提供精確位置數據的解決辦法。
校正技術實施於固定位置上，實際上它可以是能見到GPS信號而接收它的任何地方。在本發明一個實施例中，該固定位置是通信網的一部分，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，辦公室或其它商業場所，尤其固定位置可以是一個PSAP。對於許多應用程式，有利的是在通信網內提供固定位置，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確度完成基於位置的路由。
因此本發明另一特徵根據高準確度的校正的位置數據為呼叫，例如緊急911呼叫，提供動態路由。這保證大部分恰當的緊急或公共安全服務提供者能儘快地收到所需信息。例如，數米的位置誤差能在將呼叫調度至當地警察局或調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米的差別可能意味著需要陸基緊急援助與要求海岸警衛隊進行水上救援的遇險呼叫之間的差別。
現參照圖14，在固定位置安裝了SPS天線1402以提供位置數據校正。該天線的實際物理位置是例如通過勘測而準確地確定的，並記錄入存儲器。SPS接收機1404連至固定天線，及固定天線的CPU位置數據被獲取後在SPS處理器1406中處理。處理器1406提供包括時標，緯度，經度和高度數據的輸出數據，例如作為具有預定格式的ASCII字節流。市場上可用的SPS接收機和處理機可編程以便在例如串行埠上提供所需輸出格式。此數據經常更新，例如每數秒一次。(此數據可能會受到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據送至系統微處理器1408並存放於存儲器中(通過總線1410)。該數據存放於存儲器中以形成動態或環狀陣列，從而例如在任何時候都保持最新60秒的數據。假設平均每秒獲取一次數據，則此陣列中將有60個樣值，當然此數並不重要。可合適地提供存儲器空間。
用於行動電話接收的RF接收機或收發信機1416連至聲音/數據編碼和解碼模塊1418以便將輸入信號解碼為數字數據。此數據輸入至音調檢測模塊1420以檢測代表行動電話位置的音頻音。所得數據必要時再由微處理器1408處理，以形成最好包括時標、緯度、經度和高度的移動位置數據樣值。移動位置數據樣值通過總線1410存入例如存儲位置1422中。用於由微處理器執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據。現參照圖15，校正移動位置數據的過程開始於對初始化步1504作出響應，自固定SPS天線(圖14中的1402)獲取位置數據1502。乍一看，在已知固定位置上獲取SPS位置數據似乎是奇怪的，但這樣做的優點將能清楚看出。如上看出的，獲取的固定天線位置數據(在通常處理之後，未示出)存放於存儲器陣列中。如可編程定時器所標示的(或由硬體中斷等)，周期地獲取新位置數據並更新該陣列。這些過程1502，1506重複著以保持反映例如60秒周期內最新獲取的數據的位置數據陣列。
其次，如參照圖14時所提及的，自遠距無線設備接收SPS導出位置數據1508。根據接收的數據中標示的緯度和經度(可選地以及高度)，計算無線設備至固定位置的距離1510。該距離與例如100公裡的預定範圍比較，步1512。如計算的距離超過所選範圍1514，則對收到的數據不加任何校正1516，及過程通過「A」循環以便自遠距設備獲取新數據。這樣做是因為距離大時，遠程位置的視野內的衛星與同時間內固定位置的視野內的衛星不同的概率就增加。
如計算的距離是在所選範圍內，步1518，則讀取遠程位置數據樣值的時標1520，並查詢包含固定天線位置數據的存儲器陣列1522以了解陣列中是否存在其有相同時標值的樣值(標示在遠程設備上獲得「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，1524，則使用該數據計算三軸校正係數，步1526，即在每個三維座標中作為所選固定天線位置數據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係數。此差別標示就在由遠程設備獲取遠程位置的時刻該固定位置的衛星傳送數據的有效誤差。定時是重要的，因為衛星衰退不是靜態的。下一步1528是應用計算的校正值來校正遠距位置數據。然後過程循環至「A」以便從遠距物體獲取新位置數據。所描寫過程因此逆轉了SPS的「選擇可用性」信號衰退。當找到匹配的時標時，應用程式可有信心地期望位置準確度在10米以內。
如計算的距離在校正範圍內，但在固定天線位置樣值陣列內未找到匹配時標，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係數，步1532。這可提供一個有用的逼近，因很可能在過去60秒內獲取了該遠距數據，而在此期間也獲取了固定天線數據。
在現有優選實施例中，如早先參照圖7時所描述的，可在網絡服務設備(NSA)12中提供誤差校正。圖7中，地理位置校正資料庫210中存儲了上面描述的固定天線位置數據樣值陣列。圖7的CPU86對應於圖14的微處理器1408；圖7的SPS數據處理器110對應於圖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，地理位置校正資料庫166中存儲上面描述的固定天線位置數據樣值陣列。圖8的CPU152對應於圖14的微處理器1408；圖8的SPS數據處理器160對應於圖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的音頻話務信道發送遠距通信設備的標時的(時間作為UTC)，三軸(X作為緯度，Y作為經度和Z作為高度)地理位置數據至網絡服務和/或呼叫接收設備的改善的系統和方法，該呼叫接收設備能接收三軸地理位置數據同時又為每個設備用戶完成三軸地理位置關係服務。本發明使用現有流動電話網基礎結構，與全球定位系統和數個新型改善措施結合使用，在例如公共安全或緊急響應區段中(美國的撥號911)大量地節省費用，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(PCS)的用於聲音和數據通信的無線系統，其中緯度—經度—高度(三軸)位置嵌埋於通信系統的通信信號中，該通信系統用於依靠衛星定位系統(SPS)，例如全球定位系統或全球軌道導航衛星系統來確定PCS用戶位置。在每個這類實施例中，該設備包括多個天線，一個電源，一個用於處理SPS數據的設備，一個通信設備和一個由無線連結相連的遠程顯示單元。
先前的應用闡釋過一個移動系統(圖10A)，其中PCS/SPS設備包括用於接收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；一個用於接收轉換的天線輸出信號並處理它們以提供PCS/SPS用戶現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；一個用於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換的1008數據包與聲音/數據流輸入1009一起發送的收發信機1003；及一個電源1006。
顯示單元(圖12)包括一個天線1201；一個用於接收由PCS/SPS移動系統收發信機傳送的信號的收發信機1202；一個用於接收來自接收機的輸出信號並將它們多路分解的基於計算機的處理器1203；一個聲音/數據輸入輸出系統1204；一個SPS數據緩存1205；一個數據輸出系統1206；一個通過基於計算機的映射系統1207顯示位置的系統；及一個電源1209，因此我們公開具有嵌埋的三軸位置數據的，或通過陸上或通過衛星無線系統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據通信的無線系統，例如個人通信系統(PCS)，行動電話或無線電，其中緯度—經度—高度(三軸)位置加至系統中以便快速地將數據包或流嵌埋在通信系統的通信信號中，以便通過衛星定位系統(SPS)，例如全球定位系統或全球軌道導航衛星系統來確定PCS用戶位置。在每個實施例中，該設備包括多個天線，多個電源，一個用於處理SPS數據的設備，一個通信設備，一個通信連結和一個通過無線連結相連的遠程顯示單元。
我們闡釋如同圖10B中的移動系統，其中SPS(站2)通過連至信號多路轉換器1028的通信連結將數據流(如NMEA)提供給PCS(站1)。移動站2包括用於接收SPS信號的一個SPS天線1022和接收機1024；一個SPS下變頻器1025；一個用於接收轉換的天線輸出信號並處理它們以提供PCS/SPS用戶的當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包括一個用於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換的1028數據包連同聲音/數據流輸入1029一起發送的收發信機1023；及一個電源1026。在第二實施例中，SPS位於聲音輸入(話筒)外殼內及數據流作為數據包嵌埋於或包括於聲音流中。圖10D顯示另一實施例。
現有技術應用中的顯示單元(圖12)包括一個天線1201；一個用於接收由PCS/SPS移動系統收發信機所發送的信號的收發信機1202；一個用於接收來自接收機的輸出信號並將它們多路分解的基於計算機的處理器1203；一個聲音/數據輸入輸出系統1204；一個SPS數據緩存1205；一個數據輸出系統1206；一個通過基於計算機的映射系統1207顯示位置的系統，及一個電源1209。
一種用於聲音和數據通信的無線系統，例個人通信系統(PCS)，其中緯度—經度—高度(三軸)位置嵌埋於通信系統的通信信號中，用於通過衛星定位系統(SPS)，例如全球定位系統或全球軌道導航衛星系統來確定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)的固態旋轉傳感器或同等產品用於保持地理位置中的雙維變化。在每個實施例中，該設備包括多個天線，一個電源，一個用於處理SPS數據的設備，一個慣性平臺，一個通信設備和一個通過無線連結相連的遠距顯示單元。
在移動系統的另一個選代實施例中(圖10C)，PCS/SPS設備包括用於接收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；一個用於接收轉換的天線輸出信號並處理它們以提供PCS/SPS用戶的當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於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；一個用於接收處理器輸出信號並通過天線1041將這些信號作為多路轉換的1048數據包與聲音/數據流輸入1049一起發送的收發信機1043；一個電源1046；和一個交換路由轉發器1052。
顯示單元(圖12)包括一個天線1201。一個用於接收由PCS/SPS移動系統收發信機所發送的信號的收發信機1202；一個用於接收來自接收機的輸出信號並將它們多路分解的基於計算機的處理器1203；一個聲音/數據輸入輸出系統1204；一個SPS數據緩存1205；一個數據輸出系統1206；一個通過基於計算機的映射系統1207顯示位置的系統；及一個電源1209。
該實施例應用慣性平臺的能力在丟失信號周期內準確地更新用戶位置。本發明在無線通信市場上，在丟失SPS數據期間在準確地更新、跟蹤和將用戶定位中是有用的。
現闡述另一個用於聲音和數據通信的無線系統，例如個人通信系統(PCS)，其中緯度—經度—高度(三軸)位置嵌埋於通信系統的通信信號中，用於通過衛星定位系統(SPS)，例如全球定位系統或全球軌道導航衛星系統，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(數字高度計)用於保持地理位置的高度變化。在每個實施例中，該設備包括多個天線，一個電源，一個用於處理SPS數據的設備，一個數字高度計，一個通信設備，及一個由無線連結相連的遠程顯示單元。
在移動系統的另一個選代實施例中(圖10C)，PCS/SPS設備包括用於接收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；一個用於接收轉換的天線輸出信號並處理它們以提供PCS/SPS用戶的當前位置和高度以及觀察時間的SPS信號處理器1047；一個用於在丟失信號事件中更新高度的數字高度計1053；一個顯示處理器1050和顯示器1051；一個用於接收處理器輸出信號並通過天線1041將這些信號作為多路轉換1048數據包與聲音數據流輸入1049一起發送的收發信機1043；一個電源1046；和一個交換路由轉發器1052。
顯示單元(圖12)包括一個天線1201；一個用於接收由PCS/SPS移動系統收發信機所發送的信號的收發信機1202；一個用於接收來自接收機的輸出信號並將它們多路分解的基於計算機的處理器1203；一個聲音數據輸入輸出系統1204；一個SPS數據緩存1205；一個數據輸出系統1206；一個通過基於計算機的映射系統1207來顯示位置的系統；及一個電源1209。此系統應用數字高度計的能力在丟失信號周期內準確地更新用戶位置。
現參照圖13，我們闡釋過現有無線移動系統的實施，例如MotorolaCellular Micro Tac Ultra Lite，Ericcson 338等(圖13A)，它通過無線設備1307中的埠傳統地發送聲音或數據通信。參照圖11，SPS系統在無線移動站之外；該設備包括多個天線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鍾1104的多信道SPS相關器，一個SPS處理器1105，通信處理器1106，連至現有無線移動系統1107的數據連接，數據多路轉換器或邏輯裝置1109，一個收發信機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，及一個載有話務信道和將其路由的無線基礎結構。此外，在每個實施例中，包括緯度—經度—高度(三軸)位置的數據加至系統中為了快速地將數據包或調製數據流嵌埋入通信系統的通話信道。在圖13A的實施例中，SPS位於電源盒內。在圖13B的選代實施例中，SPS位於電源盒上面。
參照圖13，我們早先描述過將SPS系統放置於電源1331之內、之上或之下，該電源是可卸下的電池，通過一個製造以與現有數據埠1327配合的整體地模壓的電氣連接來傳送數據，需要時可增加一個與SPS設備上原有埠並行使用的第二數據埠，以便保持製造商的設計功能。此外，包含嵌埋的三軸位置數據的此傳送將由陸上或衛星無線系統在話務信道(聲音)中運載。圖13C顯示另一個選代應用。
在我們的發明的原理被闡釋和描述後，對於熟悉技術的人來說，很清楚本發明可在不背離這些原理的情況下在安排和細節上進行更改。我們要求所有更改都應在所附權利要求書的實質和範圍之內。
權利要求
1.一種遠距通信設備(10)，包括一個用於生成代表該設備當今位置的位置數據的位置系統；一個用於將位置數據編碼為音頻音串的音調生成模塊；及一個用於在電信網的聲音通信音頻話務信道上發送代表音頻音串的數據的傳送系統。
2.根據權利要求1的遠距通信設備，其中位置系統包括一個衛星位置系統接收機。
3.根據權利要求2的遠距通信設備，其中傳送系統包括一個用於通過CTSS進行通信的收發信機。
4.根據權利要求3的遠距通信設備(10)，其中衛星位置系統包括一個用於提供自衛星位置系統接收的原始位置數據的衛星位置接收機(26)和一個用於提供對應於原始位置數據的格式化的標時的三軸地理位置數據的衛星位置系統數據處理器(30)。
5.根據權利要求3的遠距通信設備，其中傳送系統包括一個用於將音頻音串編碼以形成傳送信號(64)的聲音/數據信號編碼器(62)；及一個用於將傳送信號發送至接收機(12，14)從而將格式化的地理位置數據的所選部分發送至接收機的RF收發信機(66)；
6.根據權利要求3的遠距通信設備，進一步包括一個響應於觸發輸入信號，用於觸發該設備以便將格式化的地理位置數據的所選部分發送至接收機的觸發接口。
7.根據權利要求6的遠距通信設備，其中觸發接口包括用於將設備中通過RF收發信機收到的一個或多個音頻音解碼及檢測來自解碼的音頻音的預定更新請求碼的裝置，從而使該設備不受本地用戶幹預，響應於來自遠距位置的請求而發送更新的地理位置數據。
8.根據權利要求6的遠距通信設備，其中觸發接口包括用於對環境感測器輸出量，生理監測輸出量，預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而觸發該設備發送地理位置數據的接口電路。
9.根據權利要求6的遠距通信設備，其中該設備還包括一個鍵盤及觸發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.根據權利要求6的遠距通信設備，其中環境感測器輸出量標示預定環境條件。
11.根據權利要求6的遠距通信設備，其中生理監測輸出量標示本地用戶的預定生理條件。
12.根據權利要求6的遠距通信設備，其中觸發接口響應於時標而被要求，以使該設備在預定時候自動地發送地理位置數據。
13.根據權利要求6的遠距通信設備，其中觸發接口被要求以使該設備在一次初始觸發後自動地周期地發送更新地理位置數據。
14.根據權利要求1的遠距通信設備，其中音調生成模塊提供位置數據的DTMF編碼。
15.一種用於校正SPS遠距位置數據的方法，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位置數據樣值；接收包括時標的遠距位置數據；對遠距位置數據的時標進行匹配以找到於同一時候獲取的固定天線位置數據的相應樣值；將固定天線位置數據的相應樣值與固定天線的已知實際位置比較以確定校正值；及將校正值應用於遠距位置數據。
16.根據權利要求15的方法，還包括根據收到的遠距位置數據計算固定天線位置與遠距位置之間的距離；及如計算的距離大於預定校正範圍，則摒棄所述匹配，比較和應用校正值的步驟。
17.根據權利要求15的方法，其中所述通過固定位置天線獲取SPS位置數據樣值的步驟包括為在預定時間周期內獲取的固定天線位置數據樣值形成一個緩存。
18.根據權利要求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獲取的固定天線位置數據樣值存儲起來。
19.根據權利要求3的遠距通信設備(10)，其中衛星位置系統包括一個用於提供自衛星位置系統接收的原始位置數據的衛星位置接收機(26)，和一個用於提供對應於原始位置數據的格式化的標時三軸地理位置數據的衛星位置系統數據處理器(30)；傳送系統包括一個用於將音頻音串編碼為傳送信號(64)的聲音/數據信號編碼器(62)；和一個用於將載有編碼的音頻音串的傳送信號發送給接收機(12，14)的RF收發信機(66)，從而將格式化的地理位置數據的所選部分發送至接收機；及該設備還包括一個用於與SPS數據處理器、與音調生成模塊和與觸發接口交換而相連的CPU(34)；及一個連至CPU用於存儲由CPU執行以控制該設備的軟體的第一存儲器(16)。
20.根據權利要求19的遠距通信設備，其中第一存儲器包括半導體存儲器。
21.根據權利要求20的遠距通信設備，其中第一存儲器包括只讀半導體存儲器。
22.根據權利要求21的遠距通信設備，其中第一存儲器包括EEPROM存儲器。
23.根據權利要求21的遠距通信設備，其中第一存儲器包括非易失性半導體存儲器。
24.根據權利要求23的遠距通信設備，其中第一存儲器包括閃爍存儲器。
25.根據權利要求24的遠距通信設備，其中CPU是可編程以便響應於通過CTSS收發信機收到的軟體更新而更新存放於閃爍存儲器中的軟體。
26.根據權利要求20的遠距通信設備，還包括一個連至CPU用於緩存自衛星位置系統數據處理器收到的更新的標時地理位置數據的第二存儲器(38)。
27.一種用於建立自遠距通信設備發送的位置數據的方法，該方法包括以下步驟獲取SPS標時的數據消息；根據標時的數據消息形成地理位置數據；證實地理位置數據以確定有效地理位置數據；及使用多音音頻編碼將有效地理位置數據編碼。
28.根據權利要求27的方法，其中所述獲取SPS標時的數據消息的步驟包括下列步驟接收二進位SPS數據流；將SPS數據流採樣以獲取預定分貝(信號強度)範圍內的收到的SPS衛星信號。自獲取的SPS衛星信號中提取標時的數據消息；及根據標時的數據消息，形成相對於地球中心的未證實的三軸地理位置數據。
29.根據權利要求28的建立位置數據的方法，還包括下列步驟將地理位置數據格式化；以預定數據輸出流率將格式化的地理位置數據送至中央處理器；及以預定刷新率將格式化的地理位置數據刷新。
30.根據權利要求28的建立位置數據的方法，其中用於檢驗地理位置數據和識別包括證實標示的地理位置數據的證實過程在後臺過程中被重複以使大多數最新有效數據隨時可供傳送用。
全文摘要
一個例如行動電話的遠距通信設備(10)配備了衛星位置系統SPS接收機(26)以獲取位置數據。使用多音頻音編碼(48)例如DTMF,將位置數據編碼,以便在包括移動CTSS(134)和PSTN(138)的電信網(12)的聲音信道(70)上將其傳送至呼叫接收設備(14),例如公共安全應答站(PSAP)。使用網絡(210)中或應答站(166)上的固定天線(1402)接收設備(1404)和相關資料庫(1412)來實現位置數據校正以改善位置正確度。本發明的優點是低實施費用,改善的位置正確度和位置數據的透明信令,從而不中斷當時的聲音通信。
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 優先權日1997年5月19日
發明者丹·A·普雷斯頓, 約瑟夫·D·普雷斯頓, 詹姆斯·A·弗羅曼 申請人:綜合數據通信公司