WO2002006849A1 - Method for operating a portable positioning system and device for determining positional data - Google Patents

Method for operating a portable positioning system and device for determining positional data Download PDF

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WO2002006849A1
WO2002006849A1 PCT/DE2001/002585 DE0102585W WO0206849A1 WO 2002006849 A1 WO2002006849 A1 WO 2002006849A1 DE 0102585 W DE0102585 W DE 0102585W WO 0206849 A1 WO0206849 A1 WO 0206849A1
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mobile radio
transmitted
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data
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PCT/DE2001/002585
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Markus Brehler
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01S2205/001—Transmission of position information to remote stations
    • G01S2205/008—Transmission of position information to remote stations using a mobile telephone network

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a portable position determination system, position data being determined with the aid of external reference points and signals originating from these reference points and being transmitted to a defined destination.
  • the invention further relates to a device for determining position data.
  • GPS Global Positioning System
  • GPS systems are satellite-based navigation systems that can be used to locate moving objects via satellite with regard to their current location.
  • a plurality of satellites are generally targeted, via which triangulation is carried out with the aid of different signal propagation times and from which the current location of the transmitter is carried out.
  • Position determination via the infrastructure of the mobile radio devices i.e. the mobile radio network
  • the integration of a position determination system tems in a mobile device results in bulky devices and limited applications.
  • the task of developing a method is solved by the features of the first method claim, the task of developing a device for determining position data is achieved by the features of the first device claim.
  • the inventor proposes to further develop a method for operating a portable position determination system, position data being determined with the aid of external reference points and signals originating from these reference points and being transmitted to a defined destination, in such a way that at least the determined position data is transmitted via wireless short-range communication are transmitted to a mobile radio device and the mobile radio device transmits this position data via a publicly accessible mobile radio network.
  • the data transmission can take place via the publicly accessible mobile radio network, for example with the aid of a mobile telephone or a data modem.
  • the various devices can be wirelessly coupled with each other over short distances (approx. 10 meters, with increased transmission power up to 100 meters). Due to its low costs and high data throughput, this technology represents an interesting technology for voice and data communication.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data GSM Environment
  • GPRS General Packet Radio Service
  • UMTS Universal Mobile Telephone Service
  • SMS Short Message Service
  • a preferred further development of the method according to the invention provides that the position data via a satellite-based navigation system, such as GPS, via a land-based radio navigation system, such as Loran-C, which works with land-based long-wave transmitters, or via a combination of satellite and land-based navigation system, such as DGPS (Differential GPS) or GPS / Loran-C combined systems.
  • DGPS can be used when the accuracy of position determination with GPS is to be increased.
  • SA Selective Availability
  • the position determination system is connected to the mobile radio device, it being possible for a user interface of the mobile radio device to be programmed via a registration procedure.
  • the registration procedure is an exchange of application-specific (proprietary) data commands, which also specify the device type and the application of this device. This registration procedure allows certain keys of the mobile radio device, so-called softkeys, to be assigned application-specific functions, for example on one
  • the display of the mobile device can be labeled.
  • a softkey can be assigned the number of the emergency doctor, another softkey can be assigned the number of the police and this can also be labeled accordingly on the display.
  • This programming of the user interface of the mobile radio device is preferably carried out via short-range wireless communication, such as via DECT or via Bluetooth (remote programming of the mobile radio device).
  • the user interface of the mobile radio device is therefore not fixed to a specific task from the outset, but can be programmed wirelessly depending on the application (open application interface).
  • the position determination system can receive application-specific software, preferably via wireless short-range communication. This further development also enables a very great flexibility in the application possibilities of the entire system according to the invention. For example, depending on whether a system for fleet monitoring or a location-based billing system (detection of highways for toll payment) is desired, the application software can be adapted accordingly. The functional design of the position determination system can therefore remain unchanged.
  • the inventor furthermore proposes to further develop a device for determining position data with the aid of external reference points and signals emanating from these reference points and forwarding this position data in such a way that the device has at least one transmitter and one receiver for wireless short-range communication.
  • This embodiment enables both communication with a mobile radio device, such as remote programming or the generation of a message (such as SMS), and communication with another device, for example an application loader, which, depending on the application, uses the device according to the invention can program or initialize.
  • the device according to the invention preferably contains an application processor, for example a Java engine.
  • a memory is provided for storing the application-specific software.
  • the device thus makes it possible to offer services which are based on the combination of a mobile phone and position determination.
  • Selected examples of this are portable emergency call systems, personal monitoring systems, fleet monitoring systems and location-based billing systems.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the invention
  • FIG. 2 Use of the device according to the invention in a person tracking
  • Figure 3 use of the device according to the invention in an emergency call
  • Figure 4 an application of the device according to the invention in a fleet monitoring.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the invention.
  • the position determination system 2 contains a transmitter 6 and a receiver 5 for transmitting and receiving short-range signals 3, such as DECT or Bluetooth, an application processor 10, such as a J ⁇ VA engine, and a position determination unit 12.
  • the position determination system 2 is programmed and initialized via wireless short-range communication 3 with the aid of an application loader 7, for example via JAVA.
  • appropriate software can now be loaded into the position determination system 2. This enables maximum flexibility, since the position determination system 2 can remain unchanged in its functional structure (hardware).
  • the exact determination of the position is preferably carried out with the aid of a satellite-based location 11, for example using GPS.
  • a receiver in the position determination unit 12 of the position determination system 2 collects the data of the available satellites in order to be able to carry out a position calculation. At least three satellites with a good geometric distribution are required for precise, two-dimensional position calculation, i.e. of length and latitude. At least four satellites with a good geometric distribution are required for three-dimensional position determination (length, latitude, height).
  • the position can also be determined in another way, for example with GLONASS (a development of the Russian military), with the land-based navigation methods Loran-C or DECCA, or with a combination of the satellite and land-based positioning systems, such as with DGPS or GPS / Loran-C.
  • GLONASS a development of the Russian military
  • Loran-C or DECCA a combination of the satellite and land-based positioning systems, such as with DGPS or GPS / Loran-C.
  • An advantage of an integrated GPS / Loran-C system is that position data can also be received in built-up or forested areas.
  • the positioning system 2 communicates via the wireless short-range communication 3 with a mobile device 1.
  • the information about the current position can be forwarded to the mobile device 1 in this way without there being visual contact between the two devices.
  • the mobile radio device 1 can now forward this data via a public mobile radio network 4 to a defined destination 14, for example to a service center or to a service provider.
  • FIG. 2 shows the use of the device according to the invention in a person tracking.
  • the position determination system 2 is configured, for example, as a housing for a trailer on a backpack or anorak that the person to be monitored or tracked is wearing.
  • a request for the position for example from a service center 14 or the application loader 7, results in a satellite-based positioning 11 in the position determination system 2.
  • the mobile radio device 1 is contacted via the wireless short-range communication 3, for example via DECT or Bluetooth.
  • the position data is transmitted automatically to the requesting service center 14 or the application loader 7, for example by sending an SMS via the public mobile radio network 4.
  • an “allowed” stay area can be programmed into the application loader 7. If this area of stay is exceeded, an external automatic alarm are triggered, for example in the house of the supervisor.
  • FIG. 3 shows the use of the device according to the invention in an emergency call (SOS).
  • the mobile radio device 1 was assigned corresponding functions, such as the number of the emergency doctor or the police. Pressing the corresponding button, represented by the dashed arrow, automatically triggers a position determination in the position determination system 2 via the wireless short-range communication 3. After this satellite-aided location 11, a message (for example SMS) is generated, which is then forwarded via the short-range wireless communication 3 and the mobile telephone 1 via the public mobile radio network 4 to the corresponding destination 14, for example to the emergency doctor, the police or a service center.
  • SMS short-range wireless communication
  • FIG. 4 now shows an application of the device according to the invention in a fleet monitoring.
  • the positions of various movable objects 9, such as vehicles can be detected and, for example, coordinated with one another.
  • a mobile radio device 1 and a position determination system 2 are located in each of the vehicles 9. Both devices 1 and 2 can be fastened and stabilized in a holder 8 in the vehicle 9. Communication between the mobile device 1 and the positioning system 2 takes place via short-range communication 3. For the sake of clarity, only the equipment for a vehicle 9 is shown here and framed with a dotted line.
  • a request 13 for the position of the individual vehicles 9 causes satellite-based positioning 11 of the position-determining mungssystem that forwards the determined position data on the mobile device 1 and the public mobile network 4, for example, a coordinator of the vehicles 9.
  • the satellite-based location 11 of the individual vehicles 9 and forwarding of the determined position data to a defined destination 14 can of course also take place automatically without a specific request, but continuously or at fixed time intervals.
  • the position of the individual vehicles 9 can thus be localized on a monitor at any time.
  • the invention presents a simple method for operating a portable position determination system, which allows a wide range of possible uses.

Abstract

The invention relates to a method for operating a portable positioning system (2), whereby positional data are determined by means of external reference points and signals emanating from said reference points and transmitted to a definite target (14). The invention further relates to a device (2) for determining positional data. The invention is characterised in that at least the determined positional data is transmitted by means of wireless local communication (3) to a mobile radio unit (1) and said mobile radio unit (1) broadcasts said positional data by means of a publicly accessible mobile radio network (4).

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems sowie Vorrichtung zur Bestimmung von PositionsdatenMethod for operating a portable position determination system and device for determining position data
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestim ungsSystems, wobei Positionsdaten unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugs- punkten ausgehenden Signalen ermittelt und an ein definiertes Ziel übertragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten.The invention relates to a method for operating a portable position determination system, position data being determined with the aid of external reference points and signals originating from these reference points and being transmitted to a defined destination. The invention further relates to a device for determining position data.
Bei Kraftfahrzeugen, im Flugverkehr und bei der Schiffahrt ist es bekannt, eine Route oder Position mit Hilfe von Positionsbestimmungssystemen, zum Beispiel mittels der GPS- Technik (GPS = Global Positioning System) , zu ermitteln. GPS-Systeme sind satellitengestützte Navigationssysteme, über die bewegte Objekte via Satellit hinsichtlich ihres momenta- nen Ortes lokalisierbar sind. Hierzu wird im allgemeinen eine Mehrzahl von Satelliten angepeilt, über die mit Hilfe verschiedener Signallaufzeiten eine Triangulation vorgenommen und daraus die momentane Ortsbestimmung des Senders durchgeführt wird.In motor vehicles, in aviation and in shipping, it is known to determine a route or position using position determination systems, for example using GPS technology (GPS = Global Positioning System). GPS systems are satellite-based navigation systems that can be used to locate moving objects via satellite with regard to their current location. For this purpose, a plurality of satellites are generally targeted, via which triangulation is carried out with the aid of different signal propagation times and from which the current location of the transmitter is carried out.
Bisher ist allerdings eine funktionale Integration von drahtlosen Kommunikationsmitteln (Mobilfunkgeräte) in diese Positionsbestimmungssysteme nur unbefriedigend gelöst. Eine Positionsbestimmung über die Infrastruktur der Mobilfunkgeräte, also das Mobilfunknetz, ist abhängig von der Kooperation mit dem Betreiber dieses Mobilfunknetzes. Weiterhin ist es von Nachteil, daß die Integration eines Positionsbestimmungssys- tems in ein Mobilfunkgerät unhandliche Geräte und eingeschränkte Anwendungsmöglichkeiten ergibt.So far, however, a functional integration of wireless communication means (mobile radio devices) into these position determination systems has only been solved unsatisfactorily. Position determination via the infrastructure of the mobile radio devices, i.e. the mobile radio network, depends on the cooperation with the operator of this mobile radio network. It is also disadvantageous that the integration of a position determination system tems in a mobile device results in bulky devices and limited applications.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems zu finden, das auf einfache Weise vielfältige Anwendungsmöglichkeiten erlaubt. Weiterhin ist es Aufgabe, eine Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten zu entwickeln, die handliche, für unterschiedliche Anwendungsgebiete einsetzbare Geräte, erge- ben.It is therefore an object of the invention to find a method for operating a portable position determination system which allows a wide range of possible uses in a simple manner. Furthermore, it is an object to develop a device for determining position data, which results in handy devices that can be used for different fields of application.
Die Aufgabe zur Entwicklung eines Verfahrens wird durch die Merkmale des ersten Verfahrensanspruches, die Aufgabe zur Entwicklung einer Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsda- ten wird durch die Merkmale des ersten Vorrichtungsanspruches gelöst.The task of developing a method is solved by the features of the first method claim, the task of developing a device for determining position data is achieved by the features of the first device claim.
Demgemäß schlägt der Erfinder vor, ein Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems, wobei Positions- daten unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugspunkten ausgehenden Signalen ermittelt und an ein definiertes Ziel übertragen werden, dahingehend weiterzuentwi- ckeln, daß zumindest die ermittelten Positionsdaten über drahtlose Kurzstreckenkommunikation zu einem Mobilfunkgerät übertragen werden und das Mobilfunkgerät diese Positionsdaten über ein öffentlich zugängliches Mobilfunknetz absetzt. Hierbei kann die Datenübertragung über das öffentlich zugängliche Mobilfunknetz, beispielsweise mit Hilfe eines Mobiltelefons oder eines Datenmodems, erfolgen.Accordingly, the inventor proposes to further develop a method for operating a portable position determination system, position data being determined with the aid of external reference points and signals originating from these reference points and being transmitted to a defined destination, in such a way that at least the determined position data is transmitted via wireless short-range communication are transmitted to a mobile radio device and the mobile radio device transmits this position data via a publicly accessible mobile radio network. In this case, the data transmission can take place via the publicly accessible mobile radio network, for example with the aid of a mobile telephone or a data modem.
Beispielhafte Ausführungen für die drahtlose KurzStreckenkommunikation sind DECT (DECT = Enhanced Cordless Telecommunica- tions) oder Bluetooth (Blauzahn) . Hierüber können die unter- schiedlichsten Geräte drahtlos miteinander über kurze Entfernungen (circa 10 Meter, mit verstärkter Sendeleistung bis zu 100 Metern) gekoppelt werden. Diese Technologie stellt aufgrund von niedrigen Kosten und hohem Datendurchsatz eine in- teressante Technik für Sprach- und Datenkommunikation dar.Exemplary versions for short-range wireless communication are DECT (DECT = Enhanced Cordless Telecommunications) or Bluetooth (bluetooth). The various devices can be wirelessly coupled with each other over short distances (approx. 10 meters, with increased transmission power up to 100 meters). Due to its low costs and high data throughput, this technology represents an interesting technology for voice and data communication.
Vorteilhaft ist auch, daß im Unterschied zur Datenübertragung mittels Infrarot, kein Sichtkontakt zwischen den einzelnen Geräten nötig ist. In diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist also kein Sichtkontakt zwischen dem Mobilfunkgerät und dem Positionsbesti mungssystem erforderlich.It is also advantageous that, in contrast to data transmission by means of infrared, no visual contact between the individual devices is necessary. In this method according to the invention, no visual contact between the mobile radio device and the position determination system is required.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Positionsdaten zum Beispiel mit Hilfe von GSM (GSM = Global System for Mobile Communication) oder EDGE (En- hanced Data GSM Environment) oder GPRS (GPRS = General Packet Radio Service) oder UMTS (UMTS = Universal Mobile Telephone Service) übermittelt werden.An embodiment of the method according to the invention provides that the position data, for example with the aid of GSM (GSM = Global System for Mobile Communication) or EDGE (Enhanced Data GSM Environment) or GPRS (GPRS = General Packet Radio Service) or UMTS (UMTS = Universal Mobile Telephone Service).
In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens werden die Po- sitionsdaten mit Hilfe von SMS (SMS = Short Message Service) übermittelt. Hierbei wird es dem Benutzer ermöglicht, über das GSM-Netz, dem das Dl-, das D2-Netz angehören, die Positionsdaten zu versenden.In another embodiment of the method, the position data are transmitted using SMS (SMS = Short Message Service). This enables the user to send the position data via the GSM network to which the D1 and D2 networks belong.
Eine bevorzugte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Positionsdaten über ein satellitengestütztes Navigationssystem, wie beispielsweise GPS, über ein landgestützes Funknavigationssystem, wie zum Beispiel Lo- ran-C, das mit landgestützten Langwellensendern arbeitet, o- der über eine Kombination aus Satelliten- und landgestützem Navigationssystem, wie zum Beispiel DGPS (Differential GPS) oder GPS/Loran-C kombinierte Systeme, ermittelt werden. DGPS kann dann eingesetzt werden, wenn die Genauigkeit der Positionsbestimmung mit GPS erhöht werden soll. Hierbei werden zusätzlich zu den Satellitensignalen noch Korrekturdaten benötigt, die Fehler ausgleichen, die durch künstliche Verfälschung der Satellitendaten (SA = Selective Availability) entstehen. Diese Korrekturdaten werden von einer Referenzstation (beziehungsweise einer virtuellen GPS- Referenzstation) erzeugt, die an einem genau vermessenen Punkt einen Soll/Ist-Vergleich durchführt.A preferred further development of the method according to the invention provides that the position data via a satellite-based navigation system, such as GPS, via a land-based radio navigation system, such as Loran-C, which works with land-based long-wave transmitters, or via a combination of satellite and land-based navigation system, such as DGPS (Differential GPS) or GPS / Loran-C combined systems. DGPS can be used when the accuracy of position determination with GPS is to be increased. In addition to the satellite signals, correction data is required to compensate for errors caused by artificial falsification of the satellite data (SA = Selective Availability). These correction data are generated by a reference station (or a virtual GPS reference station), which carries out a target / actual comparison at a precisely measured point.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung steht das Positionsbestimmungssystem mit dem Mobilfunkgerät in Verbindung, wobei über eine Anmeldeprozedur eine Bedienoberfläche des Mobilfunkgerätes programmiert werden kann. Die Anmeldeprozedur ist hierbei ein Austausch von anwendungsspezifischen (proprietären) Datenkommandos, die unter anderem auch den vorliegenden Gerätetyp und die Applikation dieses Gerätes angeben. Über diese Anmeldeprozedur können bestimmte Tasten des Mobilfunkgerätes, sogenannte Softkeys, mit applikationsspezifi- sehen Funktionen belegt werden und beispielsweise auf einemIn an advantageous embodiment, the position determination system is connected to the mobile radio device, it being possible for a user interface of the mobile radio device to be programmed via a registration procedure. The registration procedure is an exchange of application-specific (proprietary) data commands, which also specify the device type and the application of this device. This registration procedure allows certain keys of the mobile radio device, so-called softkeys, to be assigned application-specific functions, for example on one
Display des Mobilfunkgerätes beschriftet werden. So kann zum Beispiel ein Softkey mit der Nummer des Notarztes, ein anderer Softkey mit der Nummer der Polizei belegt werden und dies auch auf dem Display entsprechend beschriftet werden.The display of the mobile device can be labeled. For example, a softkey can be assigned the number of the emergency doctor, another softkey can be assigned the number of the police and this can also be labeled accordingly on the display.
Diese Programmierung der Bedienoberfläche des Mobilfunkgerätes wird vorzugsweise über eine drahtlose Kurzstreckenkommunikation, wie beispielsweise über DECT oder über Bluetooth durchgeführt (Fernprogrammierung des Mobilfunkgerätes) . Die Bedienoberfläche des Mobilfunkgerätes ist also nicht von vornherein auf eine bestimmte Aufgabe festgelegt, sondern läßt sich je nach Anwendung entsprechend drahtlos programmieren (offene Applikationsschnittstelle) . In einer anderen vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Positionsbestimmungssystem eine applikationsspezifische Software, vorzugsweise über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation, erhalten. Auch diese Weiterentwicklung ermöglicht eine sehr große Flexibilität in den Anwendungsmöglichkeiten des gesamten erfindungsgemäßen Systems. So kann zum Beispiel, je nachdem, ob ein System zum Flottenmonitoring oder aber ein ortsbezogenes Abrechnungssys- tem (Erkennung von Autobahnen zur Mautbezahlung) gewünscht wird, die Applikationssoftware entsprechend angepaßt werden. Das Positionsbestimmungssystem kann somit in seinem funktio- nellen Aufbau unverändert bleiben.This programming of the user interface of the mobile radio device is preferably carried out via short-range wireless communication, such as via DECT or via Bluetooth (remote programming of the mobile radio device). The user interface of the mobile radio device is therefore not fixed to a specific task from the outset, but can be programmed wirelessly depending on the application (open application interface). In another advantageous further development of the method according to the invention, the position determination system can receive application-specific software, preferably via wireless short-range communication. This further development also enables a very great flexibility in the application possibilities of the entire system according to the invention. For example, depending on whether a system for fleet monitoring or a location-based billing system (detection of highways for toll payment) is desired, the application software can be adapted accordingly. The functional design of the position determination system can therefore remain unchanged.
Der Erfinder schlägt weiterhin vor, eine Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten, unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugspunkten ausgehenden Signalen und Weiterleitung dieser Positionsdaten, dahingehend weiter- zuentwickeln, daß die Vorrichtung mindestens einen Sender und einen Empfänger für drahtlose Kurzstreckenkommunikation aufweist. Diese Ausgestaltung ermöglicht sowohl die Kommunikation mit einem Mobilfunkgerät, wie zum Beispiel die Fernprogrammierung oder die Erzeugung einer Nachricht (wie zum Beispiel SMS) als auch eine Kommunikation mit einem weiteren Ge- rät, beispielsweise einem Applikationslader, der die erfin- dungsgemäße Vorrichtung je nach Anwendung programmieren oder initialisieren kann.The inventor furthermore proposes to further develop a device for determining position data with the aid of external reference points and signals emanating from these reference points and forwarding this position data in such a way that the device has at least one transmitter and one receiver for wireless short-range communication. This embodiment enables both communication with a mobile radio device, such as remote programming or the generation of a message (such as SMS), and communication with another device, for example an application loader, which, depending on the application, uses the device according to the invention can program or initialize.
Weiterhin sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, die eine applikationsspezifische Software übertragen und empfangen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält vorzugsweise einen Applikationsprozessor, zum Beispiel einen Java-Engine. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Speicher zur Speicherung der applikationsspezifischen Software vorgesehen.Furthermore, means are provided according to the invention which transmit and receive application-specific software. The device according to the invention preferably contains an application processor, for example a Java engine. In a further advantageous embodiment, a memory is provided for storing the application-specific software.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäßeThe inventive method and the inventive
Vorrichtung ermöglicht also ein Angebot von Dienstleistungen, die auf der Kombination von Mobiltelefon und Positionsbestimmung beruhen. Ausgewählte Beispiele hierzu sind tragbare Notrufsysteme, Personenüberwachungssysteme, Flottenmonito- ringsyste e und ortsbezogene AbrechnungsSysteme.The device thus makes it possible to offer services which are based on the combination of a mobile phone and position determination. Selected examples of this are portable emergency call systems, personal monitoring systems, fleet monitoring systems and location-based billing systems.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:Further features of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
Figur 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßenFigure 1 is a schematic representation of the invention
Systemarchitektur; Figur 2 : einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Personenverfolgung; Figur 3: einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Notruf; Figur 4: einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Flottenmonitoring.System architecture; FIG. 2: Use of the device according to the invention in a person tracking; Figure 3: use of the device according to the invention in an emergency call; Figure 4: an application of the device according to the invention in a fleet monitoring.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Das Positionsbe- stimmungssystem 2 enthält einen Sender 6 und einen Empfänger 5 zum Senden und zum Empfangen von Kurzstreckensignalen 3, wie beispielsweise DECT oder Bluetooth, einen Applikations- Prozessor 10, wie zum Beispiel einen JÄVA-Engine und eine Positionsbestimmungseinheit 12. Das Positionsbestimmungssystem 2 wird über drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3 mit Hilfe eines Applikationsladers 7 programmiert und initialisiert, zum Beispiel über JAVA. So kann nun je nach Anwendungsfall eine entsprechende Software in das Positionsbestimmungssystem 2 geladen werden. Dies ermöglicht maximale Flexibilität, da das Positionsbestimmungssystem 2 in seinem funktionellen Aufbau (Hardware) unverändert bleiben kann.Figure 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the invention. The position determination system 2 contains a transmitter 6 and a receiver 5 for transmitting and receiving short-range signals 3, such as DECT or Bluetooth, an application processor 10, such as a JÄVA engine, and a position determination unit 12. The position determination system 2 is programmed and initialized via wireless short-range communication 3 with the aid of an application loader 7, for example via JAVA. Depending on the application, appropriate software can now be loaded into the position determination system 2. This enables maximum flexibility, since the position determination system 2 can remain unchanged in its functional structure (hardware).
Die genaue Bestimmung der Position wird vorzugsweise mit Hilfe einer satellitengestützten Ortung 11, zum Beispiel mittels GPS, durchgeführt. Ein Empfänger in der Positionsbestimmungseinheit 12 des Positionsbestimmungssystems 2 sammelt die Daten der verfügbaren Satelliten, um eine Positionsberechnung durchführen zu können. Zur genauen, zweidimensionalen Positionsberechnung, also von Länge und Breite, werden zumindest drei Satelliten in guter geometrischer Verteilung benötigt. Zur dreidimensionalen Positionsbestimmung (Länge, Breite, Höhe) werden mindestens vier Satelliten in guter geometrischer Verteilung benötigt.The exact determination of the position is preferably carried out with the aid of a satellite-based location 11, for example using GPS. A receiver in the position determination unit 12 of the position determination system 2 collects the data of the available satellites in order to be able to carry out a position calculation. At least three satellites with a good geometric distribution are required for precise, two-dimensional position calculation, i.e. of length and latitude. At least four satellites with a good geometric distribution are required for three-dimensional position determination (length, latitude, height).
Es versteht sich, daß die Positionsbestimmung auch auf anderem Wege, also beispielsweise mit GLONASS (einer Entwicklung des russischen Militärs) , mit den landgestützen Navigations- verfahren Loran-C oder DECCA, oder mit einer Kombination der Satelliten- und landgestützen OrtungsSysteme, wie mit DGPS oder GPS/Loran-C, durchgeführt werden kann. Ein Vorteil eines integrierten GPS/Loran-C Systems liegt darin, daß auch im bebauten oder bewaldeten Gebiet ein Empfang von Positionsda- ten sichergestellt werden kann.It goes without saying that the position can also be determined in another way, for example with GLONASS (a development of the Russian military), with the land-based navigation methods Loran-C or DECCA, or with a combination of the satellite and land-based positioning systems, such as with DGPS or GPS / Loran-C. An advantage of an integrated GPS / Loran-C system is that position data can also be received in built-up or forested areas.
Weiterhin kommuniziert das erfindungsgemäße Positionsbestimmungssystem 2 über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3 mit einem Mobilfunkgerät 1. Die Information über die aktuelle Position kann auf diesem Wege an das Mobilfunkgerät 1 weitergeleitet werden, ohne daß ein Sichtkontakt zwischen beiden Geräten besteht.Furthermore, the positioning system 2 according to the invention communicates via the wireless short-range communication 3 with a mobile device 1. The information about the current position can be forwarded to the mobile device 1 in this way without there being visual contact between the two devices.
Das Mobilfunkgerät 1 kann nun diese Daten über ein öffentliches Mobilfunknetz 4 an ein definiertes Ziel 14, wie beispielsweise an eine Servicezentrale oder an einen Diensteanbieter, weiterleiten.The mobile radio device 1 can now forward this data via a public mobile radio network 4 to a defined destination 14, for example to a service center or to a service provider.
Die Figur 2 zeigt einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Personenverfolgung. Hierbei ist das Positionsbestimmungssystem 2 zum Beispiel als Gehäuse für einen Anhänger an einen Rucksack oder Anorak ausgestaltet, den die zu überwachende oder zu verfolgende Person trägt.FIG. 2 shows the use of the device according to the invention in a person tracking. Here, the position determination system 2 is configured, for example, as a housing for a trailer on a backpack or anorak that the person to be monitored or tracked is wearing.
Eine Anfrage der Position, dargestellt durch den gestrichelten Pfeil 13, zum Beispiel von einer Dienstezentrale 14 oder dem Applikationslader 7, hat im Positionsbestimmungssystem 2 eine satellitengestützte Ortung 11 zur Folge. Über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3, also beispielsweise über DECT oder über Bluetooth, wird das Mobilfunkgerät 1 kontaktiert. Die Übermittlung der Positionsdaten an die anfragende Dienstezentrale 14 oder den Applikationslader 7 erfolgt automatisch, beispielsweise durch Senden einer SMS über das öffentliche Mobilfunknetz 4.A request for the position, represented by the dashed arrow 13, for example from a service center 14 or the application loader 7, results in a satellite-based positioning 11 in the position determination system 2. The mobile radio device 1 is contacted via the wireless short-range communication 3, for example via DECT or Bluetooth. The position data is transmitted automatically to the requesting service center 14 or the application loader 7, for example by sending an SMS via the public mobile radio network 4.
Zur Überwachung beispielsweise des Aufenthaltsortes eines Kindes, einer älteren oder einer hilfsbedürftigen Person kann in den Applikationslader 7 ein „erlaubter' Aufenthaltsbereich einprogrammiert werden. Wird dieser Aufenthaltsbereich überschritten, kann über das öffentliche Mobilfunknetz 4 ein au- tomatischer Alarm ausgelöst werden, zum Beispiel im Hause der Aufsichtsperson.To monitor, for example, the whereabouts of a child, an elderly person or a person in need of help, an “allowed” stay area can be programmed into the application loader 7. If this area of stay is exceeded, an external automatic alarm are triggered, for example in the house of the supervisor.
Die Figur 3 zeigt einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vor- richtung bei einem Notruf (SOS) . Das Mobilfunkgerät 1 wurde mit entsprechenden Funktionen belegt, wie zum Beispiel mit der Nummer des Notarztes oder der Polizei. Ein Druck auf die entsprechende Taste, dargestellt durch den gestrichelten Pfeil, löst über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3 automatisch eine Positionsbestimmung in dem Positionsbestimmungssystem 2 aus. Nach dieser satellitengestutzen Ortung 11 wird eine Nachricht (zum Beispiel SMS) erzeugt, die über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3 und das Mobiltelefon 1 dann über das öffentliche Mobilfunknetz 4 an das entsprechen- de Ziel 14 weitergeleitet wird, also beispielsweise an den Notarzt, die Polizei oder eine Servicezentrale.FIG. 3 shows the use of the device according to the invention in an emergency call (SOS). The mobile radio device 1 was assigned corresponding functions, such as the number of the emergency doctor or the police. Pressing the corresponding button, represented by the dashed arrow, automatically triggers a position determination in the position determination system 2 via the wireless short-range communication 3. After this satellite-aided location 11, a message (for example SMS) is generated, which is then forwarded via the short-range wireless communication 3 and the mobile telephone 1 via the public mobile radio network 4 to the corresponding destination 14, for example to the emergency doctor, the police or a service center.
Die Figur 4 zeigt nun einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Flottenmonitoring. Hier können die Po- sitionen verschiedener beweglicher Objekte 9, wie Fahrzeuge, erfaßt und beispielsweise aufeinander abgestimmt werden.FIG. 4 now shows an application of the device according to the invention in a fleet monitoring. Here, the positions of various movable objects 9, such as vehicles, can be detected and, for example, coordinated with one another.
In jedem der Fahrzeuge 9 befindet sich ein Mobilfunkgerät 1 und ein Positionsbestimmungssystem 2. Beide Geräte 1 und 2 können in einer Halterung 8 im Fahrzeug 9 befestigt und stabilisiert werden. Die Kommunikation zwischen Mobilfunkgerät 1 und Positionsbestimmungssystem 2 findet über Kurzstreckenkommunikation 3 statt. Der Übersichtlichkeit halber ist hier lediglich die Ausstattung für ein Fahrzeug 9 dargestellt und mit einer gepunkteten Linie umrandet.A mobile radio device 1 and a position determination system 2 are located in each of the vehicles 9. Both devices 1 and 2 can be fastened and stabilized in a holder 8 in the vehicle 9. Communication between the mobile device 1 and the positioning system 2 takes place via short-range communication 3. For the sake of clarity, only the equipment for a vehicle 9 is shown here and framed with a dotted line.
Eine Anfrage 13 der Position der einzelnen Fahrzeuge 9 bewirkt eine satellitengestützte Ortung 11 des Positionsbestim- mungssystems, das die ermittelten Positionsdaten über das Mobilfunkgerät 1 und das öffentliche Mobilfunknetz 4 beispielsweise einem Koordinator der Fahrzeuge 9, zuleitet.A request 13 for the position of the individual vehicles 9 causes satellite-based positioning 11 of the position-determining mungssystem that forwards the determined position data on the mobile device 1 and the public mobile network 4, for example, a coordinator of the vehicles 9.
Die satellitengestützte Ortung 11 der einzelnen Fahrzeuge 9 und Weiterleitung der ermittelten Positionsdaten an ein definiertes Ziel 14 kann selbstverständlich auch ohne konkrete Anfrage, sondern kontinuierlich beziehungsweise in festgelegten Zeitabständen automatisch erfolgen. Auf einem Monitor kann so jederzeit die Position der einzelnen Fahrzeuge 9 lokalisiert werden.The satellite-based location 11 of the individual vehicles 9 and forwarding of the determined position data to a defined destination 14 can of course also take place automatically without a specific request, but continuously or at fixed time intervals. The position of the individual vehicles 9 can thus be localized on a monitor at any time.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features of the invention mentioned above can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without leaving the scope of the invention.
Insgesamt wird durch die Erfindung ein einfaches Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems vor- gestellt, das vielfältige Anwendungsmöglichkeiten erlaubt.Overall, the invention presents a simple method for operating a portable position determination system, which allows a wide range of possible uses.
Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten beschrieben, die handliche und für unterschiedliche Anwendungsgebiete einsetzbar ist. Furthermore, a device for determining position data is described which is handy and can be used for different areas of application.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestim- mungssystems (2) , wobei Positionsdaten unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugspunkten ausgehenden Signalen ermittelt und an ein definiertes Ziel (14) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die ermittelten Positionsda- ten über drahtlose Kurzstreckenkommunikation (3) zu einem Mobilfunkgerät (1) übertragen werden und das Mobilfunkgerät (1) diese Positionsdaten über ein öffentlich zugängliches Mobilfunknetz (4) absetzt.1. Method for operating a portable position determination system (2), position data being determined with the aid of external reference points and signals emanating from these reference points and being transmitted to a defined destination (14), characterized in that at least the determined position data are transmitted via wireless Short-range communication (3) are transmitted to a mobile radio device (1) and the mobile radio device (1) transmits this position data via a publicly accessible mobile radio network (4).
2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch ge ennzeichnet, daß die Positionsdaten mit Hilfe von GSM (GSM = Global System for Mobile Communi- cation) oder EDGE (Enhanced Data GSM Environment) oder GPRS (GPRS = General Packet Radio Service) oder UMTS (UMTS = Universal Mobile Telephone Service) übermittelt werden.2. The method according to the preceding claim 1, characterized in that the position data using GSM (GSM = Global System for Mobile Communication) or EDGE (Enhanced Data GSM Environment) or GPRS (GPRS = General Packet Radio Service) or UMTS (UMTS = Universal Mobile Telephone Service) are transmitted.
3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions- daten mit Hilfe von SMS (SMS = Short Message Service) übermittelt werden.3. The method according to any one of the preceding claims 1 to 2, characterized in that the position data are transmitted using SMS (SMS = Short Message Service).
4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge ennzeichnet, daß die Positions- daten über ein satellitengestütztes Navigationssystem und/oder ein landgestützes Funknavigationssystem ermittelt werden. 4. The method according to any one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the position data are determined via a satellite-based navigation system and / or a land-based radio navigation system.
5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionsbestimmungssystem (2) mit dem Mobilfunkgerät (1) in Verbindung steht, wobei über eine Anmeldeprozedur eine Bedienoberfläche des Mobilfunkgerätes (1) programmiert werden kann.5. The method according to any one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the position determination system (2) with the mobile radio device (1) is connected, wherein a user interface of the mobile radio device (1) can be programmed via a registration procedure.
6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch geken zeichnet, daß das Positions- bestimmungssystem (2) eine applikationsspezifische6. The method according to any one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the position determination system (2) is an application-specific
Software, vorzugsweise über die drahtlose Kurzstrecken- koitimunikation (3) , erhalten kann.Software, preferably via wireless short-range co-communication (3).
7. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß einem der voranste enden Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer o- der Mikroprozessor ausgeführt wird.7. Computer program with program code means to carry out all steps according to one of the preceding claims 1 to 6 when the program is executed on a computer or the microprocessor.
8. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln gemäß dem vor- anstehenden Anspruch 7, die auf einem computerlesbaren8. Computer program with program code means according to the preceding claim 7, which on a computer readable
Datenträger gespeichert sind.Data carriers are stored.
9. Übertragung eines Computerprogrammes gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 7 bis 8 auf zumindest teilweise elektronischem Wege zwischen einem Sender und einem Empfänger .9. Transmission of a computer program according to one of the preceding claims 7 to 8 at least partially electronically between a transmitter and a receiver.
10. Verwendung eines Computerprogrammes gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 7 bis 9.10. Use of a computer program according to one of the preceding claims 7 to 9.
11. Vorrichtung (2) zur Bestimmung von Positionsdaten unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugspunkten ausgehenden Signalen und Weiterleitung dieser Positionsdaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2) mindestens einen Sender (6) und ei- nen Empfänger (5) für drahtlose Kurzstreckenkommunikation (3) aufweist.11. Device (2) for determining position data with the aid of external reference points and signals emanating from these reference points and forwarding these position data, characterized in that the device (2) has at least one transmitter (6) and an NEN receiver (5) for wireless short-range communication (3).
12. Vorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch 11, da- durch ge ennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind. die eine applikationsspezifische Software übertragen und/oder empfangen.12. Device according to the preceding claim 11, characterized in that means are provided. that transmit and / or receive application-specific software.
13. Vorrichtung gemäß einem der vorausteilenden Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher zur Speicherung der applikationsspezifischen Software vorgesehen ist . 13. Device according to one of the preceding claims 11 to 12, characterized in that a memory is provided for storing the application-specific software.
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