Способ обновления и использования баз географических данных в пространственно-распределенной гибридной навигационной системе заключается в том, что создают исходную версию пространственно-распределенной главной базы географических данных 100 на всю зону охвата системы 101, в которой географические объекты разделяют на отдельные элементы содержания и объединяют в непересекающиеся региональные базы географических данных 102, перманентно обновляют исходную версию главной базы географических данных 100 путем независимого друг от друга обновления разновременных версий региональных баз географических данных 102, оповещают конечных пользователей об обновлении данных в интересующих их регионах 103, обновляют базы географических данных в навигационных системах конечных пользователей и совместно используют одну или несколько региональных баз географических данных 102 и данные главной базы географических данных 100 по крайней мере в одном прикладном программном приложении, выполняющем навигационные функции в навигационных системах конечных пользователей.

[0001] Способ обновления и использования баз географических данных в системах, выполняющих навигационные функции, заключающийся в том, что создают исходную версию пространственно-распределенной главной базы географических данных на всю зону охвата системы, в которой географические объекты разделяют на отдельные элементы содержания и объединяют в непересекающиеся региональные базы данных; перманентно обновляют исходную версию главной базы географических данных путем независимого друг от друга обновления разновременных версий региональных баз географических данных; оповещают конечных пользователей об обновлении интересующих их региональных баз географических данных; обновляют базы географических данных в навигационных системах конечных пользователей и совместно используют по крайней мере одну региональную базу географических данных и данные главной базы географических данных по крайней мере в одном прикладном программном приложении, выполняющем навигационные функции в навигационных системах конечных пользователей.

[0002] Способ по п.1, в котором каждая региональная база географических данных имеет дополнительный элемент содержания типа граничной точки региона, по крайней мере, включающий в себя идентификатор граничной точки, координаты граничной точки, идентификатор географического объекта, название элемента содержания, порядковый номер точки для площадных объектов, идентификатор смежного региона и категорию точности позиционирования граничной точки, которая определяется точностью измерения положения точки на местности.

[0003] Способ по п.1, в котором перманентное обновление исходной версии главной базы географических данных и разновременных версий региональных баз географических данных заключается в том, что производят одновременное или последовательное временное открепление по крайней мере одного участка географических данных внутри границ текущего региона, вносят требуемые изменения в каждый открепленный участок; распознают и устраняют конфликты данных между разными элементам содержания внутри обновляемого региона и обратно прикрепляют по крайней мере один обновленный участок географических данных к текущей региональной базе географических данных; выполняют сводку географических объектов по общим границам по крайней мере с одним смежным регионом в региональной базе географических данных текущего региона; формируют транзакцию обновления для текущего региона; передают транзакцию обновления текущего региона в главную базу географических данных; обновляют копию региональной базы географических данных в главной базе географических данных путем обработки входящей транзакции обновления из текущего региона; идентифицируют обновленную версию географических данных для текущего региона в главной базе географических данных; определяют регионы, смежные с текущим регионом, в которых требуется обновить позиционирование граничных точек; формируют транзакции обновления координат граничных точек для каждого смежного региона; выполняют транзакции обновления координат граничных точек для копий региональных баз географических данных смежных регионов в главной базе географических данных; идентифицируют обновленные версии для каждого смежного региона; заменяют в главной базе географических данных предыдущие версии региональных баз географических данных для смежных регионов; сохраняют транзакции обновления для каждого обновленного региона; передают в текущий регион идентификаторы новой версии для региональной базы географических данных; передают в каждый смежный регион идентификаторы новых версий для региональных баз географических данных с соответствующей транзакцией обновления координат граничных точек; регистрируют полученные из главной базы данных идентификаторы для новой версии региональной базы географических данных в текущем регионе; обрабатывают полученные из главной базы данных транзакции обновления граничных точек в каждом смежном регионе, присваивают полученные идентификаторы для обновленных версий региональных баз географических данных и сохраняют транзакцию обновления для текущего региона и транзакции обновления координат граничных точек для смежных регионов.

[0004] Способ по п.3, в котором временно открепленные для обновления участки географических данных внутри границ региона содержат дополнительные данные, включающие, по крайней мере, идентификатор временной версии, координаты границ временного участка, элементы содержания с копией записей об объектах и идентификаторы граничных объектов.

[0005] Способ по п.3, в котором выполняют сводку географических объектов обновляемого региона по общим границам по крайней мере с одним смежным регионом с учетом категории точности позиционирования соответствующих граничных точек из обновляемого и смежного региона.

[0006] Способ по п.3, в котором при формировании транзакции обновления для текущего региона устанавливают все удаленные объекты, все частично измененные объекты и все новые объекты, формируют пакеты данных, в которые входят удаленные и частично измененные объекты, и пакеты, в которые входят новые объекты, рассчитывают одну маску данных для обновленного пакета для всех объектов путем побитового сравнения обновленного пакета и исходного, формируют общий пакет транзакции обновления, включающий, по крайней мере, таблицу данных, таблицу сдвигов и заголовок, и компрессируют все данные пакета.

[0007] Способ по п.1, в котором выполняют оповещение конечных пользователей об обновлении интересующих их региональных баз географических данных с помощью текстовых или аудиовизуальных мультимедийных сообщений, передаваемых по каналам беспроводной связи или по каналам Internet.

[0008] Способ по п.1, в котором при обновлении баз географических данных в навигационных системах конечных пользователей выполняют передачу идентификаторов текущей версии региональной базы географических данных, установленной в навигационной системе пользователя, в базу географических данных соответствующего региона; выбирают все промежуточные транзакции обновления, которые зарегистрированы между датой текущей версии пользователя и датой последней версии региональной базы географических данных; копируют все выбранные транзакции; последовательно восстанавливают версию региональной базы географических данных на дату текущей версии и формируют транзакцию обновления относительно последней региональной версии; компилируют транзакцию обновления в требуемый формат навигационной системы пользователя; производят передачу транзакции обновления в навигационную систему конечного пользователя и выполняют транзакцию обновления в навигационной системе конечного пользователя.

[0009] Способ по п.8, в котором идентификаторы текущей версии региональной базы географических данных включают, по крайней мере, дату регистрации версии и формат прикладной навигационной программы.

[0010] Способ по п.1, в котором совместно используют по крайней мере одну региональную базу географических данных в прикладных навигационных программах, установленных в навигационных системах конечных пользователей и на региональном навигационном сервере, обслуживающем по крайней мере один регион.

[0011] Способ по п.1, в котором используют данные главной базы географических данных в прикладных навигационных программах, установленных на центральном навигационном сервере, обслуживающем все регионы зоны охвата системы.

[0012] Пространственно-распределенная гибридная навигационная система, содержащая центральную подсистему, связанную по крайней мере с двумя региональными подсистемами, которые связаны между собой и каждая из которых связана по крайней мере с одной гибридной подсистемой конечного пользователя.

[0013] Система по п.12, в которой центральная подсистема включает в себя модуль обновления и хранения главной базы географических данных, содержащий главную базу географических данных и связанный с ней блок обработки транзакций; модуль компиляции и контроля версий базы географических данных, содержащий архив транзакций зоны обслуживания, связанный с блоком восстановления версий базы географических данных и блок компиляции; модуль прикладных навигационных программ; модуль управления, содержащий блок взаимодействия с региональными подсистемами, блок взаимодействия с off-board системами и блок управления межрегиональным обменом on-board картами; и модуль коммуникаций, связанный по крайней мере с одной региональной подсистемой, при этом главная база географических данных связана с блоком компиляции и блоком восстановления версий, блок обработки транзакций связан с архивом транзакций зоны обслуживания и с блоком взаимодействия с региональными подсистемами, который связан с модулем коммуникаций, связанным с блоком управления межрегиональным обменом on-board картами, модуль прикладных навигационных программ связан с блоком компиляции и блоком взаимодействия с off-board системами, который связан с модулем коммуникаций.

[0014] Система по п.12, в которой региональная подсистема включает в себя модуль обновления и хранения региональной базы географических данных, содержащий региональную базу географических данных, связанную с блоком формирования и обработки транзакций и по крайней мере с одним блоком редактирования географических данных; модуль компиляции и контроля версий базы географических данных, содержащий архив транзакций региона, связанный с блоком восстановления версий и формирования пользовательских транзакций, который связан с блоком компиляции и региональной базой географических данных; модуль прикладных навигационных программ; модуль управления, содержащий блок взаимодействия с центральной подсистемой, блок управления межрегиональным обменом on-board картами, связанный с блоком управления и взаимодействия с пользователями; и модуль коммуникаций, при этом региональная база географических данных связана с блоком компиляции, блок формирования и обработки транзакций связан с архивом транзакций региона, блоком взаимодействия с центральной подсистемой и блоком управления и взаимодействия с пользователями, модуль прикладных навигационных программ связан с блоком компиляции и с блоком управления и взаимодействия с пользователями, который связан с блоком компиляции и блоком восстановления версий и формирования пользовательских транзакций, а модуль коммуникаций связан с блоком взаимодействия с центральной подсистемой, блоком управления межрегиональным обменом on-board картами, блоком управления и взаимодействия с пользователями, по крайней мере с одной подсистемой пользователя, по крайней мере с одной региональной подсистемой и с центральной подсистемой.

[0015] Система по п.12, в которой подсистема пользователя включает в себя модуль прикладных навигационных программ, содержащий блок on-board прикладной навигационной программы и блок off-board прикладной навигационной программы, которые связаны с модулем переключения режима маршрутизации; модуль хранения пользовательской базы географических данных, связанный с блоком on-board прикладной навигационной программы и модулем обработки транзакций обновлений; модуль позиционирования и сопровождения по маршруту, связанный блоком on-board прикладной навигационной программы, блоком off-board прикладной навигационной программы и модулем мультимедийного взаимодействия с пользователем, который связан с модулем переключения режима маршрутизации и модулем управления и коммуникаций, который связан с модулем обработки транзакций обновлений, с блоком off-board прикладной навигационной программы и с региональной подсистемой.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам и способам создания и обновления географических баз данных, используемых в различных вычислительных средствах, которые выполняют навигационные функции и предоставляют наземные (автомобильные и пешеходные) навигационные услуги.

Сведения о предшествующем уровне техники

В настоящее время известны три основных вида систем наземной навигации, которые имеют принятые в отрасли англоязычные названия: системы on-board навигации, системы off-board навигации и гибридные навигационные системы, интегрирующие в себе функции как on-board, так и off-board систем ( http://poi.su/index.php?xid=artl52l5lj5dhdhdhh3l5j23l5jl ).

В системах on-board навигации программные приложения и карты хранятся непосредственно на устройстве пользователя, что требует больших объемов памяти и высокой производительности процессора. К примеру, объем карт для навигации по странам Европы может занимать до 5 Гбайт, и с растущей детализацией карт и точек интересов объемы картографической информации только увеличиваются. Существует большое количество коммерческих устройств on-board навигации (см., например, http://mnovosti.ru/devices/art/3735.html ), которые с помощью GPS приемника позволяют пользователю определить текущее местоположение, в меню системы ввести конечную точку маршрута (адрес или интересующий объект - POI - Point-Of-Interest), рассчитать маршрут движения и осуществлять визуальные и голосовые указания во время движения по вычисленному маршруту. Обновления навигационных карт осуществляются путем покупки нового релиза. Качество услуги в данном случае зависит от возможностей программного обеспечения, пользовательского интерфейса, а также точности и полноты содержания навигационной карты.

Off-board навигация принципиально отличается от on-board. Вся необходимая картографическая информация находится на едином геосервере оператора. Пользователю нет необходимости загружать большие объемы информации непосредственно на устройство, вся требуемая информация (вычисленный маршрут с учетом пробок и кодами голосовых указаний, карта местности в границах вычисленного транспортного коридора, POI и т.п.) пересылается с сервера на устройство по средствам высокоскоростной передачи данных (GPRS, EDGE, CDMA, 3G) по запросу пользователя с его мобильного терминала, в качестве которого могут использоваться мобильные телефоны с предустановленным программным обеспечением, осуществляющим интерактивную связь с геосервером и визуальные и голосовые указания во время движения по полученному с сервера маршруту (см. http://www.mforum.ru/phones/tests/067218.htm ). Это кардинально решает проблему обновления карт, так как база географических данных доступна к редактированию в автономном режиме оператору навигационных услуг, который, посредством собственного картографической службы, может оперативно вносить изменения, обновлять базы географических данных и предоставлять исключительно актуальную информацию, не нарушая функционирования технологического процесса маршрутизации в целом. Пользователю off-board услуг, в отличие от on-board, нет необходимости самостоятельно следить за выходом обновленных версий навигационных карт (релизов) и периодически заниматься их загрузкой в мобильный терминал. Пользователю не надо приобретать дополнительное, достаточно дорогое навигационное устройство. Однако пользователь off-board системы несет дополнительные затраты на GPRS трафик.

Гибридные навигационные системы, объединяющие в едином устройстве on-board и off-board режимы работы, обладают всеми преимуществами обеих систем и устраняют отдельные недостатки каждой их них. Пользователь выбирает для себя наиболее удобный для данной ситуации режим работы: «on-board » - для комфортной навигации и локальных вычислений или «off-board » - для получения информации о пробках и ее учета при движении в реальном времени или для поездок по территории, для которых нет карт в мобильном терминале (см. http://www.lbsinsight.com/?id=1082 ).

Важным элементом любой навигационной системы является навигационная карта. Навигационная карта представляет собой набор географических данных, структура и содержание которых позволяют получать оптимальные по различным критериям маршруты перемещения транспортных средств. Основными характеристиками навигационной карты являются:

содержание - объем, качество и разновидность навигационно-существенных данных;

структура - модель данных и

организация хранения - форматы хранения данных.

Данные, содержащиеся в навигационной карте, можно разделить на следующие виды:

данные о дорожной сети (граф дорожной сети);

данные об условиях движения (приоритеты, ограничения, запреты движения, маневры на пересечениях);

данные об ориентирах или справочные (POI, адресная информация);

дополнительные данные (гидрография, рельеф, административные границы и т.п.),

Основой и основной отличительной чертой навигационной карты является наличие в ней данных о дорожной сети, представленных в виде графа с обязательным наличием базовых элементов (узлов и соединений). Соединения - это линейные объекты дорожной сети, узлы - точки пересечения линейных объектов дорожной сети. Без наличия логически-согласованного и топологически-связанного графа дорожной сети невозможна автоматизация решения задач маршрутизации.

Остальные виды данных связываются с графом дорожной сети на основе объектно-реляционной модели. Данные об условиях движения используются при расчете маршрута и обеспечивают маршрутизацию согласно правилам дорожного движения. Данные об ориентирах также используются при расчете маршрута и обеспечивают поиск дорожных элементов, связанных с тем или иным адресом или POI. Дополнительные данные не используются при расчете маршрутов и применяются для отображения с целью повышения осведомленности и ориентирования. Исключение составляют данные об административных районах, когда необходимо получить маршрут движения между различными городами или областями.

Каждая компания, предоставляющая услуги навигации для транспортных средств, без исключения использует представленную выше концепцию организации хранения географических данных. Отличие применяемых в системах карт состоит в модели данных (структуре хранения графа дорожной сети и другой навигационно-существенной информации) и формате хранения (шейп-файлы, Oracle, MS SQL Server, My SQL и т.п.). Общепринятым отраслевым стандартом цифрового представления географических данных для навигационных систем является обменный формат GDF ISO-14825-2004 ( http://www.elbib.ru/index.phtml?env page=methodologv/metadata/md review/md descrip geo.html), определяющий структуру и содержание навигационной базы географических данных дорожной сети. Использование универсального обменного формата типа GDF (не ограничиваясь только им) позволяет поставщику навигационных карт осуществлять преобразование географических навигационных данных в любой прикладной формат, используемый в той или иной системе on-board или off-board навигации.

Навигационная карта в формате конкретного прикладного навигационного приложения, как производная от базы географических данных в формате типа GDF, требует постоянного обновления, вызванного изменениями, происходящими на местности: изменения дорожного движения, строительство и реконструкция дорог и транспортных развязок, развитие придорожной инфраструктуры и т.п. Процесс обновления навигационной карты включает следующие основные операции: 1) ввод новых объектов, 2) удаление «старых » объектов и 3) изменение или редактирование существующих в базе географических данных объектов. Основным технологическим приемом частичного обновления баз географических данных являются разнообразные способы инкрементных транзакций. Под инкрементной моделью (транзакцией) обновления понимается описание изменений относительно предыдущего релиза (версии) базы географических данных и соответствующих карт в том или ином формате прикладного навигационного приложения. После формирования и выполнения операции инкрементной транзакции для базы географических данных получают новый релиз (версию) базы географических данных, после чего выполняют ряд инкрементных транзакций для получения навигационных карт в соответствующих форматах прикладных навигационных приложений.

В патенте США 5893113 А (G06F 17/40) приведено описание компонентной структуры транзакции обновления, с помощью которой осуществляется способ инкрементного обновления географической базы данных. Способ и устройство включают организацию обновлений наборов баз географических данных в серию транзакций. Каждая транзакция содержит идентификатор транзакции, который уникально описывает транзакцию, управляющие данные, которые включают поле «Зависимость », и n шагов, которые необходимо выполнить с набором баз географических данных для завершения транзакции. Каждый шаг транзакции описывает операцию изменения для одного объекта базы данных. Все шаги транзакции должны быть успешно выполнены для завершения транзакции, иначе транзакция не осуществится полностью. При этом некоторые транзакции могут быть выполнены только после выполнения других транзакций, которые указаны в поле «Зависимость », что в общем случае не дает возможности независимого редактирования различных элементов содержания базы географических данных. Недостатками данного способа являются последовательный пообъектный и зависимый по очередности характер выполнения отдельных транзакций в серии транзакций, а также значительный размер данных в самой транзакции, что делает затруднительным использование данного способа на этапе преобразования данных в форматы прикладных навигационных приложений, особенно для on-board систем.

В патенте США 7082443 B1 (G06F 17/30) описаны система и способ обновления баз географических данных с помощью инкрементных транзакций, в котором формируют оригинальную версию базы географических данных, в которой данные организуют в отдельные участки - парцеллы (parcels). Обновленную версию базы географических данных (БГД) организуют в отдельные участки таким образом, что каждый участок обновленной версии базы географических данных представляет те же объекты, которые были представлены в соответствующем участке оригинальной версии БГД. Осуществляют инкрементную транзакцию обновления, которая показывает различия между участками обновленной базы данных относительно участков оригинальной версии. Инкрементная транзакция обновления передается на устройства, осуществляющие навигационные функции, где они используются, для формирования обновленных участков, которые используются в местах, соответствующих участкам оригинальной версии. В данном способе отсутствует возможность хранения транзакций обновления и истории выполнения транзакций. В связи с этим данный способ нельзя использовать, в случае если пользователь по тем или иным причинам «пропустит » выполнение одной или нескольких последовательных транзакций обновления. В этом случае пользователю придется покупать и переустанавливать последнюю версию БГД целиком.

В патенте США 7403851 (22.06.2008, G06F 19/00), который был выбран в качестве прототипа, описан способ использования навигационной системы, в которой осуществляется выдача сообщения о том, что on-board система использует обновленные и не обновленные части БГД. Способ заключается в том, что прикладное навигационное программное приложение использует как обновленную часть БГД, так и не обновленную. Обновленная часть БГД имеет соответствующую дату или версию, отличающиеся от даты или версии не обновленной части БГД. Способ включает формирование отчета о возможном факте несовместимости используемых версий баз географических данных, а также определение вида несовместимости для обновленного и не обновленного участков БГД. Данный способ предусматривает периодический (например, один раз в квартал, полугодие, год и т.п.) выпуск новой версии (релиза) БГД одновременно для всех регионов зоны охвата системы. В способе нет возможности производить перманентное и разновременное обновление БГД отдельных регионов, входящих в зону охвата системы. Поэтому, если произошли какие-либо изменения в условиях дорожного движения в отдельном регионе, система не будет учитывать эти изменения и будет выдавать неоптимальные или даже неверные результаты, по крайней мере, до выхода нового релиза БГД для всех регионов. Оповещение о наличии несовместимости версий для различных участков БГД выполняется в пассивном режиме, только после того как программа расчета маршрута не сможет корректно проложить маршрут из-за несовместимости географических данных на границе смежных участков. Как показывает практика эксплуатации навигационных программ, в случае большой плотности дорожной сети программа может проложить и неоптимальный маршрут по близлежащим дорогам, игнорируя несовместимость данных в месте произошедших изменений. В этом случае пользователь не будет оповещен о несовместимости данных БГД и будет перемещаться по неоптимальным маршрутам, что снизит эффективность использования навигационной системы.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение позволяет осуществлять перманентное и независимое обновление разновременных версий БГД отдельных регионов зоны охвата навигационной системы, активно оповещать пользователей об обновлении версий БГД интересующих их регионов, интерактивно обновлять региональные версии БГД, установленные на мобильных терминалах пользователей и/или прокладывать маршруты по территориям, на которые отсутствуют географические данные в мобильных терминалах пользователей, что приведет к повышению эффективности использования навигационных систем.

Это достигается за счет того, что в способе обновления и использования баз географических данных в системах, выполняющих навигационные функции, создают исходную версию пространственно-распределенной главной базы географических данных на всю зону охвата системы, в которой географические объекты разделяют на отдельные элементы содержания и объединяют в непересекающиеся региональные базы географических данных, перманентно обновляют исходную версию главной базы географических данных путем независимого друг от друга обновления разновременных версий региональных баз географических данных, оповещают конечных пользователей об обновлении интересующих их региональных баз географических данных, обновляют базы географических данных в навигационных системах конечных пользователей и совместно используют по крайней мере одну региональную базу географических данных и данные главной базы географических данных по крайней мере в одном прикладном программном приложении, выполняющем навигационные функции в навигационных системах конечных пользователей.

Для перманентного и независимого обновления региональных БГД каждая региональная база географических данных имеет дополнительный элемент содержания типа граничной точки региона, по крайней мере, включающий идентификатор граничной точки, координаты граничной точки, идентификатор географического объекта, название элемента содержания, порядковый номер точки для площадных объектов, идентификатор смежного региона и категорию точности позиционирования граничной точки, которая определяется точностью измерения положения точки на местности.

При обновлении исходной версии главной базы географических данных и разновременных версий региональных баз географических данных производят одновременное или последовательное временное открепление по крайней мере одного участка географических данных внутри границ текущего региона; вносят требуемые изменения в каждый открепленный участок; распознают и устраняют конфликты данных между разными элементам содержания внутри обновляемого региона и обратно прикрепляют по крайней мере один обновленный участок географических данных к текущей региональной базе географических данных; выполняют сводку географических объектов по общим границам по крайней мере с одним смежным регионом в региональной базе географических данных текущего региона; формируют транзакцию обновления для текущего региона; передают транзакцию обновления текущего региона в главную базу географических данных; обновляют копию региональной базы географических данных в главной базе географических данных путем обработки входящей транзакции обновления из текущего региона; идентифицируют обновленную версию географических данных для текущего региона в главной базе географических данных; определяют регионы, смежные с текущим регионом, в которых требуется обновить позиционирование граничных точек; формируют транзакции обновления координат граничных точек для каждого смежного региона; выполняют транзакции обновления координат граничных точек для копий региональных баз географических данных смежных регионов в главной базе географических данных; идентифицируют обновленные версии для каждого смежного региона; заменяют в главной базе географических данных предыдущие версии региональных баз географических данных для смежных регионов; сохраняют транзакции обновления для каждого обновленного региона; передают в текущий регион идентификаторы новой версии для региональной базы географических данных; передают в каждый смежный регион идентификаторы новых версий для региональных баз географических данных с соответствующей транзакцией обновления координат граничных точек; регистрируют полученные из главной базы данных идентификаторы для новой версии региональной базы географических данных в текущем регионе; обрабатывают полученные из главной базы данных транзакции обновления граничных точек в каждом смежном регионе; присваивают полученные идентификаторы для обновленных версий региональных баз географических данных и сохраняют транзакцию обновления для текущего региона и транзакции обновления координат граничных точек для смежных регионов.

После этого выполняют оповещение конечных пользователей об обновлении интересующих их региональных баз географических данных с помощью текстовых (SMS, е-mail) или аудиовизуальных мультимедийных сообщений (MMS), передаваемых по каналам беспроводной связи (GPRS, EDGE, 3D) или по каналам Internet.

По запросу пользователей выполняют обновление баз географических данных в навигационных системах конечных пользователей. При обновлении баз географических данных в навигационных системах конечных пользователей выполняют передачу идентификаторов текущей версии региональной базы географических данных, установленной в навигационной системе пользователя, в базу географических данных соответствующего региона; выбирают все промежуточные транзакции обновления, которые зарегистрированы между датой текущей версии пользователя и датой последней версии региональной базы географических данных; копируют все выбранные транзакции; последовательно восстанавливают версию региональной базы географических данных на дату текущей версии и формируют транзакцию обновления относительно последней региональной версии; компилируют транзакцию обновления в требуемый формат навигационной системы пользователя; производят передачу транзакции обновления в навигационную систему конечного пользователя и выполняют транзакцию обновления в навигационной системе конечного пользователя.

Обновив географические данные на мобильных on-board устройствах, пользователи совместно используют одну или несколько региональных баз географических данных в прикладных навигационных программах, установленных в навигационных on-board системах и/или на региональном навигационном off-board сервере, обслуживающем один или несколько регионов, или используют данные главной базы географических данных в прикладных навигационных программах, установленных на центральном навигационном off-board сервере, обслуживающем все регионы зоны охвата системы.

Для реализации способа используют гибридную навигационную систему включающую центральную подсистему, связанную по крайней мере с одной региональной подсистемой, которая связана по крайней мере с одной подсистемой конечного пользователя.

Центральная подсистема включает в себя модуль обновления и хранения главной базы географических данных, содержащий главную базу географических данных и связанный с ней блок обработки транзакций; модуль компиляции и контроля версий базы географических данных, содержащий архив транзакций зоны обслуживания, связанный с блоком восстановления версий базы географических данных и блок компиляции; модуль прикладных навигационных программ; модуль управления, содержащий блок взаимодействия с региональными подсистемами: блок взаимодействия с off-board системами и блок управления межрегиональным обменом on-board картами: и модуль коммуникаций, связанный по крайней мере с одной региональной подсистемой, при этом главная база географических данных связана с блоком компиляции и блоком восстановления версий, блок обработки транзакций связан с архивом транзакций зоны обслуживания и с блоком взаимодействия с региональными подсистемами, который связан с модулем коммуникаций, связанным с блоком управления межрегиональным обменом on-board картами, модуль прикладных навигационных программ связан с блоком компиляции и блоком взаимодействия с off-board системами, который связан с модулем коммуникаций.

Региональная подсистема включает в себя модуль обновления и хранения региональной базы географических данных, содержащий региональную базу географических данных, связанную с блоком формирования и обработки транзакций и по крайней мере с одним блоком редактирования географических данных; модуль компиляции и контроля версий базы географических данных, содержащий архив транзакций региона, связанный с блоком восстановления версий и формирования пользовательских транзакций, который связан с блоком компиляции и региональной базой географических данных; модуль прикладных навигационных программ, модуль управления, содержащий блок взаимодействия с центральной подсистемой, блок управления межрегиональным обменом on-board картами, связанный с блоком управления и взаимодействия с пользователями и модуль коммуникаций, при этом региональная база географических данных связана с блоком компиляции, блок формирования и обработки транзакций связан с архивом транзакций региона, блоком взаимодействия с центральной подсистемой и блоком управления и взаимодействия с пользователями, модуль прикладных навигационных программ связан с блоком компиляции и с блоком управления и взаимодействия с пользователями, который связан с блоком компиляции и блоком восстановления версий и формирования пользовательских транзакций, а модуль коммуникаций связан с блоком взаимодействия с центральной подсистемой, блоком управления межрегиональным обменом on-board картами, блоком управления и взаимодействия с пользователями по крайней мере с одной подсистемой пользователя, по крайней мере с одной региональной подсистемой и с центральной подсистемой.

Подсистема пользователя включает в себя модуль прикладных навигационных программ, содержащий блок on-board прикладной навигационной программы и блок off-board прикладной навигационной программы, которые связаны с модулем переключения режима маршрутизации, модуль хранения пользовательской базы географических данных, связанный с блоком on-board прикладной навигационной программы и модулем обработки транзакций обновлений, модуль позиционирования и сопровождения по маршруту, связанный блоком on-board прикладной навигационной программы, блоком off-board прикладной навигационной программы и модулем мультимедийного взаимодействия с пользователем, который связан с модулем переключения режима маршрутизации и модулем управления и коммуникаций, который связан с модулем обработки транзакций обновлений, с блоком off-board прикладной навигационной программы и с региональной подсистемой.

Перечень чертежей

На фиг. 1 представлены область охвата главной БГД системы и зоны ответственности региональных БГД.

На фиг. 2 представлена структурная схема формирования БГД в области зоны охвата системы.

На фиг. 3 показан предпочтительный вариант организации главной БГД.

Фиг. 4 иллюстрирует принцип формирования версии временной БГД при обновлении географических данных внутри региона.

На фиг. 5 представлен вариант определения области данных, в которой возможны конфликты данных при многопользовательском режиме редактирования.

Фиг. 6 иллюстрирует пример многопользовательского редактирования различных элементов содержания при обновлении региональной БГД.

На фиг. 7 представлена структурная схема пакета транзакции обновления.

На фиг. 8 представлена схема обновления главной БГД.

Фиг. 9 иллюстрирует возможные варианты связей между объектами одного элемента содержания, расположенных в смежных регионах.

На фиг. 10 представлен пример элемента содержания «Граничные точки ».

На фиг. 11 представлена схема перехода между состояниями локальной БГД.

На фиг. 12 представлена структурная схема пакета транзакции обновления для пользовательских БГД.

На фиг. 13 представлена принципиальная блок-схема пространственно-распределенной гибридной навигационной системы.

На фиг. 14 представлена блок-схема центральной подсистемы.

На фиг. 15 представлена блок-схема региональной подсистемы.

На фиг. 16 представлена блок-схема пользовательской подсистемы.

Подробное описание изобретения

I. Формирование главной БГД из региональных БГД.

На фиг. 1 представлена область охвата 101 главной базы географических данных (БГД) 100. Главная БГД содержит данные, которые представляют географические объекты в области охвата. Область охвата может соответствовать всей стране типа Российская Федерация. В качестве альтернативы область охвата может соответствовать нескольким странам типа Российская Федерация, Казахстан, Республика Беларусь или Китай и Индия и т.д.

Зона охвата 101 главной БГД 100 делится на отдельные регионы 103, которые обслуживают региональные БГД 102. Совокупность главной БГД и региональных БГД образует распределенную систему формирования БГД в области охвата (фиг. 2). Главная БГД хранится на центральном сервере системы 200. Центральный сервер 200 осуществляет управление региональными серверами 201, на которых хранятся региональные БГД, через Internet. Каждый региональный сервер 201 имеет многопользовательскую сеть редактирования географических данных 206, которая обеспечивает формирование и поддержание актуальности региональной БГД на соответствующий регион (1-, 2-, ..., n-й). Источниками данных для обновления региональной БГД являются различные местные базы географических данных 205 (региональные, муниципальные и т.п.) и полевые мобильные группы сбора и верификации географических данных 204. Источниками данных для обновления главной БГД 200 являются данные от региональных БГД 201.

Схема формирования БГД обеспечивает оперативный сбор и обновление данных об объектах местности, принадлежащих области охвата системы 101. Обновление осуществляется на основе синхронизации разновременных данных региональных БГД 201 и главной БГД 200. Каждая региональная БГД 201 имеет многопользовательскую сеть редактирования 206, которая обеспечивает обновление географических данных на соответствующий регион.

Многопользовательская сеть редактирования географических данных 206 позволяет нескольким редакторам одновременно редактировать одни и те же пространственно связанные объекты. Каждый редактор работает со своей версией БГД на рабочем месте 203, независимо от других редакторов. Управление и хранение версий осуществляет каталог версий региона 202. В итоге, после внесения всех исправлений проводится согласование с правками других редакторов, выявление возможных конфликтов и их устранение.

При многопользовательском режиме редактирования фрагмент базы данных на определенный участок временно открепляют от общей региональной БГД, переносят его на компьютер редактора 203 и обновляют географические данные внутри участка в сеансе автономного редактирования, который может занять время от нескольких минут до нескольких недель. Либо редактор может открепить часть большой базы географических данных на портативный компьютер 204, взять его с собой и провести проверку и исправление данных прямо в полевых условиях. Затем все корректировки помещаются обратно в региональную базу географических данных 201. Осуществляется это путем применения транзакций открепления и прикрепления. При этом несколько пользователей занимаются созданием и обработкой совместно используемой БГД и обмениваются только новыми или обновленными данными через локальную вычислительную сеть на основе определенной схемы. Каталог версий региона 202 фиксирует категории данных на зону ответственности редактора, которые подлежат обновлению, и отслеживает конфликтные ситуации между редакторами.

II. Организация географических данных в БГД.

Организация географических данных в главной БГД 200 осуществляется пространственно, по элементам содержания и по пакетам. При этом для хранения данных используются стандартные объектно-реляционные системы управления базами пространственных данных (например, MS SQL Server, Oracle и IBM DB2).

a. Пространственная организация географических данных.

На фиг. 3 главная БГД 300 объединяет в себе географические данные от региональных БГД 302 (1, ..., n). Региональная БГД 302 содержит данные, которые представляют географические объекты в определенном регионе 305, входящем в область охвата системы 301. Регион определяется в зависимости от степени пространственной детализации главной БГД 300. Например, это может быть деление на федеральные округа, или на области, или республики. Возможно и более детальное деление, но предпочтительным является деление на области типа Московская область, республика Татарстан и т.п.

Территориальные зоны ответственности 305 региональных БГД 302 не могут пересекаться и включать друг друга. Объекты, входящие в зону ответственности 305 региональной БГД 302, могут фиксироваться только в одной БГД. Например, региональная БГД Московской области не может включать объекты, которые входят в границы покрытия региональной БГД Тверской области. В ситуации, когда один регион пространственно находится в границах другого (например, Москва и Московская обл.) также соблюдается указанное выше правило.

В главной БГД 300 на каждый регион организуется региональный раздел 302, в виде копии региональной БГД 302 соответствующего региона 305. Границы региона фиксируются изначально на момент создания распределенной системы сбора данных и прописываются в модели хранения данных главной БГД 300.

Организация копии региональной БГД 302 в главной БГД 300 осуществляется логически. Каждый объект главной БГД 300 имеет двойной ключ. Первый ключ однозначно идентифицирует принадлежность объекта к региону 305 (региональной БГД 302). Второй ключ идентифицирует уникальность объекта внутри региона (региональной БГД). Также в главной БГД 300 фиксируют элементы, которые устанавливают логические связи между объектами, разделенными границами региона.

b. Организация географических данных по элементам содержания.

Главная БГД 300 предпочтительно включает в себя следующие обобщенные категории данных, каждая из которых разделяется на элементы содержания 303:

транспортные сети, представленные в виде структуры графа, на каждый элемент которого определен перечень атрибутивных данных (включая автодорожные, железнодорожные и водные);

условия движения транспортных средств, включающие маневры на пересечениях, направления, ограничения, запреты движения и т.п.;

ориентиры, включающие точки интереса, информационные дорожные знаки, наименования и т.п.;

дополнительная информация для ориентирования и организации движения, включая сведения о гидрографии, административных единицах, землеустройстве и т.п.;

справочная информация, включающая любую социальную, политическую, демографическую, культурную и т.п. информацию об объектах местности, не включенную в вышеперечисленные категории (например, расписания, перечень услуг, время действия услуги и наличие услуги).

с. Пакетная организация географических данных.

Каждый элемент содержания 303, принадлежащий конкретному региону разбивается на пакеты 304, в которых фиксировано количество записей об объектах элемента содержания. Все записи упорядочены по ключу. Количество записей в пакете может быть произвольным, однако предпочтительно (в программных целях) применять число, кодируемое 1 байтом (0-255) или 2 байтам (0-65535). Количество записей в пакетах, принадлежащих одному элементу содержания обязательно одинаково. Если последний пакет неполный, то остаток заполняется нулями.

Положение каждой записи об объекте элемента содержания внутри пакета фиксируется. Размер записи неизменен и равен сумме размеров типов данных входящих в запись атрибутов. Соответственно размер всего пакета также неизменен. Зная размер пакета и размер записи, можно однозначно идентифицировать запись в пакете путем назначения сдвига от начала пакета.

Элементы содержания 303 каждого региона 305 организуются в пакеты 304 и связываются между собой на основе объектно-реляционной модели. Последовательность пакетов элемента содержания фиксирована, т.е. положение пакета относительно других пакетов элемента содержания неизменно.

III. Обновление региональной БГД.

а. Определение границ участков обновлений географических данных для временного открепления.

При обновлении региональной БГД вначале задают границы участка обновления внутри границ региона. Возможны несколько предпочтительных вариантов задания границ участков обновлений (зон ответственности редакторов при многопользовательском режиме работы).

Одним предпочтительным вариантом задания границ участка обновления является вариант задания границ на основе административного деления региона, фиг. 4. Границы участка определяются путем анализа территориальной принадлежности изменений, предполагаемых для ввода, административному району. Например, предполагается ввод данных на новую дорогу. Территориально дорога принадлежит определенной административной единице 402 (район, город, микрорайон и т.п.), входящей в состав региона 403, или нескольким административным единицам. В этом случае границами участка местности, который подлежит обновлению, будут являться обобщенные границы административных единиц, которым принадлежит дорога. Аналогичным способом определяют границы и для любых других объектов, подлежащих вводу или изменению. Данный предпочтительный вариант предполагает наличие метрических данных границ административных единиц в региональной БГД 400.

Другим предпочтительным вариантом задания границ участка обновления является вариант задания границ на основе номенклатурной разграфки листов топографических или других видов карт. Границы определяются путем анализа территориальной принадлежности изменений, предполагаемых для ввода, номенклатурному листу (ячейке или парцеллу заданной формы и размера) 404. Например, предполагается ввод данных на новую дорогу. Территориально дорога принадлежит определенному номенклатурному листу, например, топографической карты или группе номенклатурных листов. В этом случае границами участка местности, который подлежит обновлению, будут являться обобщенные границы номенклатурных листов, которым принадлежит дорога. Аналогичным способом определяются границы и для любых других объектов, подлежащих вводу или изменению. Данный предпочтительный вариант предполагает необязательным наличие метрических данных о границах номенклатурных листов в региональной БГД 400. Номенклатурную разграфку можно получить программным способом.

Другим предпочтительным вариантом задания границ участка обновления является вариант задания границ произвольной формы. Границы определяются путем анализа территориальной принадлежности изменений, предполагаемых для ввода, редакционным потребностям оператора. Например, предполагается ввод данных на новую дорогу. Оператор в произвольном виде может нарисовать границу таким образом, чтобы дорога принадлежала полученному участку. В этом случае границами участка местности, который подлежит обновлению, будут являться границы, нарисованные редактором. Аналогичным способом определяются границы и для любых других объектов, подлежащих вводу или изменению.

Другим предпочтительным вариантом задания границ участка обновления является вариант автоматического задания границ по определенным критериям. Границы определяются путем анализа территориальной принадлежности изменений, предполагаемых для ввода, требованиям к определенным редакционным критериям. Например, предполагается ввод данных на новую дорогу. Оператор определяет критерии, по которым будет определяться граница участка (по принадлежности пересеченных новой дорогой объектов, по ширине полосы охвата новой дороги и т.п.). Границы определяются программным способом с учетом заданных редактором критериев. В этом случае границами участка местности, который подлежит обновлению, будут являться границы, полученные программой. Аналогичным способом определяются границы и для любых других объектов, подлежащих вводу или изменению.

b. Формирование временной БГД на обновляемый участок.

После задания границ участка обновления формируют временную БГД 401 путем открепления географических данных из региональной БГД 400. Соответствующие данные из региональной БГД 400 открепляются на рабочее место редактора 203, при этом в каталоге версий региона 202 фиксируются следующие сведения:

идентификатор версии, являющийся уникальным ключом, который идентифицирует версию временной БГД 401 среди множества версий на момент редакционных работ;

границы участка 402, определяющие пространственную локализацию временной БГД 401;

элементы содержания с копией записей об объектах, включающих перечень элементов содержания, подлежащих обновлению со списком объектов, входящих и пересекающих границы участка местности, подлежащего обновлению. Также фиксируются записи об объектах элементов содержания, которые связываются с элементами содержания, подлежащих обновлению, логически согласно модели данных;

идентификаторы граничных объектов (пересекающие границы участка местности), фиксирующиеся с целью решения конфликтных ситуаций при осуществлении транзакции прикрепления.

Элементы содержания, подлежащие обновлению, определяются редактором в зависимости от поставленных задач по обновлению и модели данных региональной БГД 400. Например, при обновлении геометрии дорожной сети берутся следующие элементы содержания: «элементы дорожной сети » и все связанные (подчиненные) с данной категорией элементы таблицы согласно модели данных. Модель временной БГД 401 соответствует модели региональной БГД 400.

c. Ввод изменений во временную БГД.

При редактировании временной БГД 401 редактор выполняет три основные операции:

добавление объектов (записей об объектах);

удаление объектов (записей об объектах);

редактирование объектов (изменение геометрии и/или значений атрибутов записей об объектах).

После редактирования временной БГД 401 в каталоге версий региона 202 фиксируется обновленная версия. На основе сравнения исходной и обновленной версии формируется протокол обновления.

d. Обновление текущей версии региональной БГД.

Региональная БГД 201 (фиг. 2) хранит текущую версию БГД на регион. Текущая версия региональной БГД синхронизирована с данными главной БГД 200 и обновляется только при получении ответной транзакции (о приеме транзакции обновления от соответствующего региона) от главной БГД. В каталоге версий региона 202, помимо временных версий редакторов, хранится копия текущей версии региональной БГД, которая постоянно обновляется редакторами через распределенную сеть редактирования 206.

При обновлении текущей версии региональной БГД могут возникнуть конфликтные ситуации, нарушающие протокол непротиворечивости ( http://www.intuit.ru/department/database/olap/8/ ), когда изменения, внесенные одним редактором, противоречат изменениям, внесенным другими редакторами. На фиг. 5 представлена ситуация, когда первый редактор обновлял временную БГД на участок местности, соответствующий участку обновления типа номенклатурного листа карты 500, а второй редактор обновлял БГД на участок местности, соответствующий административной единице 501. Границы участков при этом могут быть любой формы.

Для решения конфликтных ситуаций в каталоге версий региона 202 сравнивают 503 изменения (протоколы обновлений) двух редакторов на общий участок работ 502. Сравнивают все добавленные, удаленные и редактируемые записи об объектах, принадлежащие или пересекающие общий участок работы или связанные согласно логической модели данных записи других элементов содержания. Сравнение осуществляется путем оценки идентификаторов и геометрии объектов соответствующих элементов содержаний. При возникновении противоречий они устраняются программным способом. В тех случаях, когда противоречие устранить невозможно, проблему предлагается устранить редактору с большим приоритетом.

Пример 1.

На фиг. 6 представлена ситуация, при которой два редактора обновляли данные на один и тот же участок местности 601, т.е. на момент времени «начало работы » у них были одинаковые версии региональной БГД 600. Первый редактор обновлял дорожную сеть 602, второй редактор производил сбор данных по точкам интереса 604. После окончания работ возникла конфликтная ситуация, связанная с неопределенностью привязки точки интереса 603 (ID=00_31, «телефон экстренной связи ») к дорожному элементу (ID=00_3). После обновления данных первым редактором дорожного элемента с (ID=00_3) не стало. Вместо него появились два новых дорожных элемента (ID=00_21, ID=00_22). На основании данных каталога версий, фиксируемых при сравнении версий 503, и данных о местоположении точки интереса можно устранить данный конфликт, «привязав » точку интереса (ID=00_31) к дорожному элементу (ID=00_22) 605, после чего прикрепить соответствующие версии 500 и 501 к региональной БГД 600.

IV. Обновление главной БГД.

После обновления текущей версии региональной БГД формируют транзакцию для обновления соответствующих данных главной БГД. Транзакция обновления представляет структурированный набор данных и формируется на основе сравнения состояния исходных данных региональной БГД (текущей версии БГД) и состояния данных обновленной региональной БГД (новой версии БГД).

Для каждого элемента содержания в отдельности выделяют все удаленные объекты. Каждая запись любого элемента содержания имеет бит удаления. Если состояние бита удаления 1, это означает, что данная запись была удалена в ходе обновления БГД. Затем выделяют объекты, у которых изменились геометрия и/или значения атрибутов (редактируемые объекты). Определяют пакеты, в которые входят редактируемые и удаленные объекты (обновленные пакеты) и рассчитывают маски сравнения для обновленного пакета. Маска определяется путем побитового сравнения исходного и обновленного пакетов по правилам, приведенным в табл. 1.

Таблица 1

Отдельно выделяют все новые объекты.

а. Формирование пакета транзакции обновления.

После того как для каждого элемента содержания выполнены все приведенные выше действия, формируют общий пакет транзакции обновления 700, фиг. 7. Пакет включает в себя заголовок 701, таблицу сдвигов 702 и таблицу данных 703.

Формирование пакета осуществляется путем последовательного формирования таблицы данных, таблицы сдвигов, заголовка и компрессии всех данных. В таблицу данных 703 для каждого элемента содержания 710 последовательно записывают сравнительные маски для соответствующих пакетов 708, перечень записей новых объектов 709. На основе таблицы данных 703 формируют таблицу сдвига 702. Таблица сдвига 702 определяет структуру данных таблицы данных 703. В ней фиксируют сдвиги относительно начала файла элементов содержания 704, пакетов 705, добавленных 706 объектов. На основании сдвигов можно однозначно идентифицировать элементы транзакции, необходимые для обновления главной БГД.

Заголовок 701 определяет, от какого региона сформирована данная транзакция, а также дату формирования транзакции, т.е. основной идентификатор транзакции среди множества транзакций, поступающих от данного региона. После формирования заголовка пакет сжимается и отправляется по каналам Internet в главную БГД.

b. Обработка региональных транзакций обновления.

На фиг. 8 представлена схема обновления главной БГД 800. От множества региональных БГД 801 поступают транзакции обновления 802. Программное обеспечение главной БГД 800 принимает пакеты транзакций и распаковывает их. По заголовку определяют, из какого региона поступила данная транзакция. На основании содержания таблицы сдвигов из главной БГД 800 открепляют соответствующие элементы содержания 803. Из элементов содержания выделяют соответствующие пакеты. Как указывалось выше, записи об объектах в элементах содержания упорядочены по идентификатору и синхронизированы между региональной и главной БГД. К пакетам применяют побитовые маски сравнения. В конец списка записей элементов содержания дописывают записи о новых объектах (сохраняя упорядоченность по идентификатору ID).

При замене данных проводится анализ пространственной и логической целостности главной БГД. Пространственная целостность заключается в соблюдении топологических правил пространственно-связанных объектов элемента содержания смежных регионов. Логическая целостность заключается в соблюдении логических связей согласно модели данных между пространственно-связанными объектами элемента содержания смежных регионов. Фиг. 9 иллюстрирует возможные варианты связей между объектами одного элемента содержания, расположенными в смежных регионах.

Пример 2.

Граница 902 разделяет два смежных региона, соответственно ID1=00_*1 (правый регион от границы) и ID1=00_*2 (левый регион от границы). Из региональной БГД, отвечающей за формирование данных на «правый регион », в главную БГД пришла транзакция обновления с новыми объектами двух элементов содержания: «Леса » (ID2=00_*3) 906 и «Дорожные связи » (ID2=00_*3, ID2=00_*5) 907. Аналогично пришла транзакция из региональной БГД, отвечающей за «левый регион »: «Леса » (ID2=00_*4) 903 и «Дорожные связи » (ID2=00_*3, ID2=00_*4) 901.

На фиг. 9 пространственно-связанными объектами являются: 903, 906 - для элемента содержания «Леса »; 900, 905 - для элемента содержания «Дорожные связи ». После выполнения транзакций могут возникнуть геометрические несоответствия типа 908, которые могут повлиять на правильность построения графа дорожной (железнодорожной, речной) сети. Для соблюдения топологической целостности в главной БГД производят сводку граничных точек пространственно связанных объектов (00_*3, 00_*4) 908. Для соблюдения логической целостности в главной БГД производят связывание данных по идентификатору объекта.

В предпочтительном варианте указанную проблему устраняют путем добавления в региональную БГД дополнительного элемента содержания, в котором фиксируют граничные точки для линейных и площадных объектов. Границы регионов строго фиксированы для главной и региональных БГД, поэтому для площадных объектов достаточно фиксировать две точки: начало примыкания к границе и окончание примыкания (начало и конец определять по правилу часовой стрелки). На фиг. 10 представлен предпочтительный вариант элемента содержания «Граничная точка », включающий следующие атрибутивные данные:

ID точки - однозначно идентифицирует запись в элементе содержания;

координаты граничной точки, совпадающие с координатами точки граничного объекта и принадлежащие границе между смежными регионами;

ID объекта - внешний ключ граничного объекта, к которому относится граничная точка;

элемент содержания - элемент содержания, к которому относится граничный объект;

порядковый номер точки для полигональных площадных объектов;

ID смежного региона - внешний ключ смежного региона, с которым связан объект;

категория точности - код метрического интервала точности позиционирования объектов местности.

Категория точности определяется числовым рядом: 1, 2, 3, ... . Например, категория 1, как категория наивысшей точности, включает объекты дорожной сети, полученные с помощью геодезических измерений с использованием инерциальных систем. К категории 2 относятся объекты дорожной сети, позиционирование на местности которых получено менее точными геодезическими методами без использования инерциальных систем. К категории 3 относятся объекты, которые были оцифрованы по топографическим планам масштабов 1:500-1:2000. К категории 4 относятся объекты, оцифрованные по картам или аэрокосмическим снимкам масштаба 1:10000-1:25000 и т.д.

Элемент содержания «Граничные точки » включают в транзакцию обновления, в случае его изменения в ходе обновления региональной БГД. На основе анализа записей данного элемента содержания региональных БГД смежных регионов можно однозначно идентифицировать топологически связанные объекты, принадлежащие разным смежным регионам. Для этого в ходе транзакции обновления элемента содержания «Граничные точки » программное обеспечение главного сервера обрабатывает полученные данные. Определяют смежный регион и координаты ближайшей граничной точки соответствующего элемента содержания. Далее сравнивают точности соответствующих граничных точек. Если точность новой точки больше, то точка смежного региона принудительно притягивается к новой точке. В противном случае, наоборот. В случае если точности равны, то рассчитывают новое местоположение для обеих граничных точек путем усреднения. На основе полученных усредненных координат осуществляется топологическое связывание соответствующих объектов. После чего (если этого требует модель данных главной БГД) топологически связанные объекты разных регионов связываются логически путем определения соответствующих внешних ключей.

с. Синхронизация главной и региональных БГД.

На заключительном этапе обновления главной БГД обновленные элементы содержания на соответствующий регион заменяют устаревшие данные. После этого формируют сообщение региональной БГД о приеме данных для синхронизации состояния баз данных. Если в ходе транзакции осуществлялось приведение главной БГД в соответствие правилам топологической и логической целостности, то в этом случае формируют ответные транзакции тем смежным регионам, объекты которых связывались. Структура ответной транзакции аналогична транзакции, приведенной на фиг. 7. При получении транзакции обновления в региональной БГД осуществляют изменения в исходной транзакции обновления с целью приведения ее в соответствие с произведенными изменениями в региональной и главной БГД. Тем самым обеспечивается полная синхронизация главной и региональных БГД.

Данные об объектах региональной БГД всегда синхронизированы по содержанию с соответствующими данными главной БГД. Порядок записи об объекте в элементе содержания региональной БГД соответствует порядку записи в откреплении на соответствующий регион данных этого же элемента содержания главной БГД. Ограничения по синхронизации позволяют применять подход к формированию транзакции обновления, основанный на одной маске сравнения исходного пакета данных элемента содержания с обновленным пакетом. Маска сравнения фиксирует только побитовые изменения. В результате полученный набор битов сжимается с высокой степенью компрессии. При этом, чем больше размер пакета, тем больше коэффициент сжатия. Это повышает эффективность при передаче транзакции по каналам Internet.

Разбиение данных по пакетам также позволяет снизить объем данных транзакции обновления. Разбиение элемента содержания на пакеты происходит после исключения записей об объектах, которые в ходе редактирования были удалены. На пакеты, в которых не произошло никаких изменений (изменения, связанные с редактированием атрибутов), маска сравнения не формируется и данные о нем в транзакцию обновления не поступают. В транзакцию обновления входят маски только тех пакетов, в которых произошли изменения. Новые записи об объектах элемента содержания, добавленные в региональную БГД при обновлении, не учитываются при разбиении элемента содержания на пакеты. Записи о новых объектах упорядочиваются по идентификатору и объединяются в отдельный пакет. Данный пакет записывают в таблицу данных транзакции обновления, в конец раздела соответствующего элемента содержания. Такой подход к структурированию транзакции обновления вызван тем, что нет необходимости формировать маску сравнения для новых записей. Маска для новой записи будет соответствовать самой записи.

V. Ведение архива транзакций обновлений.

Для отслеживания истории изменения региональной БГД формируют архив обновлений, который представляет базу данных для хранения транзакций обновления. Каждая транзакция после обновления главной БГД и синхронизации региональной и главной БГД записывается в архив обновлений региональной БГД. Идентификатором транзакции является дата синхронизации региональной и главной БГД.

Архив обновлений региональной БГД позволяет отслеживать историю ее изменений и получать при необходимости состояния региональной БГД на ту или иную дату. Осуществляют это путем получения обратных транзакций на основе прямых (транзакций обновлений). На фиг. 11 представлена схема перехода между состояниями региональной БГД. Разница между состояниями закладывается в транзакцию обновления. Например, транзакция 2 однозначно определяет все отличия между 2- и 3-м состояниями региональной БГД. Региональная БГД всегда находится в текущем состоянии, т.е. на момент времени последнего обновления. Если необходимо получить любое предыдущее состояние, то необходимо последовательно в обратном порядке применить обратные транзакции, пока не будет получено требуемое состояние региональной БГД.

Обратная транзакция формируется на основе транзакции обновления (см. фиг. 7). Новые объекты переходят в категорию удаляемых объектов. А к соответствующим пакетам применяются побитовые маски с обратным законом сравнения согласно правилам, приведенным в табл. 2.

Таблица 2

Для отслеживания истории обновлений на уровне главной БГД формируется архив обновлений в виде базы данных для хранения транзакций обновления, получаемых из региональных БГД. Архив обновлений области охвата и принцип его функционирования аналогичен региональному архиву с тем исключением, что идентификатором транзакции является не только дата синхронизации региональной и главной БГД, но и идентификатор региона, из которого пришла данная транзакция.

VI. Обновление пользовательских on-board версий региональных БГД.

Данные об объектах пользовательской БГД, установленной на мобильном терминале, на момент ее приобретения всегда синхронизированы по содержанию с соответствующими данными региональной БГД (согласно формату данных пользовательской БГД). С течением времени состояние региональной БГД изменяется. История изменений фиксируется в архиве обновлений региональной БГД.

В региональной подсистеме фиксируют сведения о пользователе (клиентская база данных). Каждому клиенту системы присваивается идентификационный номер, и к нему привязываются сведения о формате и релизе пользовательской БГД (см. в разделе VII «Пространственно-распределенная гибридная навигационная система »).

При обращении пользователя за обновленной версией формируется транзакция обновления пользовательской БГД.

Пользовательская транзакция обновления представляет структурированный набор данных и формируется на основе сравнения исходного состояния данных региональной БГД и состояния данных БГД пользователя. На основе данных архива обновлений получают состояние региональной БГД на момент приобретения пользователем данных. Затем две версии БГД (исходную и полученную) компилируют в формат пользовательской БГД. На основе полученных версий формируется транзакция обновления.

Пользовательскую транзакцию обновления формируют аналогично транзакции обновления главной БГД за некоторым исключением. Для каждого элемента содержания в отдельности осуществляют определение всех удаленных объектов; формирование новых пакетов на основе обновленной версии региональной БГД; выявление объектов, у которых изменились значения атрибутов (обновленных объектов); определение пакетов, в которые входят редактируемые объекты (обновленных пакетов); расчет маски сравнения для каждого редактируемого пакета (маска определяется путем побитового сравнения исходного пакета и обновленного в соответствии с табл. 3) и выявление новых объектов.

Таблица 3

На фиг. 12 представлена структура пакета транзакции обновления пользовательской БГД. После того как для каждого элемента содержания выполнены приведенные выше действия, формируется общий пакет транзакции обновления 1200. Пакет включает в себя заголовок 1201, таблицу сдвигов 1202 и таблицу данных 1203.

Формирование пакета осуществляется путем формирования таблицы данных; формирования таблицы сдвигов; формирования заголовка и компрессии всех данных.

В таблицу данных 1203 для каждого элемента содержания 1211 последовательно записываются сначала перечень удаленных идентификаторов объектов 1208, сравнительные маски для соответствующих пакетов 1209, перечень записей новых объектов 1210. На основе таблицы данных 1203 формируется таблица сдвига 1202.

Таблица сдвига 1202 определяет структуру данных таблицы данных 1203. В ней фиксируются сдвиги относительно начала файла элементов содержания 1204, пакетов 1205, добавленных 1206 и удаленных объектов. На основании сдвигов однозначно идентифицируют элементы транзакции, необходимые для обновления пользовательской БГД. Например, зная смещение относительно начала для *1 элемента содержания 1204, смещение относительно начала *1 пакета 1205 и тип данных идентификатора записи элемента содержания 1208, можно выделить перечень идентификаторов удаленных объектов.

Заголовок 1201 определяет, от какого региона сформирована данная транзакция, а также дату формирования (основной идентификатор транзакции среди множества транзакций поступающих от данного региона).

После формирования заголовка пакет сжимается и отправляется либо по каналам беспроводной связи (GPRS, EDGE, 3D), либо по каналам Internet к БГД пользователя.

Программное обеспечение БГД пользователя принимает пакеты транзакций и распаковывает их. На основании содержания таблицы сдвигов из БГД пользователя открепляют соответствующие элементы содержания.

Из каждого элемента содержания удаляют записи, соответствующие идентификаторам удаленных объектов в транзакции обновления. После чего записи в элементах содержания сдвигаются и формируются новые пакеты (как указывалось выше, записи об объектах в элементах содержания упорядочены по идентификатору). К новым пакетам применяются соответствующие побитовые маски сравнения. В конец списка записей элементов содержания дописываются записи о новых объектах (сохраняя упорядоченность по ID). После чего обновленные элементы содержания заменяют устаревшие данные в пользовательской БГД.

Для реализации способа используется пространственно-распределенная гибридная навигационная система.

VII. Пространственно-распределенная гибридная навигационная система.

На фиг. 13 представлена принципиальная блок-схема пространственно-распределенной гибридной навигационной системы. Она состоит из центральной подсистемы А, связанной по каналам Internet со множеством (1, ..., n) региональных подсистем Б, каждая из которых по средствам высокоскоростной передачи данных (GPRS,EDGE,CDMA,3G) или WAP взаимодействует с различным количеством (1, ..., m) пользовательских подсистем В, зарегистрированных в соответствующем регионе.

Центральная подсистема на фиг. 14 включает в себя модуль обновления и хранения главной базы географических данных 1430, содержащий главную базу географических данных 1431 и связанный с ней блок обработки транзакций 1432; модуль компиляции и контроля версий базы географических данных 1440, содержащий архив транзакций зоны охвата 1441, связанный с блоком восстановления версий базы географических данных 1443 и блок компиляции 1442; модуль прикладных навигационных программ 1410; модуль управления 1420, содержащий блок взаимодействия с региональными подсистемами 1421, блок взаимодействия с off-board системами 1422 и блок управления межрегиональным обменом on-board картами 1423, и модуль коммуникаций 1450, связанный по крайней мере с одной региональной подсистемой Б, при этом главная база географических данных 1431 связана с блоком компиляции 1442 и блоком восстановления версий 1443, блок обработки транзакций 1432 связан с архивом транзакций зоны обслуживания 1441 и с блоком взаимодействия с региональными подсистемами 1421, который связан с модулем коммуникаций 1450, связанным с блоком управления межрегиональным обменом on-board картами 1423, модуль прикладных навигационных программ 1410 связан с блоком компиляции 1442 и блоком взаимодействия с off-board системами 1422, который связан с модулем коммуникаций 1450.

Каждая региональная подсистема Б _i (i=1, ..., n), представленная на фиг. 15, включает в себя модуль обновления и хранения региональной базы географических данных 1530, содержащий региональную базу географических данных 1532, связанную с блоком формирования и обработки транзакций 1531 и с необходимым для данного региона числом блоков редактирования географических данных 1533; модуль компиляции и контроля версий базы географических данных 1540, содержащий архив транзакций региона 1541, связанный с блоком восстановления версий и формирования пользовательских транзакций 1543, который связан с блоком компиляции 1542 и региональной БГД 1532; модуль прикладных навигационных программ 1510, модуль управления 1520, содержащий блок взаимодействия с центральной подсистемой 1521, блок управления межрегиональным обменом on-board картами 1522, связанный с блоком управления и взаимодействия с пользователями 1523; и модуль коммуникаций 1550, при этом региональная база географических данных 1532 связана с блоком компиляции 1542, блок формирования и обработки транзакций 1531 связан с архивом транзакций региона 1541, блоком взаимодействия с центральной подсистемой 1521 и блоком управления и взаимодействия с пользователями 1523, модуль прикладных навигационных программ 1510 связан с блоком компиляции 1542 и с блоком управления и взаимодействия с пользователями 1523, который связан с блоком компиляции 1542 и блоком восстановления версий и формирования пользовательских транзакций 1543, а модуль коммуникаций 1550 связан с блоком взаимодействия с центральной подсистемой 1521, блоком управления межрегиональным обменом on-board картами 1522, блоком управления и взаимодействия с пользователями 1523, с множеством подсистем пользователей В, зарегистрированных в данном регионе, с другими региональными подсистемами Бj, входящими в зону обслуживания, и с центральной подсистемой. Связь региональных подсистем с центральной подсистемой и между собой осуществляется по каналам Internet.

В каждом регионе может быть зарегистрировано разное количество пользовательских подсистем В, число которых может быть пропорционально, например, числу жителей или количеству транспортных средств в данном регионе. Подсистема пользователя, представленная на фиг. 16, должна включать, по крайней мере, модуль прикладных навигационных программ 1610, содержащий блок on-board прикладной навигационной программы 1611 и блок off-board прикладной навигационной программы 1612, которые связаны с модулем переключения режима маршрутизации 1640, модуль хранения пользовательской базы географических данных 1620, связанный с блоком on-board прикладной навигационной программы 1611 и модулем обработки транзакций обновлений 1670, модуль позиционирования и сопровождения по маршруту 1650, связанный блоком on-board прикладной навигационной программы 1611, блоком off-board прикладной навигационной программы 1612 и модулем мультимедийного взаимодействия с пользователем 1660, который связан с модулем переключения режима маршрутизации 1640, и модулем управления и коммуникаций 1630, который связан с модулем обработки транзакций обновлений 1670, с блоком off-board прикладной навигационной программы 1612 и с региональной подсистемой Б.

Все функциональные модули и блоки центральной, региональной и пользовательских подсистем могут быть реализованы на современных аппаратно-программных средствах.

В центральной и региональных подсистемах модули прикладных навигационных программ (1410 и 1510) выполняются в виде программных приложений, реализованных на базе стандартных функций ГИС и дополнительных специальных пользовательских функций, обеспечивающих решение оптимизационных задач вычисления маршрутов движения (см., например, http://webraska.com/Products/ ). Модуль компиляции и контроля версий БГД (1440 и 1540) включает в себя блок архива транзакций (1441 и 1541), который реализуется на базе стандартных функций СУБД типа Microsoft SQL Server; блок компиляции (1442 и 1542), который выполнен в виде программного приложения обеспечивающего конвертирование данных из одного формата в другой на основе схем соответствий атрибутивной информации, и блок восстановления версий и формирования пользовательских транзакций (1443 и 1543), который выполнен в виде программного приложения, реализованного на основе описанной выше технологии.

Модули управления (1420 и 1520) реализуются в виде программных приложений на основе XML технологий (см., например, http://www.inftech.webservis.ru/it/internet/xml/ar3.html ).

Модули обновления и хранения главной и региональной БГД - программное приложение, реализованное на базе СУБД типа Oracle или Microsoft SQL Server и ГИС типа ArcGIS (см. http://dataplus.ru/Soft/ESRI/index.htm ). Модуль коммуникаций (1450 и 1550) выполняется в виде программно-технического комплекса, в основе которого положено сетевое оборудование, обеспечивающее физический, канальный, сетевой и сеансовый уровень, согласно стандарта OSI (см. http://www.info-system.ru/standart/standart osi.html ).

В пользовательской подсистеме В модуль прикладных навигационных программ 1610 состоит из двух блоков: on-board прикладной навигационной программы 1611 и off-board прикладной навигационной программы 1612, которые выполняются в виде программных приложений, реализованных на базе стандартных функций навигационных приложений (см., например, http://www.ptvag.com/index.php?id=492 ), обеспечивающих решение задач построения маршрута для блока on-board и интерпретации маршрута для блока off-board. Модуль хранения пользовательской БГД 1620 обеспечивает решение задач хранения и выборки данных в памяти устройства и реализуется на базе стандартных функций БГД (см., например, http://www.oracle.com/database/berkelev-db/index.html ). Модуль управления и коммуникаций 1630 выполняет функции по соединению с региональной подсистемой, получения от нее маршрутов и проверки возможностей доступа, а также при необходимости обновления пользовательской БГД и реализуется на базе технологий Web-services и XML технологий (см., например, http://dbserv.jinr.ru/js/ws.html ).

Модуль переключения режима маршрутизации 1640 выполняет задачу выбора режима навигации off-board или on-board. Модуль позиционирования и сопровождения по маршруту 1650 отвечает за позиционирование любыми доступными средствами позиционирования, такими как GPS, ГЛОНАСС, LBS и т.д., а также за сопровождение по маршруту и перерасчет маршрута при отклонении от заданного маршрута. Модуль мультимедийного взаимодействия с пользователем 1660 содержит в себе весь необходимый функционал по взаимодействию с пользователем, включающий в себя визуализацию интерфейса и получение управляющих команд от пользователя. Данные модули реализуются в виде программно-технического комплекса, выполненного с использованием стандартных функций платформенных API устройств, реализованных на таких языках программирования, как Java, C++ (см., например, http://msdn.microsoft.com/en-es/library/ms840702.aspx , http://jiava.sun.com/javame/reference/apis.jsp , http://developer.apple.com/iphone/ или http://developer.android.com/intl/ru/reference/packaRes.html ), и технических средств, таких как дисплеи, управляющие клавиши и устройства позиционирования. Модуль обработки транзакций обновлений 1670 выполняет функции по обновлению пользовательской БГД и реализуется в виде программного приложения на основе технологий доступа к встроенным БД (см., например, http://www.oracle.com/database/berkeley-db/xml/index.html ) и технологии XML (см. http://www.ibm.com/developerworks/ru/xml/ ).

VIII. Использование БГД в пространственно-распределенной гибридной навигационной системе.

Описанный способ обновления и использования баз географических данных, а также работу пространственно-распределенной гибридной навигационной системы проиллюстрируем на примере реализации ряда основных технологических процессов, выполняемых при эксплуатации подобных систем.

а. Обновление региональной и главной БГД.

В региональной подсистеме Бi обновление региональной БГД 1532 производится путем редактирования географических данных в блоках редактирования геоданных 1533 (см. раздел III). Далее в блоке 1531 формируется транзакция обновления (см. раздел IV и т.д.), которая через блок 1521 и модуль коммуникаций 1550 передается в центральную подсистему А. В центральной подсистеме через модуль коммуникаций 1450 и блок взаимодействия с региональными подсистемами 1421 транзакция поступает в блок обработки 1432. После обработки транзакции производится обновление региональных разделов данных в главной БГД 1431, после чего через блок 1421 и модуль 1450 в региональную подсистему Бi отправляют сообщение о приеме данных для синхронизации состояния баз данных, а в смежные с i-м региональные подсистемы, при необходимости, отправляют ответные транзакции для синхронизации позиционирования граничных точек. Далее конечную транзакцию отправляют в архив центральной подсистемы 1441, а новую версию БГД зоны охвата центральной подсистемы после компиляции в блоке 1442 передают в модуль прикладных навигационных программ 1410, который осуществляет поддержку off-board навигации на всей территории зоны охвата системы.

После получения сообщения из центральной подсистемы в региональной подсистеме Бi последнюю транзакцию помещают в региональный архив 1541, обновляют текущую версию региональной БГД 1532 и после компиляции в блоке 1542 передают в модуль прикладных навигационных программ 1510, который осуществляет поддержку off-board навигации на территории i-го региона.

После этого блок управления и взаимодействия с пользователями 1523 через модуль коммуникаций 1550 выполняет оповещение пользователей on-board карт об обновлении карты i-го региона. При этом представленные на фиг. 15 связи позволяют оповещать также и пользователей в других регионах по их желанию.

b. Предоставление on-board карты новому пользователю.

Для получения on-board карты своего (домашнего) региона новый пользователь с модуля мультимедийного взаимодействия 1660 через модуль управления и коммуникаций 1630 подсистемы пользователя В делает запрос на получение последней версии on-board карты в требуемом формате в региональную подсистему Бi. Полученный запрос через модуль коммуникаций 1550 региональной подсистемы поступает в блок управления и взаимодействия с пользователями 1523. Блок 1523 регистрирует поступивший запрос и формирует управляющий запрос в блок формирования транзакции 1531, который передает соответствующее указание на передачу последней версии региональной БГД 1532 на компиляцию в требуемом формате в блок 1542. После компиляции региональная БГД в требуемом формате отправляется модулем 1523 через модуль 1550 в пользовательскую подсистему В, где она через модуль управления и коммуникаций 1630 и модуль обработки транзакций обновления 1670 поступает в модуль хранения пользовательской БГД 1620. После этого пользовательская подсистема становится готовой к осуществлению on-board навигации в «домашнем » регионе.

c. Предоставление on-board карты другому региону.

В случае если пользователю требуется on-board карта на один или несколько смежных регионов, пользователь с модуля мультимедийного взаимодействия 1660 через модуль управления и коммуникаций 1630 подсистемы пользователя В делает запрос на получение последней версии on-board карты нужного j-го региона в требуемом формате в свою региональную подсистему Бi. Полученный запрос через модуль коммуникаций 1550 региональной подсистемы поступает в блок управления и взаимодействия с пользователями 1523. Блок 1523 регистрирует поступивший запрос и переправляет его в центральную подсистему А в блок управления межрегиональным обменом on-board картами 1423. После регистрации запроса в блоке 1423 запрос из центральной подсистемы направляется в соответствующую региональную подсистему Бj, в которой хранится нужная база географических данных. В региональной подсистеме Бj через модуль 1550 и блок управления межрегиональным обменом on-board картами 1522 запрос поступает и регистрируется в блоке управления и взаимодействия с пользователями 1523. После регистрации блок 1523 формирует управляющий запрос в блок формирования транзакций 1531, который передает соответствующее указание на передачу последней версии региональной БГД 1532 на компиляцию в требуемом формате в блок 1542. После компиляции региональная БГД в требуемом формате отправляется модулем 1523 через модуль 1550 в региональную подсистему Бi, из которой поступил оригинальный запрос пользователя. Факт получения блоком 1522 on-board карты j-го региона регистрируется в блоке 1523 i-го региона, после чего данный блок выдает управляющую команду на отправку on-board карты j-го региона на пользовательскую подсистему, с которой пришел запрос. В пользовательской подсистеме on-board карта j-го региона через модуль управления и коммуникаций 1630 и модуль обработки транзакций обновления 1670 поступает в модуль хранения пользовательской БГД 1620. После этого пользовательская подсистема становится готовой к осуществлению on-board навигации в j-м регионе.

d. Обновление on-board карты на пользовательской подсистеме.

После получения оповещения об обновлении карты своего региона пользователь с модуля мультимедийного взаимодействия 1660 через модуль управления и коммуникаций 1630 подсистемы пользователя В делает запрос на получение обновления версии on-board карты в требуемом формате в региональную подсистему Бi. Запрос поступает в блок управления и взаимодействия с пользователями 1523, в котором хранится учетная информация по каждому зарегистрированному пользователю. Блок 1523 передает данные о текущей версии on-board карты пользователя в блок восстановления версий и формирования пользовательских транзакций 1543. Блок 1543 запрашивает в архиве транзакций 1541 все транзакции, которые поступили в него после даты, соответствующей дате версии on-board карты пользователя, производит последовательное восстановление версии БГД на дату версии on-board карты пользователя и формирует транзакцию обновления относительно текущей версии региональной БГД 1532. Далее транзакция обновления компилируется в блоке 1542 в требуемый формат on-board карты пользователя и через блок 1523 и модуль 1550 передается в подсистему пользователя В. Модуль управления и коммуникаций 1630 пользовательской подсистемы В направляет полученные данные в модуль обработки транзакций обновлений 1670, в котором осуществляется обновление пользовательской БГД на данный регион. После этого обновленная пользовательская БГД 1620 становится готовой к осуществлению on-board навигации в «домашнем » регионе.

В случае получения запроса пользователя i-го региона на обновление on-board карты на j-й регион, региональная подсистема B _i направляет этот запрос в центральную подсистему А, которая, в свою очередь, после соответствующей регистрации переправляет его в региональную подсистему B _j . В региональной подсистеме B _j выполняют все описанные выше действия по формированию транзакции обновления onboard карты на j-й регион, и сформированную транзакцию направляют в региональную подсистему B _i , которая передает ее в пользовательскую подсистему В, с которой поступил запрос. Модуль управления и коммуникаций 1630 пользовательской подсистемы В направляет полученные данные в модуль обработки транзакций обновлений 1670, в котором осуществляется обновление пользовательской БГД на j-й регион. После этого обновленная пользовательская БГД 1620 становится готовой к осуществлению on-board навигации в j-м регионе.

e. Описание процесса on-board навигации.

Пользователь с модуля мультимедийного взаимодействия 1660 задает параметры маршрута (начальную и конечную точки, автомобильный, пешеходный и т.п.). Модуль управления и коммуникаций 1630, связанный с модулем обработки транзакций обновления 1670 и получающий сообщения об обновлениях из региональной подсистемы Бi, осуществляет проверку актуальности пользовательской БГД 1620 на территорию маршрута. Если пользовательская on-board БГД 1620 соответствует последней версии региональной БГД, то модуль 1640 активизирует on-board навигационную программу 1611, которая выполняет расчет маршрута с учетом заданных параметров и передает данные в модуль позиционирования и сопровождения по маршруту 1650, который постоянно отслеживает текущее местоположение пользователя и выдает соответствующие аудиовизуальные указания по движению через модуль мультимедийного взаимодействия с пользователем 1660.

f. Описание процесса off-board навигации внутри «домашнего » региона.

Если в процессе проверки актуальности пользовательской on-board карты выяснится, что она устарела, то на дисплее модуля мультимедийного взаимодействия 1660 пользователю может быть предложен выбор нескольких альтернатив: обновление on-board карты (см. раздел VIII, d) или навигация в режиме off-board. Каждая альтернатива будет сопровождаться предложением по стоимости и об ориентировочном времени, требуемым для ее осуществления. В случае выбора пользователем режима off-board навигации модуль переключения режима маршрутизации 1640 активизирует off-board навигационную программу 1612 модуля прикладных навигационных программ 1610. Блок 1612 передает через модуль 1630 параметры маршрута в региональную подсистему Бi, в которой запрос через модуль 1550 поступает в блок управления и взаимодействия с пользователями 1523. После регистрации запроса маршрута блок 1523 передает параметры маршрута в модуль прикладных навигационных программ 1510, который рассчитывает маршрут и формирует пакет данных, который возвращается в блок 1523 и через модуль 1550 отправляется в подсистему пользователя. Модуль управления и коммуникаций 1630 пользовательской подсистемы передает полученный пакет данных в блок off-board прикладной навигационной программы 1612, который после обработки передает данные в модуль позиционирования и сопровождения по маршруту 1650, который постоянно отслеживает текущее местоположение пользователя и выдает соответствующие аудиовизуальные указания по движению через модуль мультимедийного взаимодействия с пользователем 1660.

g. Описание процесса межрегиональной off-board навигации.

Если запрашиваемый пользователем маршрут охватывает несколько регионов, то на дисплее модуля мультимедийного взаимодействия 1660 пользователю может быть предложен выбор нескольких альтернатив: получение новых on-board карт на отсутствующие регионы (см. раздел VII, с), обновление on-board карт на имеющиеся регионы (см. раздел VIII, d), навигация в режиме off-board или другие комбинации из on-board и off-board режимов. Каждая альтернатива будет сопровождаться предложением по стоимости и об ориентировочном времени, требуемым для ее осуществления. В случае выбора пользователем режима off-board навигации модуль переключения режима маршрутизации 1640 активизирует off-board навигационную программу 1612 модуля прикладных навигационных программ 1610. Блок 1612 передает через модуль 1630 параметры маршрута в региональную подсистему Бi, в которой запрос через модуль 1550 поступает в блок управления и взаимодействия с пользователями 1523. После регистрации запроса маршрута блок 1523 передает параметры маршрута в центральную подсистему А, в которой запрос через модуль коммуникаций 1450 поступает в блок взаимодействия с региональными off-board системами 1422. После регистрации запроса маршрута блок 1422 передает параметры маршрута в модуль прикладных навигационных программ 1410, который рассчитывает межрегиональный маршрут и формирует пакет данных, который возвращается в блок 1422 и через модуль 1450 отправляется в региональную подсистему. Ответ центральной подсистемы через модуль 1550 поступает в блок 1523. После регистрации ответа центральной подсистемы блок 1523 через модуль 1550 отправляется пакет данных межрегионального маршрута в подсистему пользователя. Модуль управления и коммуникаций 1630 пользовательской подсистемы передает полученный пакет данных в блок off-board прикладной навигационной программы 1612, который после обработки передает данные в модуль позиционирования и сопровождения по маршруту 1650, который постоянно отслеживает текущее местоположение пользователя и выдает соответствующие аудиовизуальные указания по движению через модуль мультимедийного взаимодействия с пользователем 1660.

IX. Преимущества способа и системы.

В предложенном способе данные об объектах региональной БГД всегда синхронизированы по содержанию с соответствующими данными главной БГД. Порядок записи об объекте в элементе содержания региональной БГД соответствует порядку записи в откреплении на соответствующий регион данных этого же элемента содержания главной БГД. Ограничения по синхронизации позволяют применять подход к формированию транзакции обновления, основанный на одной маске сравнения исходного пакета данных элемента содержания с обновленным пакетом. Маска сравнения фиксирует только побитовые изменения. В результате полученный набор битов сжимается с высокой степенью компрессии. При этом, чем больше размер пакета, тем больше коэффициент сжатия. Это повышает эффективность при передаче транзакции по каналам Internet.

Разбиение данных по пакетам также позволяет снизить объем данных транзакции обновления. Разбиение элемента содержания на пакеты происходит после исключения записей об объектах, которые в ходе редактирования были удалены. На пакеты, в которых не произошло никаких изменений (изменения, связанные с редактирование атрибутов), маска сравнения не формируется и данные о нем в транзакцию обновления не поступают. В транзакцию обновления входят маски только тех пакетов, в которых произошли изменения. Новые записи об объектах элемента содержания, добавленные в региональную БГД при обновлении, не учитываются при разбиении элемента содержания на пакеты. Записи о новых объектах упорядочиваются по идентификатору и объединяются в отдельный пакет. Данный пакет записывают в таблицу данных транзакции обновления, в конец раздела соответствующего элемента содержания. Такой подход к структурированию транзакции обновления вызван тем, что нет необходимости формировать маску сравнения для новых записей. Маска для новой записи будет соответствовать самой записи.

Настоящее изобретение позволяет осуществлять перманентное и независимое обновление разновременных версий БГД отдельных регионов зоны охвата навигационной системы, активно оповещать пользователей об обновлении версий БГД интересующих их регионов, интерактивно обновлять региональные версии БГД, установленные на мобильных терминалах пользователей, и/или прокладывать маршруты по территориям, на которые отсутствуют географические данные в мобильных терминалах пользователей, что приведет к повышению эффективности использования навигационных систем.