專利名稱：全空間移動導航裝置及移動通信終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及導航技術，尤其涉及一種全空間包括室內和室外移動導 航裝置及移動通信終端。
背景技術：
全球定位系統(Global Positioning System, GPS)主要由空間衛星、地 面監控和用戶接收等三大部分組成，空間衛星部分是一個由覆蓋全球的24 顆地球同步衛星組成的人造衛星系統。這個系統可以保證在任意時刻，地球 上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星，以保證衛星可以采集到該觀測點的 經緯度和高度；除此之外，地面上共有1個主控站和5個監控站負責對衛星 的監視、遙測、跟蹤和控制，它們負責對每顆衛星進行觀測，并向主控站提 供觀測數據，主控站收到數據后，計算出每顆衛星在每一時刻的精確位置， 并通過3個注入站將它傳送到衛星上去，由衛星將這些數據通過無線電波向 地面發射至用戶接收端設備，從而實現導航、定位、授時等功能。
全球定位系統(GPS)自從問世以來，由其最初的軍事應用，已經迅速 而成熟地擴展到了現在的汽車導航、大氣觀測、地理勘測、海洋救援、載人 航天器防護探測等各個民用和科研領域。其中，基于GPS系統的衛星導航 儀更是被廣泛地應用到了汽車/移動通訊終端導航中。
然而，迄今為止，衛星導航儀都只能被局限在室外使用，這是因為當衛 星導航儀處于室內時，由于建筑物的遮蓋，而無法接收到衛星發射的無線電 波訊號。
現有技術的衛星導航接收機會在兩種情況下因無法接收到衛星信號而失 效，第一種情況是天空訊號被建筑物遮蓋，或者處于室內時，衛星導航接收 機功能失效；第二種情況是另類導航裝置在被建筑物遮蓋的環境中進行三維 變動(即不規則移動)時，由于該類導航裝置只是二維空間導航，所以在這 種情況下，導航數據完全失準
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種全空間移動導航裝置，該 裝置不論在目標處于室內還是室外，都可以對其進行移動導航。
本實用新型進一步所要解決的技術問題是提供一種移動通信終端，該 移動通信終端不論其處于室內還是室外，都可以進行移動導航及衛星導航。
為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案-
一種全空間移動導航裝置，該裝置包括有
微處理器，與所述微處理器相連接的一個三軸加速度傳感器和一個三軸 陀螺儀， 一個三軸磁場傳感器通過三組比較器與微處理器相連；
三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀將數據輸出給微處理 器，用于計算不規則行進距離和相對不規則累積行進距離的結果；
三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算出速度、 距離的結果；
三軸磁場傳感器、三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算方向結果。
相應地，本實用新型還提供了一種移動通信終端，包括有處理單元、顯 示屏，還包括有一全空間移動導航裝置，所述全空間移動導航裝置包括有
微處理器，與所述微處理器相連接的一個三軸加速度傳感器和一個三軸 陀螺儀， 一個三軸磁場傳感器通過三組比較器與微處理器相連；
三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀將數據輸出給微處理 器，用于計算不規則行進距離和相對不規則累積行進距離的結果；
三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算出速度、 距離的結果；
三軸磁場傳感器、三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算方向結果。 本實用新型的有益效果是
本實用新型的實施例通過自身設置可偵測導航數據的傳感器、以及對所 述偵測進行處理的微處理器，從而實現了全空間包括室內和室外的移動導航。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
圖1是本實施例提供的全空間移動導航裝置第一實施例的第一種組成結 構圖。圖2是本實施例提供的全空間移動導航及衛星導航裝置第二實施例的組
成結構圖。
圖3是本實施例提供的移動通信終端一個實施例的組成結構圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型提供的第一實施例。 參考圖l，本實施例主要包括有
微處理器5，與所述微處理器5相連接的一個三軸加速度傳感器1和一 個三軸陀螺儀2， 一個三軸磁場傳感器3通過三組比較器6與微處理器5相 連；
三軸加速度傳感器1、三軸磁場傳感器3和三軸陀螺儀2將數據輸出給 微處理器5，用于計算不規則行進距離和相對不規則累積行進距離的結果；
三軸加速度傳感器1和三軸陀螺儀2將數據傳給微處理器5，用于計算 出速度、距離的結果；
三軸磁場傳感器3、三軸陀螺儀2將數據傳給微處理器5，用于計算方向結果。
具體實現時，所述一個三軸陀螺儀2還可以用兩個雙軸陀螺儀代替，所 述兩個雙軸陀螺儀組合后，即相當于一個三軸陀螺儀2的功能。該部分的主 要作用是偵測目標移動時速度和角速度變化數據，并將該數據傳輸給微處理 器5。
微處理器5對所述角速度變化數據和加速度變化數據進行微積分計算， 計算出目標的速度、距離。
具體實現時，所述三軸磁場傳感器3還可以用一個雙軸磁場傳感器和一 個單軸磁場傳感器代替，所述一個雙軸磁場傳感器和一個單軸磁場傳感器組 合后，即相當于一個三軸磁場傳感器3的功能。該部分的主要作用是偵測目 標移動時的方向(東南西北)變化數據，并將該數據傳輸給微處理器5。
微處理器5獲得所述方向數據后，也會考慮一個三軸陀螺儀的移動數據 作為輔助方向修正數據，計算出正確的變動方向結果。
同時，微處理器5還集合上述所有一個三軸加速度傳感器1、 一個三軸 磁場傳感器3和一個三軸陀螺儀2組合輸出的數據進行綜合微積分計算，并
6將誤差系數調節和漂移系數調節加入，算出不規則行進距離和相對不規則累 積行進距離的結果。所述高度傳感器為一個氣壓傳感器4，其主要作用是偵測目標所處位置 的相對大氣壓變化數據，并將該數據傳輸給微處理器5;微處理器5獲得所述氣壓數據后，根據氣壓原理，計算出目標的相對高度變化的結果。微處理器5計算出上述方向、速度、距離、軌跡、不規則移動距離以及 相對高度數據后，輸出給使用方、或在屏幕上顯示。綜上，本實施例利用上述一個三軸加速度傳感器1、 一個三軸陀螺儀2 (或兩個雙軸陀螺儀)、 一個三軸磁場傳感器3 (或一個雙軸磁場傳感器和一 個單軸磁場傳感器)、三組比較器6、 一個氣壓傳感器4、以及微處理器5的 結合，構成一個傳感器組合導航模塊，該傳感器組合導航模塊便能作為一個 完整獨立的全空間導航裝置，實現不限空間(室內和室外)的移動導航。當 然，本實施例的優勢主要體現在室內工作的情況下。下面參考圖2詳細描述本實用新型的第二實施例。如圖所示，本實施例主要由一個前述第一實施例所述的傳感器組合導航 模塊10和一個衛星導航模塊20組成，所述衛星導航模塊20與所述傳感器組 合導航模塊10中的微處理器5連接，從而，微處理器5還可獲得衛星導航模 塊20輸出的NMEA數據。其中，所述衛星導航模塊20可以是現有技術的任何一個獨立品牌的衛星 導航模塊，現有技術中，所述衛星導航模塊都屬于室外型導航模塊；而所述 傳感器組合導航模塊10的組成結構與前述第一實施例基本相同，不再贅述。所述傳感器組合導航模塊10和衛星導航模塊20組合后，由于衛星導航 模塊20具備室外衛星導航的全部功能，因此，當目標處于室外時，可由該衛 星導航模塊20對目標進行導航；而在所述衛星導航模塊20工作期間，傳感 器組合導航模塊10也可以隨著衛星導航模塊輸出的NMEA數據在室外做經 緯度定位時，進行自身偵測數據的調校和修正，還可以將其自身偵測出的數 據換算成經緯度數據。當目標移動進入室內后，衛星導航模塊20收不到天空的衛星訊號，因而 導航失效，在這種情況下，則由所述傳感器組合導航模塊10以所述衛星導航模塊的最后輸入的有效NMEA數據作為參考點陣，依前述第一實施例中的工 作原理，對室內移動位置進行方向定位、速度計算、參考點陣與不規則移動 距離計算、經緯度換算、以及軌跡計算，并將偵測和計算出的目標移動方向、 速度、距離、經緯度、不規則移動距離、軌跡和相對高度數據輸出給使用方 或者在顯示屏幕上顯示或在屏幕里的測繪圖上顯示。當目標由室內移動到室外后，衛星導航模塊20可再次接收到天空的衛星 訊號，此時，衛星導航模塊20恢復導航工作，而傳感器組合導航模塊10則 立即進入調校、修正狀態。下面參考圖3詳細描述本實用新型提供的移動通信終端的一個實施例。本實施例與現有技術的移動通信終端相比，區別在于增加了前述第二實 施例提供的"全空間移動導航及衛星導航裝置"100,所述"全空間移動導航 及衛星導航裝置"100的結構和工作原理與前述第二實施例完全相同。具體實現時，本實施例的移動通信終端可以是一部GSM手機。當該GSM手機內設置了所述第二實施例提供的全空間移動導航裝置 后，在室外移動時，所述全空間移動導航及衛星導航裝置IOO中的衛星導航 模塊20會進行衛星導航工作，并將其偵測和計算出的所述GSM手機移動 方向、速度、距離、經緯度、軌跡和相對高度數據輸出給GSM手機的處理 單元200并在其手機顯示屏300或顯示屏300中的測繪圖上顯示；而在所述 衛星導航模塊20工作的同時，所述傳感器組合導航模塊10可參考衛星導航 模塊20工作數據進行自身調校、修正。當GSM手機進入室內移動時，所述衛星導航模塊20因收不到天空的 衛星訊號而失效，在這種情況下，則由所述傳感器組合導航模塊10以所述 衛星導航模塊的最后有效NMEA數據作為參考點陣，依前述第二實施例中 的工作原理，對室內移動位置進行方向定位、速度計算、參考點陣與經緯度 換算、不規則移動距離計算以及軌跡計算，并將偵測和計算出的GSM手機 移動方向、速度、距離、經緯度、不規則移動距離、軌跡和相對高度數據輸 出給GSM衛星導航手機的處理單元200并在其手機顯示屏300或顯示屏300 中的測繪圖上顯示。本實用新型全空間移動導航及衛星導航裝置或GSM手機可以步行在室 內使用情況下，進行導航；可以步行在先室外再室內的使用情況下，進行衛星導航；也可以步行在先室內再室外的使用情況下，進行衛星導航；還可以 車載在先室外后室內的使用情況下，進行衛星導航。也就是說，正常情況下， 本實用新型提供的全空間移動導航裝置無論在室外或室內移動時，都能進行 方向、距離、速度、經緯度、不規則移動距離和軌跡的偵測和計算。
以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的 普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改 進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種全空間移動導航裝置，其特征在于，該裝置包括有微處理器，與所述微處理器相連接的一個三軸加速度傳感器和一個三軸陀螺儀，一個三軸磁場傳感器通過三組比較器與微處理器相連；三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀將數據輸出給微處理器，用于計算不規則行進距離和相對不規則累積行進距離的結果；三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算出速度、距離的結果；三軸磁場傳感器、三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算方向結果。
2、 如權利要求1所述的全空間移動導航裝置，其特征在于，所述的一個 三軸陀螺儀可采用兩個雙軸陀螺儀替代。
3、 如權利要求l所述的全空間移動導航裝置，其特征在于，所述的微處 理器還連接有一個氣壓傳感器。
4、 如權利要求l-3中任一項所述的全空間移動導航裝置，其特征在于， 該全空間移動導航裝置還包括有一個與所述微處理器相連的衛星導航模塊。
5、 一種移動通信終端，包括有處理單元、顯示屏，其特征在于，該終端 還包括有一全空間移動導航裝置，所述全空間移動導航裝置包括有微處理器，與所述微處理器相連接的一個三軸加速度傳感器和一個三軸 陀螺儀， 一個三軸磁場傳感器通過三組比較器與微處理器相連；三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀將數據輸出給微處理 器，用于計算不規則行進距離和相對不規則累積行進距離的結果；三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算出速度、 距離的結果；三軸磁場傳感器、三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算方向結果。
6、 如權利要求5所述的移動通信終端，其特征在于，所述的一個三軸陀 螺儀可采用兩個雙軸陀螺儀替代。.
7、 如權利要求5所述的移動通信終端，其特征在于，所述的微處理器還 連接有一個氣壓傳感器。
8、 如權利要求5-7中任一項所述的移動通信終端，其特征在于，所述全 空間移動裝置還包括有一個與所述微處理器相連的衛星導航模塊。
專利摘要本實用新型公開一種全空間移動導航裝置，該裝置包括有微處理器，與所述微處理器相連接的一個三軸加速度傳感器和一個三軸陀螺儀，一個三軸磁場傳感器通過三組比較器與微處理器相連；三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀將數據輸出給微處理器，用于計算不規則行進距離和相對不規則累積行進距離的結果；三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算出速度、距離的結果；三軸磁場傳感器、三軸陀螺儀將數據傳給微處理器，用于計算方向結果。本實用新型還公開了相應的移動通信終端。本實施例可實現全空間包括室內和室外的移動導航。
文檔編號G01S5/02GK201293833SQ20082021214
公開日2009年8月19日 申請日期2008年9月25日 優先權日2008年9月25日
發明者勇 郭 申請人:勇 郭