一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统及方法，该系统包括：GPS OEM板卡模块；一对控制器模块，用于控制GPS原始定位数据的射频发送与接收；一对433无线射频模块，用于以无线射频的方式发送和接收GPS原始定位数据；Android数据转换模块，用于Android系统终端通过USB数据读写协议实现对接收端控制器模块的UART接口的读写操作。Android数据控制模块，用于在Android系统终端的应用软件完成对所连接设备的配置和读写操作，以发送定位控制指令，并解析接收到的GPS原始数据串。本发明利用一定波段的射频来实现无线方式的GPS定位，通过高精度GPS OEM模块获取高精度的GPS原始定位数据，经过无线射频方式传输，由Android移动终端设备接收并解析，获得高精度定位数据。

说明书

技术领域

       本发明涉及GPS定位领域，尤其涉及一种基于Android移动终端的高精度无线GPS定位系统及方法。

背景技术

在智能手机和平板电脑迅速普及的3G时代，Android是一款开放性好、功能扩展性强的智能操作系统，它强大的功能和系统的开源性能很好地支持基于Android的应用程序开发。随着用户需求的不断提升，技术的不断演进，Android移动终端设备作为方便快捷的移动载体，正在不断融合更多的应用。

GPS定位功能是继拍照、音乐之后有望再度引发新一轮手机更新换代热潮的创新功能，凭借功能实用性强、贴近用户需求等鲜明特色，Android GPS移动终端正在成为市场新宠。一方面，GPS手机产业成熟度正快速提升。另一方面，带GPS功能的各种终端种类逐渐丰富，终端瓶颈问题将得到缓解。随着生产成本的降低、硬件功能的加强，GPS将会有更为广阔的应用领域。将GPS定位技术与先进的移动终端平台相结合，在一定程度上拓展了手机的GPS功能，而且Android平台开放性好、扩展性强的优点也为进一步丰富现有功能提供了空间。

但是民用GPS-Android手机虽然使用非常普遍，但经常会出现信号不好，精度不够高等问题，就目前看来，移动设备的GPS功能主要是应用在个人的定位、导航方面，其GPS应用的发展还是跟不上手机发展的整体步伐。

发明内容

       本发明要解决的一个技术问题是提供一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统及方法，能够实现Android移动终端的无线GPS定位，且具有较高的精度。

本发明的一个方面提供了一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统，该系统包括：GPS OEM板卡模块，用于获取定位点的GPS定位原始数据；控制器模块，用于接收GPS原始定位数据，并将数据发送给433无线射频模块；433无线射频模块，用于以无线射频的方式发送GPS原始定位数据；433无线射频模块，用于以无线射频的方式接收GPS原始定位数据；控制器模块，用于接收射频接收原始GPS定位数据，并将数据发送给Android数据转换模块；Android数据转换模块，用于Android系统终端通过USB数据读写协议实现对GPS数据射频接收控制器模块的UART接口的读写操作。Android数据控制模块，用于在Android系统终端的应用软件完成对所连接设备的配置和读写操作，以发送定位控制指令，并解析接收到的GPS原始数据串，获取需要的数据段实现定位。

本发明的另一个方面提供了一种基于Android移动终端的无线GPS定位实现方法，其特征在于，所述方法包括：将GPS数据射频接收模块和Android数据转换模块集成，作为USB配件连接到搭载Android系统的移动终端上；判断Android应用软件是否适用于已连接的USB配件，先枚举出连接在Android移动终端的配件，再判断USB配件的属性和指定的制造商、模式和版本是否一致，若属性一致则匹配成功，否则匹配失败；检查应用软件是否有连接该配件的权限，若有权限，则为连接设备和Android移动终端建立连接；否则，向用户请求使用USB配件的权限，若用户为其赋予权限，则为所连接设备和Android移动终端建立通信连接，否则，不予连接；获得所连接设备的文件描述符；根据上述文件描述符创建文件输入流和文件输出流；通过文件输出流向所连接USB配件（此处即为虚拟的UART设备）写数据，进行串口参数配置；通过文件输出流向对象所连接设备写数据，发送定位控制指令，以设定定位方式并获取定位数据；通过文件输入流对象读取所连接设备中所接收到的GPS原始数据；在应用软件中对所读取的GPS原始数据进行解析，以获得当前位置的经度、维度、高度等定位信息在地图软件中，使用上述解析后的定位信息完成定位。

       本发明提供了一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统及方法，其数据格式如图3所示，其中GPGGA 是GPS的一种固定数据输出语句，图3示出一帧GPS定位的主要数据，各字段解释如下：

　　<1> UTC时间，格式为hhmmss.sss。

　　<2> 纬度，格式为ddmm.mmmm（前导位数不足则补0）。

　　<3> 纬度半球，N或S（北纬或南纬）。

　　<4> 经度，格式为dddmm.mmmm（前导位数不足则补0）。

　　<5> 经度半球，E或W（东经或西经）。

　　<6> 定位质量指示，0=定位无效，1=定位有效。

　　<7> 使用卫星数量，从00到12（前导位数不足则补0）。

　　<8> 水平精确度，0.5到99.9。

　　<9> 天线离海平面的高度，-9999.9到9999.9米

<10>所在地离地平面的高度（-999.9到9999.9）。

<11> 差分GPS数据期限（RTCM SC-104），最后设立RTCM传送的秒数量。

<12> 差分参考基站标号，从0000到1023（前导位数不足则补0）。

<13> 校验和。

附图说明

       附加的并且形成说明书一部分的附图包括在本发明的特定方面的描写中。本发明以及本发明提供的系统的模块和流程的更清楚的概念，通过参考参考示例以及附图中示出非限制性的实施例将更容易理解。通过参考一个或者多个附图结合本发明的描述可以更好地理解本发明。

图1示出本发明提供的一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统的结构示意图；

图2示出本发明提供的一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统的一个具体实施方式的结构示意图；

图3示出本发明提供的一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统的一个实施方式中GPS原始数据中多个数据串的解析提取的一种方式；

图4示出本发明提供的一种基于Android移动终端的无线GPS定位方法的流程图。

具体实施方式

       下面参照附图用本发明的实例性实施例对本发明进行更全面的描述和说明。

       图1示出本发明提供的一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统的结构示意图。

       如图1所示，一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统100包括：GPS板卡模块102、控制器104、433M无线模块106、设备权限请求108、433M无线模块110、控制器112、接收转换模块114、设备权限检查116、设备属性匹配118、设备文件描述符获取120、输入输出流122、定位控制指令124、数据解析126以及定位处理实现128。

其中GPS板卡模块102，用于接收GPS卫星的定位信号。生成的原始GPS数据串如图3所示；控制器104，用来控制数据的发送和接收。主要包括原始GPS数据串的发送和定位控制指令的接收；433M无线模块106，用来发送射频数据串；设备权限请求108，用来向用户请求使用该USB配件的权限； 433M无线模块110，用于接收以及回发数据；控制器112，用来控制数据的发送和接收。主要包括原始GPS数据串的接收和定位控制指令的发送；接收转换模块114，用于实现Android系统终端通过USB数据读写协议实现对GPS数据射频接收控制器模块的UART接口的读写操作；设备权限检查116，用来检查应用软件是否有连接具有指定属性的配件的权限；设备属性匹配118，用来判断Android应用软件是否适用于已连接的USB配件，先枚举出连接在Android移动终端的配件，再判断USB配件的属性和指定的制造商、模式和版本是否一致，若一致则匹配成功，否则匹配失败；设备文件描述符获取120，用于在通过权限检查和属性匹配之后，通过Android USB管理类UsbManager获得所连接设备的文件描述符；输入输出流122，根据所获取文件描述符创建文件输入流FileInputStream和文件输出流FileOutputStream；定位控制指令124，用于向所连接GPS板卡设备写数据，发送定位控制指令，以设定定位方式（包括单点定位、差分定位）并获取高精度的定位数据；数据解析126，用于Android终端设备对输入流对象读取所连接设备中接收到的GPS原始数据进行解析，获取所需要的字段；定位处理实现128，。在地图软件中，使用上述解析后的定位信息完成定位。

图2示出本发明提供的一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统的一个具体实施方式的结构示意图；

如图2所示一种基于Android移动终端的无线GPS定位方法的的一个具体实施方式的结构包括：

GPS OEM板卡模块200，用于获取定位点的GPS定位原始数据；控制器202，用于接收获取的定位点的GPS定位原始数据，并将数据发送给射频模块发送,同时接收Android终端设备发送的定位控制指令，并将控制指令发送给GPS OEM板卡模块200；433无线射频模块204，以无线射频的方式发送GPS定位原始数据以及接收定位控制指令；433无线射频模块206，用于以无线射频的方式接收原始GPS定位数据以及发送定位控制指令；控制器208，用于接收射频接收模块获取的定位点的原始GPS定位数据，并将数据发送给Android数据转换模块210，同时接收Android终端设备发送的定位控制指令，并将控制指令发送给433无线射频模块204；Android数据转换模块210，用于Android系统终端通过USB数据读写协议实现对GPS数据射频接收控制器模块的UART接口的读写操作。Android终端设备212，用于在Android系统终端的应用软件上完成对所连接设备的配置和读写操作，包括发送定位控制指令和解析接收到的GPS原始数据串，获取需要的数据段实现定位。       

图4示出本发明提供的一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统的实施方法的流程图。

       如图4所示一种基于Android移动终端的无线GPS定位方法的流程300包括：

步骤301，将GPS数据射频接收模块和Android USB转换UART模块集成，作为USB配件连接到搭载Android系统的移动终端上；

步骤302，判断Android应用软件是否适用于已连接的USB配件，先枚举出连接在Android移动终端的配件，再判断USB配件的属性和指定的制造商、模式和版本是否一致，若一致则匹配成功，否则匹配失败；

步骤303，检查应用软件是否有连接具有指定属性的配件的权限；

步骤304，向用户请求使用该USB配件的权限；

步骤305，为该USB配件和Android移动终端建立连接；

步骤306，通过Android USB管理类UsbManager获得所连接设备的文件描述符；

步骤307，根据所获取文件描述符创建文件输入流FileInputStream和文件输出流FileOutputStream；

步骤308，通过文件输入流对象向所连接USB配件写数据，进行串口参数配置；

步骤309，通过文件输入流对象向所连接设备写数据，发送定位控制指令，根据实际使用中所需要的不同定位精度情况设定不同的定位方式（包括单点定位、差分定位等），并获取高精度的定位数据；

步骤310，通过文件输入流对象读取所连接设备中所接收到的GPS原始数据；

步骤311，在应用软件中对所读取的GPS原始数据进行解析，以获得当前位置的经度、维度、高度等定位信息；

步骤312，在地图软件中，使用上述解析后的定位信息完成定位；

       参考前述本发明示例性的描述，本领域技术人员可以知晓本发明具有以下优点：

       本发明提供了一种基于Android移动终端的无线GPS定位系统及方法，该系统和方法可以实现基于Android移动终端的高精度无线GPS定位，不仅大大提高定位的效率，也大大提高了定位精度。

       尽管本发明此处具体化一些特定的例子示出和描述，然而本发明不仅限于所示处的细节，因为在不偏离本发明的精神以及权利要求的范围和等同范围内，可以做出多种改进和结构变化。因此，宽范围的并且如权利要求所阐明的在某种意义上与本发明的范围一致的解释附加和权利要求是适当的。