用于确保个人导航设备的服务的持续性的方法及其设备

摘要

描述了一种在GNSS卫星信号接收不足的情况下用于确保便携式导航设备（10）服务的持续性的方法，其中用户通过数据输入装置（115）为便携式导航设备（10）提供关于设备（10）的当前位置的第一数据，而且其中，个人导航设备（10）使用用户输入的所述第一数据和来自与便携式导航设备（10）关联的定位工具（105、110、127、170、180、190）的第二数据并且不使用GNSS卫星信号，来计算其自己的位置。

说明书

技术领域

本发明涉及用于确保个人导航设备的服务的持续性的方法并且涉 及下文中也称为PND（“个人导航设备”）的关联设备。

更具体而言，本发明涉及用于确保个人导航设备的服务的持续性 的方法，其中个人导航设备在GNSS卫星信号接收不足的情况下使 用而且，尤其是，当设备在一段时间的闲置之后开启时。

背景技术

商用的个人导航设备现在已经很普遍，这种设备可以在走路或开 车的时候使用，而且可以给予用户关于设备本身地理位置的信息。

所述个人导航设备通常利用从属于所谓全球导航卫星系统 （GNSS）的合适卫星发送到地球的信息，GNSS包括GPS系统、 GLONASS系统及仍处于开发当中的欧洲GALILEO系统等等。

所述设备的缺陷是如果他们不能从这种卫星接收到足够数目的信 号，它们就不能正确工作或者完全不能工作。例如，这会在室内区域 及，一般而言，卫星所发射的无线电信号由于其路径上的障碍物而不 能到达个人导航设备的任何地方发生。此外，当这种设备在关闭或停 用之后重新开启时，为了计算其自己的位置，必须等个人导航设备执 行多个操作来获取卫星信号。对于GPS类型的GNSS卫星系统，这 种获取操作用技术术语来说被称为“GPS固定”。

用于获取卫星信号的这些操作需要一定的时间，定义为“第一固 定时间”，依赖于各种因素，这个时间段会更长或更短，除别的之 外，所述因素包括从设备最后关闭开始所经过的停用时间及个人导航 设备本身的计算效率。无论如何，所述时间段都会从几十秒至几分钟 变化，这导致用户不能从个人导航设备快速获得对知道他/她位置及 到达期望目的地必须沿着的路线有用的任何信息的不便。

使这种等待甚至更加讨厌的是用户实际上常常完全知道他/她的 当前位置的事实，例如，就像在开始旅程的情况下。这一般是在闲置 一段时间后用户刚开启个人导航设备的时刻。

换句话说，用户通常知道要计划的路线的起点，这可以是例如他 /她的家或者工作地点、他/她之前目的地的某个地址、一个兴趣点 （机场、宾馆、停车场），等等。

而且，起点常常位于室内环境中（私人住宅、公共建筑物、封闭 的停车区域、车库）或者人口密集的区域中（老城区中心、有许多摩 天大楼的镇区），在这些地方卫星接收非常差或者完全缺失。为此， 用户被迫“盲目地”四处移动，即，没有来自个人导航设备的路线指 示，搜索确保卫星定位信号接收的开放地点，然后他/她必须在那里 等待，直到获得卫星信号。

同样，在旅程期间，也可能发生到GNSS系统的连接由于妨碍 卫星信号的障碍物（例如，隧道、摩天大楼）存在而丢失或者定位信 息由于卫星信号接收不足或不完全而变得极其不正确或不可靠，使得 个人导航设备检测到的当前位置是错误的或者总之受到了对于其被认 为可靠而言过大的不确定裕量的影响。

在以上提到的卫星信号丢失或接收不足的情况下，本领域中已知 的个人导航设备以不同的方式反应。

例如，当被开启时，有些个人导航设备假设当前位置是在设备最 后关闭时检测到的那个位置。这种假设完全是随意的而且常常不是真 的，而且因此是完全不可靠的，而且，在没有首先通过借助卫星固定 操作进行的实际位置的计算来接收对假设位置的确认的情况下，个人 导航设备不可能确信假设位置的正确性。

在旅程期间卫星接收停止的情况下，有些个人导航设备尝试通过 做更多或更少关于中断之前设备运动状态的似乎真实的假设来推导当 前位置，并且利用可从其它来源，诸如可用的地图，获得的信息来交 叉检查这种数据。

例如，当行驶到一个公路隧道中时，放在车上的个人导航设备不 再能从卫星监测到信号，而且因此假设用户沿着相同的公路以与进入 隧道之前相同的速度保持行驶，直到它再次接收到有效GNSS信 号，该有效GNSS信号允许它根据更可靠的数据获得位置。

这种技术只在特定的情况下可以获得满意的结果，该特定情况诸 如是所述的情况，其中卫星接收中断的造成原因是事先已知的而且在 所述中断期间个人导航设备可以沿着的路径也是明确知道的：唯一一 个未知的变量是瞬时速度，这可以假设成是恒定的并且等于进入隧道 之前检测到的速度。

但是，就整体情况而言，这种技术的使用不能获得可以接受的结 果。例如，当信号由于限制卫星可见性的附近建筑物而在城区中丢失 时，这种技术就因为许多附近十字路口的存在而不适用，因此具有个 人导航设备的车辆会沿着不可能事先预见的各种备用路线。

当GNSS信号接收丢失时，有些个人导航设备利用称为INS （“惯性导航系统”）的用于运动检测的惯性系统的存在（陀螺仪传 感器、加速计等），和/或其它传感器或测量仪器（例如，磁力计、 高度计、里程表），通过从前一时刻已知的位置开始并且通过计算其 间所覆盖的路径，这些系统允许获得瞬时位置。总体上，该组INS 系统及所述其它测量仪器作为整体构成一类不依赖于GNSS系统的 定位工具；在本描述的范围内，这些工具可以定义为“定位工具”， 因为它们允许个人导航设备通过用于关连、处理和交叉检查由这种工 具提供的数据的合适算法直接地或者间接地获得其自己的当前位置。

属于惯性导航系统组的加速计还可以检测它们所锚定的装置或对 象的空间朝向；因而，当实现多个功能性时，它们可以用于那个目 的，如以下将更具体描述的。

惯性导航系统通常基于通过从由合适陀螺仪测出的加速度值开始 执行的二重积分运算；因此，小的测量误差会随时间累积并且损害计 算出的位置的准确性，如果更可靠的位置数据不可获得的话，则这会 很快降至可以接受的水平之下，基于更可靠的位置数据可以做出补偿 性校正。这种误差累积现象通常被称为“漂移误差”。

包括惯性导航系统的个人导航设备有必要频繁地从GNSS系统 获得新的绝对位置，以校准通过惯性导航系统计算出的位置，否则， 随着所穿行空间的增加，所提供的位置的不确定性将很快变得不可容 忍。

因此，包括惯性导航系统的那些个人导航设备也有缺陷，它们只 能在初始绝对位置已知的时候工作，当GNSS信号不可用时，它们 不能得到该位置。因为它们的工作原理，所以它们只能关于已知的初 始位置计算相对运动。因此，当个人导航系统不知道基于GNSS信 号获得的初始绝对位置的任何时候，就像在设备在长期闲置之后开启 的情况下，个人导航设备中惯性导航系统的存在根本就是没有益处 的。

发明内容

因此，本发明的一个目标是提供用于确保个人导航设备服务的持 续性的方法，该方法允许在设备长期闲置之后开启时完全消除对设备 位置计算的等待。

本发明的另一个目标是提供用于确保个人导航设备服务的持续性 的方法，当设备在长期闲置之后开启时，不需要为了能够基于来自 GNSS系统的卫星的无线电电信号计算其自己的位置而被带到一个开 阔地点。

本发明的另一个目标是提供用于确保个人导航设备服务的持续性 的方法，该方法具有减小的漂移误差而且该方法不需要接收来自 GNSS信号的关于其自己位置的数据。

本发明还有另一个目标是提供用于确保个人导航设备服务的持续 性的方法，该方法允许校正用户基于他/她自己的观察发现是错的 “联机”位置。

本发明的这些及其它目标是通过如所附权利要求中所述的用于确 保个人导航设备服务的持续性的方法及其设备实现的，所述权利要求 要成为本描述的组成部分。

简而言之，本发明涉及用于确保个人导航设备服务的持续性的方 法，该方法在GNSS卫星信号的接收不足而且个人导航设备不能准 确确定其自己的位置的时候使用。

GNSS卫星信号的接收不足主要发生在两种情况下：当设备在长 期闲置之后开启时，或者当卫星信号由于卫星和设备自身之间的障碍 物而丢失时。

根据本发明的方法需要用户把他/她自己的位置输入到设备中， 从而为设备提供初始数据，随后该数据连同来自与其关联的定位工具 的其它数据一起被设备用于确定其自己的位置，同时等待足量的卫星 信号，以允许设备正常工作。

这种定位工具包括，例如，高度计、磁性指南针、惯性导航系 统、里程表、速度计等。

用户不需要关于精确的地理坐标，即，纬度和经度，知道他/她 自己的位置。事实上，他/她为设备提供一般性的指示，诸如像兴趣 点的位置或者关闭之前设备中所存储的最后位置，就够了，或者可以 使用从远程档案接收到的图像。

本发明进一步的特征在所附权利要求中阐述，所述权利要求要作 为本描述的一个组成部分。

附图说明

通过具体参考附图，以上目标将从以下对用于确保个人导航设备 服务的持续性的方法及其设备的具体描述变得更加显然，其中：

图1示出了混合型个人导航设备的框图；

图2示出了图1的个人导航设备的第一种工作模式，它实现了根 据本发明用于确定其自己位置的方法；

图3示出了图1的个人导航设备的第二种工作模式；

图4示出了校准过程的流程图；

图5至15示出了可以在图1的个人导航设备的屏幕上显示的屏 幕截图；

图16示意性地示出了地图上图1的设备关于预定参考点的位 置；

图17说明了用于计算图16中所示一些距离的方法；

图18示意性地示出了图1的设备关于两个预定参考点的位置；

图19示出了用于计算图18中所呈现一些点的位置的方法；

图20示出了关于把位置手动输入到图1的设备中的流程图。

具体实施例

现在参考图1，示出了混合型个人导航设备10的框图，即，既 包括GNSS卫星信号接收模块100又包括惯性导航模块105，即， INS系统。

模块100、105都通过例如第一连接总线130连接到微处理器 120，它们向该微处理器发送对于计算个人导航设备10的当前位置有 用的数据。

微处理器120是个人导航设备10的控制和计算单元，在其控制 下，图1中所示并且直接或间接连接到其的其它单元可以工作。

所述其它单元包括存储器125，其包含对个人导航设备10的操 作有用的所有数据，诸如地图127、用户数据、配置和个人设置、之 前选择的目的地、兴趣点等。

存储器125还可以部分地或者完全地包含对于个人导航设备10 的操作所必需的固件，而且可以包括一个或多个部分，这些部分可以 是易失性或非易失性类型、ROM或RAM类型、与个人导航设备10 分开或者固定地集成在其中。

显示器或屏幕115允许显示地图127、为个人导航设备10计算 出的当前位置、位于周围区域的兴趣点及可以图形形式表示的任何其 它信息。

附加单元110可以包括除卫星信号接收模块100中和惯性导航模 块105中所包括的那些传感器或仪器之外的其它传感器或仪器，这些 传感器或仪器集成到个人导航设备10中，以帮助更准确可靠地确立 位置。

附加单元110一般包括高度计，即，能够检测一个位置从海平面 算起的海拔的仪器，和/或能够检测地磁极并且通过合适调整还能检 测地理磁极的方向的磁性指南针。

附加单元110一般通过连接总线耦合到微处理器120，该连接总 线可以与由卫星信号接收模块100和惯性导航模块105使用的第一连 接总线130共用，就像在图1所示的情况下。

术语“连接总线”通常指终端电子装置之间能够确保数据及控制 与标志信号的交换的任何连接方式。

可选地，其它传感器或辅助仪器170可以存在并且通过物理接口 设备175间接地与微处理器120关联。

当辅助传感器170通过使用射频信号的无线连接或位于个人导航 设备10外部的有线连接器连接时，会发生这种情况，它们可以通过 任何类型的耦合插头或插座与其关联。

例如，辅助传感器170可以包括自行车的里程表和/或速度计， 通过无线连接145与接口设备175关联，接口设备包括射频接收器并 且转换从辅助传感器170接收到的信号，以便通过第二连接总线150 使它们能够让微处理器120理解。

例如，辅助传感器170可以包括车辆的里程表和/或速度计，由 车辆的适当数据处理单元或电子控制单元控制，所述数据处理单元或 电子控制单元能够通过第二连接总线150把由所述辅助传感器170测 出的数据发送到微处理器120，其中第二连接总线150经有线或无线 连接工作。

在这种特定情况下，接口设备175包括所述电子控制单元。

此外，个人导航设备10可以通过接口设备175与无线电移动通 讯网络终端190和/或与WLAN或Wi-Fi无线电通信终端180关联， 以便获得对远程计算机系统的访问，其中远程计算机系统可以提供可 以用于定位个人导航设备10的辅助数据。

特别地，在与车辆关联的个人导航设备10的情况下，有可能把 微处理器120、存储器125及卫星信号接收模块100的至少一部分、 惯性导航模块105的至少一部分和附加单元110的至少一部分集成到 车辆中，而辅助传感器170、无线电移动通讯网络终端190及WLAN 或Wi-Fi无线电通信终端180包括单独的设备，这些也可以来自与个 人导航设备10的来源或制造商不同的来源或制造商。

对于能够输入数据和命令的用户来说，适当的输入单元必须可 用。一般而言，输入单元可以任何形式和方式提供，例如，通过键 盘、与显示器关联的定点（pointing）设备和按钮、语音命令系统， 等等。优选地，本发明的实现在这里是通过使用输入单元的一种实施 例来描述的，输入单元的这种实施例包括触摸屏显示器，即，当外来 主体触摸显示器时能够基于显示器上所表示的图形信息并基于触摸位 置获得命令和其它输入数据的单元。

在本发明的这种实施例中，显示器115还充当数据和命令输入单 元。它可以通过任何方式，例如，通过能够在显示器115和微处理器 120之间交换信号和数据的双向通信总线116，耦合到微处理器 120。

依赖于个人导航设备10的复杂性、尺寸和预期用途（例如，安 装在自行车或摩托车上、手持、部分或完全结合到车辆中），显示器 115可以是单独的或者可分离的单元，或者它可以集成到包含微处理 器120和/或图1中所示其它结构性元件的相同外壳中。

为了方便根据本发明的当前位置的手动输入及有些传感器的操作 （例如，集成的磁性指南针），显示器115和/或单独的或可分离的 数据输入单元可以经无线连接（例如，蓝牙、Wi-Fi）或有线连接连 接到个人导航设备10。

通过基于为模块105的INS传感器、模块100的GNSS传感器 和附加单元110的仪器检测出的精度和准确度校正卫星接收中的漂移 误差或间隙，由辅助传感器/仪器170提供的数据可以由微处理器120 用于改善由惯性导航模块105和/或由卫星信号接收模块100计算出 的定位数据。

个人导航设备10还包括其它结构性元件，诸如电源单元、电 池、用于音频再现的扬声器等。

图2示出了根据本发明的个人导航设备10的第一种工作模式。

当其被开启时，或者在复位操作之后，个人导航设备10开始 （步骤200）并且变量FLAG被设置成零（步骤204）。

然后，微处理器120激活卫星信号接收模块100，该模块尝试接 收并获取GNSS卫星信号，以便计算个人导航设备10的当前位置 （步骤208），同时优选地在显示器115上指示信号获取状态。

如果这种尝试在预定的时间间隔内成功（步骤212），则当前位 置被计算出来（步骤262）并且有可能以个人导航设备10的制造商 定义的方式并且根据当前激活的用户设置在显示器115上所显示的地 图上示出。

只要存在这样多个GNSS卫星信号允许足够准确的定位，循环 260就以某个频率重复，以便根据在个人导航设备10中编程的指示 来更新位置并计算速度、运动方向及可能与瞬时位置的变化相关并且 被认为用户感兴趣的其它量。

如果定位不能在预定的等待时间间隔内从GNSS卫星信号获 得，或者如果用户通过输入单元，例如触摸屏显示器115，输入了合 适的停止命令，则验证FLAG变量的值是否为1（步骤216）。

根据本发明，如果用户不想手动输入位置，则FLAG变量取值 一，即，他/她已经停用了这个功能。在肯定的情况下，在本发明的 所述第一种实施例中，微处理器120促使卫星信号接收模块100尝试 获取适于允许定位个人导航设备10的一组卫星信号（循环260）， 直到所述位置可以被计算。

在否定的情况下，警告用户有效的GNSS信号不可用并询问他/ 她是否想使用通过例如经图5中所示的屏幕来执行手动过程输入当前 位置（步骤220和224）的可能性。

如果用户否定地响应，例如，通过触摸显示器及输入单元115上 显示的第一虚拟键520“No”（否），则FLAG变量被设置成1 （步骤228），以便存储这个阶段用户的选择，并且个人导航设备10 返回等待状态，等待有效的卫星信号（步骤208）。

相反，如果用户肯定地响应，例如，通过触摸显示器及输入单元 115上显示的第二虚拟键510“Yes”（是），则用户可以借助通过 个人导航设备10本身使得可用的数据和命令来执行手动输入位置的 过程（步骤232），如以下将更具体讨论的。通过这个过程，用户可 以向个人导航设备10提供一组适于定义其当前位置的第一数据。

一旦获取到了当前位置，个人导航设备10就通过使用惯性导航 模块105及还有可能附加单元110和可用的任何辅助仪器170而不依 赖于卫星信号来计算在一定数量的连续时刻所处的位置（步骤 236）。

然后，个人导航设备10验证在这个期间是否有效的GNSS信号 再次变得可用（步骤240）而且，如果没有，则它检查漂移误差是否 留在预定的最大阈值之下（步骤244）。在肯定的情况下，重复步骤 236和240的序列。如果最大允许的漂移误差阈值被超过，则系统将 返回手动获取当前位置的步骤232并且将重复已经描述过的步骤 236-240-244的序列。

实质上，只要漂移误差留在最大阈值之下而且GNSS信号不可 用，循环254就重复，而当所述误差超过最大允许值时，执行更长的 循环250，以提示用户手动输入位置。

如果GNSS卫星信号再次变得可用，则微处理器120通过使用 GNSS卫星信号接收模块100激活位置计算（步骤262）并且重复循 环260，其中个人导航设备10通过使用卫星信号接收模块100保持 定位其自己。

简而言之，在图2的工作模式中，个人导航设备10等待接收 GNSS卫星信号。如果GNSS卫星信号不可用，而且如果用户这么期 望，则当前位置被手动输入并且后续位置通过使用附加工具105、 110、170、180、190来计算，而不依赖于卫星信号，直到GNSS卫 星信号再次变得可用。当GNSS接收模块100不以适当方式工作 时，这些工具提供了对计算个人导航设备的瞬时位置有用的一组第二 数据。如果漂移误差超过预定义的最大阈值，则手动输入过程必须重 复，以便再次把漂移误差带到所述阈值之下。

当卫星信号接收模块100给出的位置不准确或者如果，例如，用 户知道他/她打算进入未被GNSS卫星信号覆盖的区域（例如，隧 道、室内场所、树林、停车区域等）时，本发明的这第一种实施例不 为用户提供立即切换到不基于卫星信号接收模块100的工作模式的可 能性，在这些情况下优选地是立即切换到不基于卫星信号的工作模 式。

因此，本发明的方法也可以实现成图3中所示的第二种实施例。

图3的第二种实施例与图2实施例的区别在于，关于通过卫星信 号接收模块10的定位模式，图2循环260中所包括的步骤368在这 个例子中重新编号为360。

在这种情况下，个人导航设备10周期性地检查通过卫星信号接 收模块100计算出的位置是否具有比第二预定义阈值高的准确度，或 者，用户已经因为例如他/她已经意识到个人导航设备10所显示的当 前位置是错的或者不可靠而表示了期望停止这种定位模式。

当这些条件中至少一个出现时，个人导航设备10退出循环360 并且依赖于当前位置是否可以利用非GNSS工具（惯性导航模块 105、附加工具110、170、180、190和地图127）的帮助被计算出来 而不同地动作（步骤372）。

事实上可能发生：来自所有非GNSS依赖定位工具即惯性导航 模块105、地图127、附加单元110和与个人导航设备10关联的外部 设备170、180、190（车辆的里程表和速度计、来自无线电移动网络 或者来自其它无线电通信系统的信息）的数据的组合具有个人导航设 备10能够自主地定位的准确程度，而不用通过用户的手动干预交互 地获取其位置。事实上有可能保持所有非GNSS依赖的定位工具保 持活动，以便在卫星信号接收模块100可以向用户提供其自己的位置 的同时也计算个人导航设备10的位置。

虽然这一方面增加了定位所需的复杂性和计算能力，但是另一方 面这种布置最小化了为确保个人导航设备10服务的持续性所需的用 户手动干预的次数。

而且，通过交叉检查由模块100、105提供的定位数据与从地图 127获得的那些（道路或其它可行驶或行人地点的存在、海拔、设备 可以位于其中的无线电移动或Wi-Fi小区）并且通过把这些数据与个 人导航设备10的持有人的知识（例如，行人、摩托车或自行车、地 面车辆）关连，附加单元110和外部设备170、180、190可以被卫星 信号接收模块100和惯性导航模块105二者使用，以便提高所计算出 的位置的准确度。

如果在步骤372执行的关于通过非GNSS工具计算当前位置的 可能性的验证成功，则通过使用这种工具来计算位置，直到再次检测 到GNSS卫星信号的存在（步骤340）并且发现漂移误差是可以容忍 的（步骤344），从而进入已经作为循环254参考图2描述过的通过 非GNSS依赖工具的计算的循环354。

相反，如果当前位置不能自主地通过使用非GNSS依赖的工具 计算，或者如果用户退出通过非GNSS依赖的工具计算的循环354， 则过程继续到步骤316，其中检查用户是否表示期望通过使用已经参 考图2描述过的用于最初设置并验证FLAG变量值的相同机制来执 行迭代手动位置输入过程。随后，验证（步骤384）1ST_TIME变量 的值，这个变量最初在步骤305设置成1。

1ST_TIME变量用于避免询问用户若干次他/她是否想激活交互 的手动位置输入过程。如果该过程第一次到达步骤384，则个人导航 设备10询问用户他/她是否想激活手动位置输入过程（步骤320）； 在否定回答的情况下（步骤324），个人导航设备10把FLAG变量 设置成1并且重新进入循环360，等待GNSS卫星信号。在肯定回答 的情况下（步骤324），个人导航设备10手动地从用户获取当前位 置（步骤332）并且把1ST_TIME变量设置成零（步骤390），以发 信号通知已经做了请求；之后进入通过不依赖于卫星信号的工具定位 的循环354。

因此，在其中来自卫星的GNSS信号缺失或者不足的特定情形 下，或者在其中用户因为他/她意识到他/她自己的当前位置由于道路 网络的特定配置（例如，接近平行的道路、地图数据与估计位置之间 的关连误差、不足的GNSS信号等）因此是错误的而停止工作模式 的情况下，工作在图2和3中所述两种工作模式任意一种的个人导航 设备10需要通过用户的手动干预获取当前位置，从而允许定位个人 导航设备10。

实质上，当GNSS信号不可用或者不够时，为了获得其当前位 置，个人导航设备10采用由用户输入的一组第一数据和来自非 GNSS工具（105、110、127、170、180、190）的一组第二数据。

把这种干预最小化并且只在特别需要的时候才执行是有利的和期 望的。为了实现这个目标，非GNSS依赖的仪器和传感器工作在最 高可能的准确度是适当的：这也允许最小化尤其是由惯性导航模块 105引入的漂移误差，其中惯性导航模块105通过二重积分运算工 作。

例如，高度计不是别的，而是通过测量大气压估计从海平面算起 的海拔的气压计。由于天气变化，这种测量可能很快就变得不准确， 而且高度计必须基于已知的当前海拔重新校准。

而且使用磁场方向的指南针也受类似需求的影响，虽然就时间而 言不太严格。事实上，地磁极不与地理磁极相符，而且为此，对于地 表的每个地点，有地图用于校正地理北极与磁北极的实际方向的角度 偏移，称为磁偏角。不像地理极点，磁极移动（虽然很慢），而且因 此在几个月内地图就变得过时了。

甚至里程表或速度计都有可能随时间经历操作漂移，而且，如果 个人导航设备10能进行校准并且如果所述仪器170提供这种可能性 的话，则有必要重新校准这些辅助仪器170；作为一种备选方案，个 人导航设备10可以对由这些辅助仪器170提供的定位数据应用校正 因子或加数，这些因子或加数考虑了这种漂移并且允许获得更准确的 数据，这对于获得精确定位是至关重要的。

图4说明了为实现这种结果而可以采取的措施。已知GNSS信 号依赖于几种因素，诸如像检取的卫星信号的个数，可以更准确或更 不准确；准确度可以从卫星信号接收模块100获得。因此，在已经利 用GNSS工具计算出其位置和准确度之后（步骤400），验证这种准 确度是否超过某个预定的阈值（步骤405）。如果没有，则不执行校 准并且过程结束。在肯定的情况下，通过获取由仪器测出的物理量的 值并且通过将其与从卫星信号接收模块100获得的非常准确的值进行 比较，在步骤410验证是否有必要校准具体的仪器。例如，如果从上 次校准开始已经经过了某个时间间隔并且已经关于标准的可接受值确 认了工作漂移并且要应用到仪器的校准数据不再有效，则它们被更 新。这个步骤是通过读取由辅助仪器提供的辅助定位数据（磁北极的 方向、瞬时速度、行进的空间、高度测量）并且通过将它们与可以从 由卫星信号接收模块100提供的具有高准确度的数据获得的那些数据 进行比较来执行的。在否定的情况下，不执行校准并且过程结束；在 肯定的情况下，在步骤415校准允许它的所有仪器或者，或作为替 代，计算要用于由辅助仪器提供的数据的校正性因子或加数。

例如，在磁性指南针的情况下，个人导航设备10可以利用预定 的空间分辨率（例如，几十或几百公里）在存储器中保留所使用的地 理区域中存在的磁偏角的地图。如果，通过读磁性指南针，个人导航 设备10检测到在某个区域中由存储器中所存储的对应地图所指示的 磁偏角与通过卫星信号接收模块100测出的磁偏角相差预定的容限水 平，则个人导航设备10可以利用通过模块100测出的那些值更新数 据。

例如，这可以通过把磁偏角数据存储到可重写存储器中或者通过 让磁偏角地图的每个区域都与可以随时间被个人导航设备10更新的 校正性加数关联来进行，以便考虑地磁极的运动。

在图4的校准机制实施例的进一步的例子中，假定设备个人导航 设备10放在车辆中并且与车辆的速度计关联，其中速度计用于在没 有GNSS信号的情况下计算当前位置。

已知车辆速度计具有有限的精度并且趋于检测到比实际值高的瞬 时速度。当个人导航设备10通过GNSS定位模块100以高于预定阈 值的高准确性成功计算出其自己的位置时，它还可以基于运动的测 量，即，以已知的时间距离在相继的时刻获得的当前位置的变化，以 相同的高准确度计算其自己的瞬时速度。

因此，在这种特别有利的工作条件下，个人导航设备10可以获 取由辅助定位仪器（速度计）给出的速度并且比较所获取到的值与通 过从由GNSS定位模块100给出的当前位置开始所获得的速度。如 果这种比较是第一次进行，则设备可以计算由速度计提供的速度读数 的误差（绝对的或者相对的）并且为某个速度值或者速度间隔把它存 储到包括速度计校正值的校准存储器中。

当个人导航设备10必然要使用速度计来计算其自己的位置时， 在类型GNSS缺失或信号接收不足时，它使用速度计校准值来校正 在这种工作模式中获取到的值，从而能够比没有这种校正值的话更准 确地计算其自己的当前位置。

相反，如果个人导航设备10已经存储了速度计校准值，则在比 较速度计指示的速度与从GNSS定位模块100间接获得的速度之 后，它验证之前计算并存储的校准值是仍然有效还是由于例如速度计 老化或者其变化的工作条件（温度、压力、湿度、操纵、发送误差 等）而必须更新。

图2和3的操作图仅仅是示例性的。实际上，两个模块100、 105总是并且在任何情况下都可以在任何可能的时候同时计算当前位 置，然后通过考虑所涉及的所有变量选择在给定时刻被认为更可靠的 一个。换句话说，图2和3可以包括通过惯性导航模块105计算当前 位置的步骤，然后是比较它与通过卫星信号接收模块100计算出的相 同位置的步骤及选择最好的一个的步骤。在这种情况下，手动输入当 前位置的可能性将只有在这样获得的定位不提供令人满意的结果或者 用户决定停止并行的定位过程并手动输入它的时候才激活。

激活交互式手动当前位置输入过程（图2的步骤232或者图3的 步骤332）的一种可能的途径在图6中示出。

通过在可能的选项中选择，用户被询问他/她想如何输入当前位 置。通常，用户不知道鉴于地理坐标（纬度和经度）或者与其数学关 联的数据他/她的位置，而且因此这种手动的当前位置输入选项优选 地不提供，因为它完全是没有用的或者甚至是起反作用的，因为它将 在用户中造成混淆和困惑。

一般来说，当用户开启设备10时他/她所处的地点是已知的而且 可以是PoI（兴趣点），即，有用户特别感兴趣的东西的地点，诸如 服务站、机场、纪念碑或者其它旅游景点、停车场、露营地、饭店、 宾馆等。

这些PoI的位置、名字和其它特征元素（电话号码、描述等）存 储在个人导航设备10的存储器125中所包含的地图127上而且可以 被用户搜索、召回并且有时候还可以添加和/或修改。

因而，为用户提供了选择PoI作为当前位置的可能性（选项 610）。在用户选择这种输入模式的情况下，个人导航设备10优选地 为他/她提供以智能的方式选择当前位置PoI的可能性，例如，通过 从最近的一个到最远的一个给出最后选择的PoI，同时任何情况下都 给出根据类型、位置及被认为更适合的其它标准选择任何PoI的可能 性。

但是，用户开启个人导航设备10的地点常常是通过卫星信号接 收模块100和/或惯性导航模块105在可能附加110或辅助170、 180、190传感器或仪器的帮助下，即借助GNSS定位工具的全集， 而计算出和知道的最后位置。

因此，这个位置可以作为当前位置输入模式的第二选项（选项 620）呈现。通常个人导航设备10以非易失的方式存储最后知道的位 置，使得即使个人导航设备10关闭并且然后再开启它也留在存储器 中。由于个人导航设备10通常是在到达旅途目的地时关闭的并且留 在那个地点，因此这常常也是其再次开启时所处的地点，而且，接收 允许定位个人导航设备10的有效卫星信号可能因为需要进行卫星固 定或者因为GNSS卫星的障碍情形而是耗时的或者甚至不可能的。

输入当前位置的另一种有利途径包括由个人导航设备10存储的 最近目的地中的一个（步骤630）。一般来说，事实上，个人导航设 备10自动地保存目的地地点，诸如像PoI、街道地址等，这些是在 个人导航设备10的工作寿命期间选择的。由于有可能已经输入的某 个目的地就是新旅程的起点，因此给予用户通过从已经输入并且自动 保存的目的地列表中选择它来快速选择的可能性，其中保存优选地是 以字母次序或者按颠倒的输入时间次序，即，从最新到最旧。

当然，有可能用户知道个人导航设备10当前所在地点的位置是 关于街道地址或十字路口，因为他/她可以直接从现场指示（指示地 点和/或街道名字的路牌、建筑物上的门牌号码等）和/或从以别的方 式从第三方（例如，由其他人传送的）获取的信息获取这种信息。因 而，给予用户以这种形式（虚拟键640）输入当前位置的可能性；因 此，他/她被请求输入对识别街道地址或十字路口所必需的数据，诸 如国家、城镇、街道名称、街区名称、门牌号码等。有利地，个人导 航设备10的微处理器120将自动地把这种街道地址或十字路口存储 在存储器125中最近的目的地和/或PoI中，使得它可以容易地被召 回，供将来使用。

由于根据本发明的方法，当他/她还舒服地呆在有可能不能接收 到卫星信号的家里或者封闭的建筑物中时，用户就可以事先输入用于 一个旅程的已知起始位置，把所述位置存储为期望的起始位置用于下 次激活，并且然后关闭个人导航设备10。

以这种方式，当个人导航设备10再次开启时，一般是在停车场 或在需要一些时间获取卫星信号的地点，它将能够使用之前由用户编 程并且用户知道的起始位置来通过惯性导航模块105和其它非GNSS 依赖的辅助工具170计算当前位置，直到GNSS信号再次变得可 用。在图6所示手动输入模式的列表中，也可以添加之前由用户输入 并存储或者预先编程的这种位置。这消除了当由于缺失GNSS卫星 信号而没有导航指令可用时烦人的初始时间空间：用户不再被迫为了 进入由GNSS卫星覆盖的区域而等待和/或走到室外。

相同的过程可应用到个人导航设备10上可选择的任何其它地理 点或地点，诸如像旅程到达地点。因此，可以设想提供对应的第五种 当前位置输入模式，称为预先编程点模式，这对应于图6的虚拟键 645。这种当前位置选择模式的优点是它可以立即被用户召回并且不 需要用户执行长的交互过程来从列表或地图选择位置，也不需要输入 任何地址或十字路口。

在以到目前为止所述的五种当前位置输入模式（PoI、最后的已 知位置、最近的目的地、地址/十字路口、预先编程点）任意一种输 入当前位置的步骤结束时，个人导航设备10都可以在显示器115上 向用户显示刚在地图上输入的当前位置，优选地是以预定的缩放水平 和以某个比例尺在所述位置居中，这可以依赖于例如所述位置（街 道、PoI、十字路口）附近的物体的密度和/或还依赖于可以由用户预 先设定的值，同时调整个人导航设备10的工作模式。

这种在显示器115上显示的地图屏幕的一个例子在图8中说明。 显示器115的这个屏幕有可能之前有一个解释其中可用的调整和命令 的消息，如图7中所示。作为替代，虚拟帮助键（未示出）可以添加 到图8的屏幕，当按下该键时，显示如图7中所示的帮助屏幕；这个 帮助屏幕还可以在经过预定时间而没有在显示器115上选择任何命令 之后自动显示。

不管用户关于当前位置输入方法做出什么选择，在某个时间点， 显示器115都可以显示以由用户手动输入的当前位置为中心的地图区 域，既为了接收所输入位置的正确性的确认，也为了对所述正确性进 行任何校正或验证，从而有可能的话增加所输入位置的准确度。一旦 用户已经确认了所输入的位置，它就可以作为个人导航设备10的当 前位置被使用，个人导航设备10将基于可用的非GNSS定位工具 （惯性导航模块105、附加单元110和辅助工具170、180、190）使 用这个位置来计算下一个位置。

图8的屏幕提供了通过虚拟调整条820改变所显示地图的缩放水 平的可能性，及通过十字键（cross keypad）移动所显示的地图区域 的可能性。优选地，最初显示的地图区域以选定的位置为中心。例 如，由用户以不管何种方式输入的当前位置在地图上通过位于所输入 位置的点P来指示；用户可以确认其精确度或者，例如，通过在正 确的地点触摸地图并且通过按下虚拟键831确认该位置来重新定义该 位置，如在图7的帮助屏幕700中所描述的。

可以按任何方式帮助用户验证所输入位置的正确性和准确度。如 果个人导航设备10在其存储器中具有关于地图127中当前框定的或 者以任何方式位于离要确认的所输入当前位置比预定值短的距离处的 对象或实体的信息，则它可以在显示器115上显示这种信息。例如， 如果建筑物840的图像在存储器中存在，则这种图像或者自动地或者 在用户请求时在显示器115上显示。个人导航设备10可用的所有信 息都可以为所显示的地图区域顺序地或者同时显示，诸如街道号、街 区和街道名称、具有关联信息的PoI、具有时间指示的最后知道的位 置、具有时间指示的最后知道的目的地、对象或地点的照片、图像和 视频，等等。

为了避免显示可能难以看到的太多辅助指示，这些指示可以应用 户输入的选择性命令而按组显示。所有在地图显示中被框定并且个人 导航设备10对其具有辅助信息的对象（建筑物、纪念碑和其它地理 地点）都可以用任何图形方式标记，使得用户随后可以通过在期望的 对象上触摸屏幕来选择要在显示器115上显示的感兴趣的那些对象。

在存在取自不同已知位置的所述对象的图像的情况下，如果有可 能还在地图上显示那个位置，则可以给从最靠近当前位置的位置拍摄 的图像以优先权，从而给用户一些参考点，基于这些点，他/她可以 关于那个拍摄位置确立个人导航设备10的当前位置。可交互式探索 的图像也是可用的，这些图像是利用能够捕捉几乎从给定地理位置可 以观察到的整个三维视场的专门拍摄装置捕捉的。

例如，称为Google街景（下文中简单地称为GSV）的系统已经 在互联网上可用，它允许利用专门车辆捕捉的地理环境的交互式在线 探索。

个人导航设备10可以访问GSV系统并且向其发送关于当前选定 位置的数据，检索围绕那个位置的地图区域中任何可探索的图像，在 显示器115的屏幕上显示它们，并且允许用户“探索”假想的当前位 置周围的区域，从而允许他/她验证其正确性和准确度并且如果必要 的话相对容易地校正它。事实上，用户可以比较在显示器115的屏幕 上显示的、由GSV系统提供的图像与他/她周围的实际图像，并且在 三维环境中移动，直到他/她找到具有与从实际当前位置可以看到的 相同场景的地理位置。

例如，如果个人导航设备10是便携式的，则用户可以移动到与 可探索图像具有最大相似性的地理点并且随后把对应于从其捕捉到 GSV图像的拍摄点的当前位置手动输入个人导航设备10。通过这种 系统使得可用的图像一般是在几个月或者几年之前拍摄的，因此有些 地标细节（建筑物、树）可能在其间已经发生了变化，但是在大多数 情况下任何差别都不至于会妨碍用户从由GSV系统所提供的图像正 确地识别实际地点。

优选地，个人导航设备10配备磁性指南针并且具有用于磁偏角 校正的合适数据，使得即使在缺少任何有效卫星信号的情况下也知道 基点的方向；而且，例如，当其被用户持在手中或者放在车上时，惯 性导航模块105可以即时检测个人导航设备10的朝向。当用户在可 探索图像的虚拟环境中移动时，个人导航设备10还可以在显示器 115的屏幕上一个瞬间一个瞬间地指示所显示的可探索图像被拍摄的 方向，因为它知道可探索图像的拍摄朝向，如由GSV系统即时提供 的：这帮助用户确定他/她自己的朝向并且更容易地找出实际场景与 屏幕上由GSV系统显示的场景的对应性。这种指示可以在显示器 115的屏幕上所示出的地图上显示或者关于当显示由GSV系统提供 的图像时设备10所取的实际朝向。

用户可以在这些可探索图像中交互地移动并且改变他/她的视 场，或者通过在环境中通过线性平移“移动”或者通过在不同的方向 （高-低和右-左）“查找”或者通过放大或缩小所显示的区域，所有 这些都在预定义的方向和限制中。因此，可以使用与图8中所示虚拟 记录条820并且与虚拟十字键830相似的触摸屏图形控制接口。

用户可以快速地从GSV显示切换到对应的地图显示（例如，存 储在个人导航设备10中的地图）是有利的，从而显示可探索图像的 拍摄位置和最后显示的图像的取景方向，因此用户可以立即定位对应 于由刚观察到的可探索图像和拍摄所显示图像的方向组成的那个场景 的地图位置。

作为例子，参考图8、9和10。假定在手动输入当前位置结束 时，在到目前为止所述的任何一种模式中并且还在以下将描述的一种 模式中，用户把由图8中点P指示的位置规定为当前位置。在这个 点，由于个人导航设备10能访问GSV系统，因此它向所述系统发送 所述假想当前位置的坐标，并且该系统通过发送从第二个点P’捕捉 到的可探索图像来应答，其中P’是最靠近点P的点，可探索图像对 这个点可用。

确保这只在第二个点P’离P的距离比预先设置值短的情况下发 生是有利的；否则，就警告用户不存在离个人导航设备10的假想位 置足够近的GSV图像。个人导航设备10接收第二个点P’的图像并 且在显示器115的屏幕上连同关联的接口控件一起显示它们，通过所 述接口控件，用户可以在各个方向并且利用不同的缩放水平探索 GSV图像，如通过图10中的例子示意性地示出的。

在任何时刻，用户都可以从显示GSV图像切换成显示图9中所 示的地图，或者反之亦然，分别是通过快速切换键1030（图10）和 960（图9）。在地图上指示拍摄点P’，以及通过与中心在图9的第 二个点P’的圆850相对的三角形的顶点，指示当前活动的GSV图像 的拍摄方向。两条虚线860、870代表由图10中所示GSV图像覆盖 的视角。通过直接在图9的地图显示上拖动它或者当显示GSV图像 时通过使用具体的虚拟键（图10中未示出），用户可以执行第二个 点P’的位置的平移运动，当然只在图像可用的方向中。

假定个人导航设备10和用户实际是在靠近点P和第二个点P’的 一个位置，因此用户可以看到建筑物840及图8和9的地图上所显示 并且在该区域的GSV图像中可见的大多数周围建筑物。有可能在 GSV图像中存在的树1020已经因为在图像捕捉之后死亡而在其间被 砍掉了，或者这棵树已长大并且看起来与用户看到它的时候不同了。 还有可能镇政府决定用更先进和功能化的路灯替换图10的路灯 1010。但是，这些变化将肯定不会妨碍用户识别他/她所处的地点及 相对容易和准确地识别他/她的当前位置。因此，通过比较当用户足 够靠近个人导航设备10时用户可以从他/她的视点看到的实际场景与 之前由GSV系统捕捉到并在同一设备10的显示器115上交互性示出 的那些场景，用户可以通过在GSV环境中或者等效地在地图上移动 而容易地找到他/她所处的位置，直到他/她实际能看到的与由GSV 系统所示出的尽可能多地匹配。

当用户认为他/她已经找到他/她的位置之后，他/她把那个位置输 入个人导航设备10中，例如，通过按下图9的虚拟键970或者通过 经在对应于那个位置的点在地图上触摸屏幕115而输入假想的正确当 前位置。

为了最小化发送GSV图像所需的频带占用，可以设想当建立连 接并且向GSV系统请求图像时个人导航设备10发送关于显示器115 分辨率的数据或者以任何方式关于图像期望分辨率的等效信息。因 而，如果必要的话，则GSV系统可以缩放图像，以获得所请求的分 辨率或者以任何方式适合个人导航设备10的屏幕115的分辨率，而 不用发送不能向终端用户显示的无用的可见信息。

由GSV系统提供的图像可以本地存储到存储器125中，或者它 们可以通过到个人导航设备10的无线电接口180的WLAN（无线 LAN）连接或者通过经利用无线电移动终端190的数据通信（直接 地或者间接地，如以下将更具体解释的）所建立的数据连接从互联网 下载。

因而，五种当前位置输入选项可以由第六种选项（图6的虚拟键 650）来补充，包括以交互的方式在地图上直接输入位置，仍然利用 个人导航设备10中可用的信息和功能的帮助。当用户在显示器115 的屏幕上选择这个选项时，后者将根据各种模式显示存储在个人导航 设备10的存储器125中的地图的区域。

作为第一步，所显示的初始地图区域可以是由用户或者由制造商 预定义的区域，例如，由用户或者由制造商设置的洲、国家或者地理 区域。如果个人导航设备10能够访问无线电移动电信网络接口，则 它可以从所述网络获取无线电移动小区的覆盖区域，设备10在这个 区域而且在地图上居中并且基于个人导航设备10连接到的无线电移 动网络的基站的位置和覆盖来调节缩放水平。应当指出，这种信息可 以直接地通过以任何方式结合到个人导航设备10中的无线电连接接 口或者间接地通过无线电移动信号190来获取，其中该无线电连接接 口可以与图1中未示出的专用网络接入SIM卡关联，而个人导航设 备10可以经无线或有线的任何类型的连接例如通过接口设备175 （蓝牙、USB等）来与无线电移动信号190通信。

一旦地图已经基于任何选定的标准（诸如以上所述的标准之一） 在初始配置中示出，就可以给予用户直接在地图上交互式输入当前位 置的可能性，例如，通过用手指或任何其它尖头物体来触摸屏幕115 上所显示的地理地图上的对应点。用户可能之前已经以已关于与地图 显示的用户交互而参考图8描述的类似方式选择了要在地图上显示的 地表区域和相关联的缩放水平。当所显示的地图还包括对应于当前位 置的点并且用户触摸那个点时，个人导航设备10将获取那个当前位 置并且从那个时刻向前使用它来计算接下来的时刻它自己的位置。

为了避免连接到GSV系统的服务器的需求，可以设想每次当互 联网可以访问而且所述服务器可以到达时，个人导航设备10就在正 常操作期间或备用模式中“在后台”自动地获取以下区域周围的可探 索图像：所输入的最后目的地、关闭设备前已知的最后位置、用户选 定的最后PoI周围的区域，以及一般的可以用于手动输入当前位置的 任何区域或地区。此外，可以假定如果由于太昂贵而使速率计划 （rate plan）不顺利的话（例如，基于时间或流量）用户就可以停用 可探索图像的这种自动下载。此外，用户可以被允许明确地指示他/ 她想让GSV系统的图像对其可用的地理区域或地区。为了避免过多 的存储器占用，可以设想最旧的数据自动地被最新的数据代替和/或 用户可以被允许决定哪些可探索图像应当保留或删除。

GSV系统可能由于以下原因而不可用：个人导航设备10不能访 问连接网络及其服务器、本地存储器125不包含必要的数据或者系统 不包含包括用户手动输入的假想当前位置的区域的可探索图像。在这 种情况下，或者无论如何都不管GSV图像的可用性，个人导航设备 10可以配备检测单元（图1中未示出），该检测单元允许用户通过 探索在地图上显示的和由用户在周围区域中找到的一个或多个参考点 执行现场调查。由于参考点具有个人导航设备10已知的位置，因此 后者可以相当高准确地获得其自己的当前位置，而不需要用户输入他 /她所在的地点的地理坐标，这种地理坐标通常是他/她不知道的。所 述检测单元可选地使用用于生成（发射器二极管）和接收（接收器二 极管）激光束或另一种强方向性电磁辐射的设备，这允许检测个人导 航设备10离其位置已知的一个地理对象的距离，因此它可以相对于 该地理对象计算其自己的位置。

这些定点设备是已知的而且在各种技术领域中大量地用于测量距 离，例如，由建筑师和土木工程师用来检测建筑或地质环境的测距 计。一般来说，它们测量由发生器二极管发射的激光脉冲串的飞行时 间，该激光脉冲被对象反射，其距离必须被测量，直到它们被设备中 内置的接收器二极管接收。

它们对本发明目的的使用所基于的原理在图16和17中示意性地 示出。

假定个人导航设备10位于地图上一个未知的点P，而且用户可 以定位地理对象840，这可以是一个建筑物，就像在这里所示出的例 子中，或者是地图127上示出的纪念碑、街区、PoI或者任何实体， 其位置是个人导航设备10已知的而且可以被用户在实际的场景中识 别出来。如果由于地理对象840的非空维度造成的误差k充分小于把 P与其位置已知的重心Q分开的距离d，而且地表可以看成是平面， 则通过知道距离d和由线段PQ与任何已知方向例如穿过点P的天文 子午线的北-南方向所形成的角度α，则可以利用已知的三角函数公 式来分别计算出代表点P和重心Q在经度和纬度上的坐标差的线段 a和b的长度（见图17）。

因此，如果个人导航设备10配备了允许用户定位地理对象840 并且因此自动地定位存储在个人导航设备10中的它的位置及自主地 测量距离d和角度α的装置，其中所述位置对应于重心Q的坐标， 则它可以自动地计算未知的位置P，而不需要用户直接输入关于点的 地理坐标或者关于距离或角度的任何数字值。

这种方便的输入过程可以如下执行。首先，如果他/她期望，则 给予用户使用可选的定点系统的可能性；这通常在用户已经在与个人 导航设备10关联的激光定点设备可到达的距离可见地定位并识别出 地理实体时发生。图11示出了提示使用这种定点设备的一种可能的 屏幕截图。这种选项可以例如在手动输入过程结束时给出，或者在用 户识别出他/她想用作向个人导航设备10手动输入当前位置的参考的 对象的任何时候请求它。

在这个时候，个人导航设备10请求用户提供该参考对象的标识 符：这可以是例如存储在个人导航设备10的存储器125中的PoI （纪念碑或者著名地点）或者利用路人的帮助或者通过看用户和他/ 她的个人导航设备10所在区域中所存在的指示和路标定位的地址或 十字路口。点P还可以包括地图上所示的任何实体，即使它不能被 识别为兴趣点，而且可以被用户例如通过在对应于所识别出的地理对 象的地点触摸屏幕115来选择。例如，它可以是街区、十字路口、建 筑物、门牌号码等。根据触摸位置，知道这个时刻所显示的地图，及 其缩放水平以及因此还有活动的显示比例尺，个人导航设备10可以 导出对应于触摸的接触点的地理位置。

一旦参考地理对象840已经选定，个人导航设备10就提示用户 把激光定点设备指向那个对象，例如，通过在显示器115的屏幕上显 示适当的信息。定点设备1100可以有利地结合到显示器115本身当 中，如作为例子在图11和12中为用于行人或脚踏车（cycling）（自 行车或摩托车）使用或为便携式使用所示出的；在与车辆关联的个人 导航设备10的情况下，它可以结合到汽车中并且通过有线或无线连 接与个人导航设备10关联。在这第二种情况下，命令和数据可以在 两个设备之间的现有连接上传播（travel），而且用户必须注意将他/ 她自身置于沿着将射束发射点连接到所指向的地理对象840的路线 上，从而不影响角度α的测量。此外，用户必须尽可能接近PND位 置地放置他/她自己，从而避免把误差引入位于点P的设备PND与位 于点Q的参考对象之间的距离PQ的计算。为了避开这两个需求， PND有可能配备这样的装置，该装置适于测量由连接PND和具有预 定已知位置（例如，地理地北极的方向）的可拆除激光指向器的连接 线所形成的角度，并且适于通过测量为所关联无线连接交换的电磁射 线的方向和飞行时间来测量分开它们的距离。定点设备1100可以固 定到车辆的一个部分，而且射束定点方向可以由个人导航设备10的 控制单元远程控制。所生成的激光束是裸眼可见的，因此用户可以看 到射束指向哪里而且把它朝地理对象840指向，离该地理对象840的 距离必须被测量。

例如，假定通过图11中所示的屏幕提示用户用定点设备1100指 向。用户通过按下虚拟键“Yes”（是）1110来确认他/她想这么 做，然后将定点设备1100指向参考对象840，并且最后按下图12的 虚拟键“Start”（开始）1120。作为离点P的距离Q被成功读出 的确认，个人导航设备10可以在屏幕115上显示该对象的名称或者 所检测的距离的值。如果他/她认为这个值是似乎合理的，用户就可 以确认，或者重复这种检测，直到获得可信任的距离值。

在这个时候，用户可以输入相对于预定义方向的角度α的大 小。为了简化，可以选择穿过个人导航设备10的天文子午线中的一 条作为参考方向：如果个人导航设备10结合了磁性指南针，例如利 用微电子技术的集成的数字指南针，则还由于可更新的磁偏角校正系 统，这个方向被非常精确地知道，这里已经描述过了。为了用户舒 服，个人导航设备10的显示器115可以显示指示北极方向的虚拟磁 象限：提示用户在对应于地理对象840所处的点S的方向的点在虚拟 象限上触摸屏幕115，该虚拟象限包括圆冠1300，如图13中所示， 为了简化，假设天文子午线的方向与页面的垂直轴相符。如果用户通 过手指或者优选地通过铅笔或其它尖头物体1310在点S’触摸圆冠 1300，则角度α的大小被自动测量而且个人导航设备10可以随后通 过知道点Q和角度α的大小来计算点P的坐标并由此计算其位置。

参考图14，个人导航设备10可以在显示器115上显示宣布下一 地图呈现的消息，该地图呈现根据在利用定点设备1100所执行的检 测过程中测出的距离d以预定的缩放水平指示点P和S的位置及周 围区域。在该呈现中（图15），可以给予用户确认操作结果和终止 它或者重复它的可能性。如果个人导航设备10包括指南针，则其可 以指示当用户旋转个人导航设备10或显示器（如果后者与基座分离 的话）时应当能够找到参考点S的方向，使得用户可以实时地检查 其位置的正确性。此外，可以给予用户如下可能性：通过触摸对应于 个人导航设备10的当前位置的点而在地图显示上直接指示点P的位 置来手动输入点P的位置，或者，取消该操作。

为了方便集成到显示器115中的磁性指南针的操作，其中显示器 115还是数据与命令输入单元，用于车辆使用的个人导航设备10可 以配备能够从与之关联的车辆拆除的显示器，从而允许用户在合适的 位置把它拿在他/她的手里，用于利用定点设备1100进行检测和用于 测量地磁场。集成到车辆中的固定部分与包括显示和控制单元115的 可拆除部分之间的通信可以通过以有线模式或优选地以无线模式（蓝 牙、ZigBee、Wi-Fi Direct、ad-hoc WLAN等）工作的连接总线发 生，以确保使用起来最舒服。

在这个时候，如果任何GSV图像可用于地图上所显示的区域， 根据特别是在个人导航设备10是便携式或可拆除设备的情况下非常 有效的交互模式，个人导航设备10可以在屏幕115上显示与用户从 点P实际上可见的视图对应的图像。

根据这种交互模式，个人导航设备10向GSV系统的服务器发送 关于位置P的数据并且从磁性指南针获取用户在某个时候用结合了 集成磁性指南针的个人导航设备10或显示器115指向的方向。GSV 系统的服务器实时地发送对应于从设备10接收到的当前视点/指向方 向值对的图像/视图，然后在屏幕上显示它。因而，用户可以验证他/ 她在某个方向看到的是否对应于通过指向同一方向而对那个位置可用 的图像。如果由个人导航设备10显示的图像与实际看到的那些图像 之间有强关连，则用户可以合理地确信他/她在手动输入的位置。如 果没有，则基于GSV图像与“实际”视图之间所发现的差异，他/她 可以通过从手动输入的位置开始得到对获得正确的当前位置有用的信 息。

使用定点设备1100的当前位置输入过程还可以通过利用个人导 航设备10和用户所处区域中的多个地理对象来执行，而不需要输入 任何角度测量，对于一些用户来说，角度测量可能是不舒服或者不期 望的任务。在这种情况下，通过使用已经参考在已知位置具有重心Q 的地理对象840描述过的相同过程，但是不包括输入角度α的步骤， 询问用户他/她是否除了第一个地理对象之外还可以识别他/她所处区 域中的多个地理对象。

图18说明了位于个人导航设备10的用户视线内并且在定点设备 1100可以到达的距离的两个地理对象840、840’的例子。作为通过从 重心Q和R的已知位置开始计算当前位置P的未知位置的基础的几 何理论在图19中示出。通过知道重心Q和R的位置及通过定点设备 1100获取到的它们离未知位置P的距离d和e，有两种可能的解， 称为P和P’，这两个解是从其中心在Q和R的两个圆的相交及各自 的半径d和e得到的。在这个时候，个人导航设备10可以执行几种 验证，作为替代或者附加地，以便确立两个结果产生的点中哪一个对 应于个人导航设备10的当前位置。

个人导航设备10可以执行的第一种操作是关连两个位置P和Q 与地图信息及所使用的设备10的类型（车辆、行人、便携式或者用 于脚踏车应用）。例如，如果点P’位于一个建筑物内部而且个人导 航设备10是车辆类型，则有可能位置P’是必须丢弃的位置。

第二种类型的操作是关连关于点P和Q的信息与来自辅助仪 器，诸如高度计，的其它辅助定位数据及关于个人导航设备10所连 接到的无线电移动小区的信息以及由个人导航设备10最近占用的任 何位置。

作为第三种也是最后一种可能性，个人导航设备10可以询问用 户哪个位置是正确位置，这有可能是通过如下方式进行：在显示器 115的屏幕上显示关于点P和Q的可用信息，例如，在地图上显示 它们的位置并且突出围绕这两个点的地理对象的所有参考，以给用户 一些帮助他/她做选择的迹象。这种参考可以包括地名 （toponyms）、街道名和编号、地名、PoI等，及甚至是它们和所涉 及的点之间的距离。

由GSV系统提供和在个人导航设备10的当前朝向中从两个点P 和Q获取的任何可用和可访问的图像都有可能被显示，从而提供参 考图像，基于这些参考图像，用户可以做出正确的决定。

当然，该过程可以扩展成三点的情况：通过知道三个点的位置及 它们离一个处于未知位置的点的距离，有可能通过半径是所述三个距 离而中心是处于已知位置的三个点的三个圆的相交来计算所述未知位 置。在这种情况下，解决方案需要更多参考地理对象被定位和输入， 但是提供了关于未知位置P提供明确结果的优点。这种扩展可以容 易地从已经提供的描述导出，而且因此将不进一步解释。

图20作为例子示意性地示出了根据本发明用于手动输入当前位 置的方法的流程图，该方法的各个步骤已经具体描述过了。在步骤 2000，当使其必要的预定条件出现时，过程开始。在步骤2010，请 求用户规定用于手动输入个人导航设备10的当前位置的优选模式。 在这个选择之后，设备10将以刚选定的模式获取所述位置（步骤 2015）。当获取完成时，在步骤2020，个人导航设备10在显示器 115的屏幕上显示包含对应于刚输入的当前位置的点的地图区域。

然后验证是否存在GSV系统或者其它等效地理数据库服务的任 何可探索图像（步骤2025）。如果存在，则通知用户关于感兴趣区 域的这种图像的可用性而且，如果用户同意，则启动GSV辅助的验 证过程（步骤2030）；如果用户不同意，或者如果GSV系统不可 用，则执行步骤2035，其中个人导航设备10验证通过定点设备1100 输入当前位置的可能性或必要性。这个过程只能在个人导航设备10 配备这种设备而且如果，例如，之前的输入模式给出了用户认为不适 当的结果的时候执行。如果步骤2035的验证结果是肯定的，则个人 导航设备10执行通过定点设备1100手动输入当前位置的过程（步骤 2040）；否则，在否定的情况下，它直接进入下一步2045，其中系 统请求对手动输入的位置的最终确认。如果给出确认，则过程将结 束；否则，它将返回步骤2010。

当然，图20只示出了本发明一种可能的实施例。多种变体和备 选实施例都是可能的。例如，如果它配备定点设备1100，则个人导 航设备10可以在步骤2010就已经在可能的当前位置输入模式中显示 了定点设备输入选项，如果用户已经视觉上定位了在地图127上所示 的那些当中的任何地理对象，则这是适当的。

作为一种备选或者附加地，如果GSV系统可用，则有可能实现 通过逐次逼近工作的迭代输入模式：在每次逼近的第一步，用户以任 何可选择的模式手动地输入当前位置，然后访问并显示通过GSV系 统所获取的针对刚输入的点的可探索图像，如果结果不令人满意的 话，则手动输入过程将在下一个循环中以用户选定的模式重复。然 后，结果产生的新点用作由GSV系统获取的可探索图像的新视点而 且，如果用户对该结果满意的话，则过程将结束；否则，过程将继 续，直到获得满意的结果或者用户取消了该过程。

本发明的手动输入过程可能对出于任何原因不想使用它或者不能 使用它的有些用户来说难以执行。因此，可以设想激活它的可能性缺 省地在出厂时设置成某个预定义的值，例如，其可能依赖于销售市 场、个人导航设备10的类型（平板、智能电话、上网本、车辆导航 器、行人导航器、脚踏车导航器）和依赖于个人导航设备10预期的 用户类别而变化。还可以给予或者不给予用户改变所述出厂设置的可 能性，例如，通过让个人导航设备10总是在开启的时候询问用户是 否想激活或停用手动位置输入（“总是询问”选项），是否他/她想 让它总是处于活动状态，但是以后可以手动停用（“总是开启”选 项），或者是否他/她想停用它，但是以后可以手动激活（“总是关 闭”选项）。

个人导航设备10可以配备到GSV系统的服务器的在线连接，例 如，通过为它提供通过无线电接口180和/或GPRS/UMTS/LTE无线 电移动终端190访问Wi-Fi或WLAN网络的接口。以这种方式，在 任何当前位置计算条件下，不管是通过卫星信号接收模块105还是非 GNSS依赖的工具，个人导航设备10将总是有可能能够获取它所处 并且其移向的区域的GSV系统的可探索图像。在这种情况下，可以 设想用户能在任何时刻在显示当前位置的地图显示与在一个方向中对 应于当前位置的GSV系统的可探索图像的可视化之间切换，该方向 可以例如：

-缺省地，车辆或个人导航设备10的持有人移动的方向，如通 过卫星信号接收模块100或通过惯性导航模块105检测到的；

-可以由用户通过使用显示器115屏幕上显示的虚拟箭头键随意 修改，如已经参考图10描述过的。以这种方式，用户有可能在旅程 中验证他/她所处的点周围的东西是否对应于由个人导航设备10指示 的“应当”在该位置周围的东西。如果存在任何差异，则用户可以立 即了解个人导航设备10是否工作正常。此外，如果实际的当前位置 与个人导航设备10计算出的位置相符并且用作GSV图像的视点，则 用户可以“旋转”他/她的视图，以便看到当他/她在移动的车辆中时 不能或者几乎不能看到的方向，而不用停下来看或者做危险的身体运 动。

在本发明的一种备选实施例中，如果个人导航设备10配备内置 的照相机或者可以通过任何有线或无线连接接口获取静止或移动图 像，则它可以从未知的当前位置获取一个或多个图像。然后，这组图 像发送到GSV系统，GSV系统将扫描其自己的档案并且将通过视觉 仿真算法搜索与接收到的那些具有高度关连的图像。为了减少搜索时 间并增加成功概率，可以请用户提供关于他/她所处的区域的指示 （例如，国家、地区或省、城镇、街道、地点），这些他/她肯定知 道。如果它能访问这种网络的话，则个人导航设备10可以基于对个 人导航设备10所处的无线电移动小区的了解自动地尝试获取这种信 息的至少一部分。如果搜索成功，则GSV系统将向个人导航设备10 发送对应于拍摄图像的视点的更有可能的坐标。

在本发明的描述中，参考了称为Google街景的地理图像存储系 统。这种参考纯粹是示例性的而且没有限定价值，因为，为了本发 明，可以使用可远程访问并包含如下实际图像的任何档案，所述实际 图像是可以由个人导航设备10的用户看到的场景的实际图像并且被 比较以便相对于实际的当前位置来验证计算出的或用户定义的位置。

本发明的个人导航设备10可以通过适于实现其发明性概念的硬 件与软件装置的合适组合以许多多样化的形式实现。因此，所述个人 导航设备10可以实现为PC、平板、上网本、智能电话、导航器 等。当设备10是便携式的并且通过合适的机械耦合装置或通过其它 类型的装置与车辆关联时，它可以用于任何用途，从在车辆（汽车、 摩托车或自行车）上安排旅程到徒步旅行，或者用于这两种应用。

本发明的特征及其优点从以上描述显而易见。

根据本发明的方法的第一个优点是当导航设备在长期闲置之后开 启时它允许完全消除通过卫星信号的固定计算便携式导航设备位置所 需的等待。

根据本发明的方法的第二个优点是它避免为了能够通过卫星信号 计算其位置而把便携式导航设备带入开阔地点的必要性。

根据本发明的方法的另一个优点是它允许便携式导航设备以减小 的漂移误差计算它自己的位置。

根据本发明的方法还有另一个优点是如果用户基于他/她的观察 发现位置不正确时它允许“联机”校正便携式导航设备的位置。

在不背离发明性构思的新颖主旨的情况下，作为例子在此描述的 用于确保个人导航设备服务的持续性的方法及关联设备可以接受许多 可能的变化；而且很清楚，在本发明的实际实现中，所说明的细节可 以具有不同的形状或者用其它技术上等效的元件代替。

因此，可以容易地理解，本发明不限于用于确保个人导航设备服 务的持续性的方法及关联的设备，而是在不背离发明性构思的情况下 可以接受许多修改、改进或者用等效部件和元件替换，如以下权利要 求中清楚地指定的。