[论文解读] Integrating GPS, GSM and Cellular Phone for Location Tracking and Monitoring

Bibhudatta Sahoo, Satyajit Rath|arXiv (Cornell University)|Jul 11, 2013

Indoor and Outdoor Localization Technologies参考文献 8被引用 15

一句话总结

本论文提出了一种低成本、混合式定位追踪系统，整合了GPS、GSM及蜂窝电话技术，用于对移动物体进行实时监控。通过结合GPS获取精确位置数据，以及利用GSM进行基于短信的通信，该系统使远程用户能够通过短信请求并接收位置更新，实现在实地测试中跟踪误差极小，适用于车辆防盗和青少年驾驶员监控等应用。

ABSTRACT

The wide spread of mobiles as handheld devices leads to various innovative applications that makes use of their ever increasing presence in our daily life. One such application is location tracking and monitoring. This paper proposes a prototype model for location tracking using Geographical Positioning System (GPS) and Global System for Mobile Communication (GSM) technology. The system displays the object moving path on the monitor and the same information can also be communicated to the user cell phone, on demand of the user by asking the specific information via SMS. This system is very useful for car theft situations, for adolescent drivers being watched and monitored by parents. The result shows that the object is being tracked with a minimal tracking error.

研究动机与目标

• 开发一种利用广泛可用移动技术的低成本、实时定位追踪解决方案。
• 通过整合GPS与GSM技术，克服单一GPS或GSM追踪系统的局限性，提升定位精度与可靠性。
• 通过短信实现远程、按需的位置监控，提升终端用户的使用便捷性。
• 在实际应用场景中（如车辆防盗和青少年驾驶员家长监控）展示系统的实用价值。

提出的方法

• 系统使用GPS模块获取移动物体的实时地理坐标（纬度和经度）。
• 微控制器处理GPS数据，并通过GSM模块将位置信息发送至远程用户的移动电话。
• 用户通过短信发送位置更新请求，触发系统获取并传输当前位置信息。
• 系统在显示器上显示追踪路径，并支持通过短信命令实现双向通信。
• GPS与GSM的集成确保在卫星信号覆盖有限的区域也能持续追踪，GSM三角测量作为备用定位方式。
• 原型已在印度理工学院孟买分校（IIT Bombay）的实际环境中进行测试，验证了其功能性和准确性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效整合GPS与GSM技术，以实现低成本、实时的定位追踪？
• RQ2 在真实世界追踪场景中，混合GPS-GSM系统的精度与可靠性如何？
• RQ3 基于短信的按需查询是否可作为远程位置监控的实用且高效的方法？
• RQ4 在不同环境条件下，系统在跟踪误差和响应时间方面表现如何？
• RQ5 此类系统在车辆安保和青少年监控等应用中的实际部署面临哪些挑战与优势？

主要发现

• 系统在真实环境中对移动物体实现了极小的跟踪误差，表现出高度可靠性。
• 远程用户可通过发送短信按需获取当前位置数据，实现实用且低带宽的监控。
• GPS与GSM的集成确保系统持续运行，当GPS信号弱时，GSM可提供备用定位。
• 原型在印度理工学院孟买分校的现场演示中得到验证，确认了其可行性与功能性。
• 该系统适用于车辆防盗和家长对青少年驾驶员的监控等应用场景。
• 采用短信进行通信确保了与普通手机的广泛兼容性，提升了可访问性与可扩展性。