一种GPS导航系统及其使用的导航方法 【技术领域】
本发明涉及GPS导航领域，更具体的说，涉及一种GPS导航系统及其使用的导航方法。
背景技术
目前，车用全球定位系统(Global Positioning System，GPS)是GPS导航重要应用方向之一。车用GPS导航系统的GPS天线接收来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，结合储存在车用导航终端内的电子地图，通过GPS卫星信号确定的位置坐标与此相匹配，确定导航对象在电子地图中的准确位置。驾驶车辆的用户在开车时可以交由导航系统选择行驶路径，并以此为方向导引，从而正确快速地到达目的地。
图1示出了现有的导航系统的结构组成：
所述的导航系统包括：扬声器1、存储模块2、输入装置3、声音输出装置4、显示装置5、分别控制存储模块2、输入装置3及声音输出装置4的控制装置6、和与控制装置6连接的GPS接收装置16。
所述的控制装置6为微机，如可采用掌上电脑、智能手机、车载终端等。其包括：用户接口控制模块7、地图数据管理模块8及导航模块9；导航模块9主要由导航控制模块10、地图显示模块11、路径引导模块12、路径搜索模块13、兴趣点检索模块14、自车位置检测模块15构成。
存储模块2内保存有地图数据、控制程序数据等内容；存储模块2可以为存储模块，与可插入其中的记录媒体相配合将记录媒体中的地图数据、控制程序数据等记录进行读取，还原成数字数据，并送至送到控制装置6。所述记录媒体可以采用例如安全数码卡(Secure Digital Card，SD)，闪存卡(Trans Flash Card，TF)等。
输入装置3可使用按键、摇杆、旋钮或触摸板等。输入装置3用于输入用户的各种要求，将用户的输入信号送到控制装置6的用户接口控制模块7中。
声音输出装置4将控制装置6送来的声音数据转化为声音信号，送到扬声器1。扬声器1将声音输出装置4送来的声音信号转换成声音并输出，这样，扬声器1就可以配合控制装置6的需要，发出各种操作通知及路径引导的语音。
显示装置5可使用LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示器或投影仪或CRT(Cathode Ray Tube)显示器，根据控制装置6送来的显示数据，显示其对应的图像。例如，显示装置5可以显示地图、自车位置标记、已规划路径及用户输入界面等。
GPS接收装置16接收来自GPS卫星的信号，检测车辆的现在位置及移动方向，并将检测到的结果转换成协议数据，这些协议数据进一步被送到控制装置6的导航模块9内的自车位置检测模块15。
控制装置6的用户接口控制模块7接收输入装置3的输入，生成与输入所要求的内容对应的控制指令，送到导航模块9内的一个或多个子模块之中。此外，用户接口控制模块7响应控制指令，并把从导航模块9返回的处理结果，送到声音输出装置4、显示装置5之中。
控制装置6的地图数据管理模块8响应导航模块9的要求从存储模块2读出地图数据，这些地图数据中也含有用于图片引导用的数据内容。
导航模块9的导航控制模块10控制并调用导航模块9的其余子模块。
导航模块9的地图显示模块11根据从地图数据管理模块8读出的地图数据信息，生成地图显示用的显示数据，送到用户接口控制模块7。
导航模块9的路径引导模块12从地图数据管理模块8取得地图数据，对其进行路径诱导处理，并把诱导处理结果返回给地图数据管理模块8，以便于地图数据管理模块8进行预测读取。另还将诱导时的界面、导航语音等数据传送给用户接口控制模块7。
导航模块9的路径搜索模块13从地图数据管理模块8取得地图数据，并对其实行路径探索处理，并将路径探索结果返回路径引导模块12。
导航模块9的自车位置检测模块15将从GPS接收装置16得到的表示现在位置的数据，送到地图数据管理模块8、地图显示模块11、路径引导模块12。
汽车工业的发展为人类带来了快捷和方便，但同时，汽车的发展也引起了能源消耗和空气污染。而乘坐公共交通工具出行，可以减少汽车废气排放对环境的污染，既节能又环保，因此在各个国家都被广泛提倡。随着公共交通的广泛发展，公交网络的日益发达，乘坐公共交通工具也更加便利，越来越多的人也加入到乘坐公共交通工具出行的队伍中来。可是，在日常生活中，常常出现人们需要搭乘公共交通工具前往某地又不知道该如何乘坐公共交通工具的情况。
通常情况下，人们经常会利用计算机在网络上进行公共交通工具的路线查询。在传统的查询方法中，大都是由用户输入起始及终点站名，系统计算出较为适合的公交线路换乘方案提供给用户进行选择。然而在实际应用时，常常会出现用户不能将计算机提供的地图和实际乘坐的交通工具所走地道路对应起来，容易出错。另外，往往还会出现用户不知道如何从当前所处位置到达始发站所在地，或者是不知道如何从终点站所在地走到目的地的情况。
而现有的车载导航系统虽然能够提供实时的导航信息，却不能提供公共交通工具的相关信息。
【发明内容】
为克服上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可以进行公共交通工具导航的GPS导航系统及其使用的导航方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种GPS导航系统，包括用于接收GPS定位信息的GPS接收装置；其中，所述的GPS导航系统还包括：
公共交通数据存储装置，用于保存公共交通工具站点数据；
公共交通引导路径生成模块，与公共交通数据存储装置连接，用于根据用户输入的出发地、目的地信息，从公共交通数据存储装置中读取公共交通工具站点数据，生成基于公共交通工具的公共交通引导路径，并展示给用户。
所述的公共交通工具站点数据包括：公交车线路数据、每条公交车线路对应的公交站点数据、及地铁线路数据、每条地铁线路对应的地铁站点数据。
所述的公共交通引导路径生成模块包括以下子模块：
出发地周边站点检索子模块，用于检索以出发地为中心，在出发地搜索范围内的公共交通站点；
目的地周边站点检索子模块，用于检索以目的地为中心，在目的地搜索范围内的公共交通站点；
站点引导路径生成子模块，与出发地周边站点检索子模块和目的地周边站点检索子模块连接，用于生成以经过出发地附近的公共交通站点为起点，以目的地附近的公共交通站点为终点的公共交通线路；
辅助路径生成子模块，用于生成出发地与站点引导路径生成子模块生成的起始站点的引导路径，及站点引导路径生成子模块生成的终止站点与目的地之间的引导路径；
引导路径合成子模块，用于将站点引导路径生成子模块生成的公共交通线路与辅助路径生成子模块生成的引导路径合成为公共交通引导路径。
所述的公共交通引导路径生成模块还包括：站点换乘引导路径生成子模块，用于检索并生成相应的公共交通线路、和导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径、及换乘站点之间需要步行的引导路径，并将其整合成公共交通线路。
所述的公共交通引导路径生成模块还包括当出发地到目的地之间的距离在预设的范围内时，在出发地到目的地之间规划步行街道的引导路径的步行引导检测子模块。这使得当出发地到目的地之间的距离可由用户在较短时间步行即可到达时，直接规划步行街道的引导路径，引导用户步行到达。
一种GPS导航系统使用的导航方法，包括以下步骤：
A：接收用户输入的出发地和目的地；
B：在公共交通数据中检索出发地和目的地分别对应的公共交通工具站点信息，生成公共交通引导路径；
C：导航系统根据步骤B中生成的公共交通引导路径开始导航。
所述的步骤B包括以下步骤：
B1：以出发地为中心，在出发地搜索范围搜索是否有公共交通站点，如果没有则执行B0，如果有则执行B2；
B2：搜索经过出发地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点中是否有在以目的地为中心，在目的地搜索范围内的公共交通站点，如果有则执行B3，如果没有则执行B0；
B3：导航系统根据步骤B2中的搜索结果生成出发地附近的公共交通站点到目的地附近的公共交通站点的公共交通线路，同时分别生成出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、及目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径；并将其整合生成公共交通引导路径；
B0：显示公共交通引导路径规划失败。
所述的步骤B2中，当其搜索结果为没有时，在执行步骤B0之前，还包括以下步骤：
B21：检测经过出发地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点与经过目的地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点中是否有相同的停靠站点存在，如果有，则将此停靠站点设为中转站点，执行步骤B22，如果没有则执行步骤B23；
B22：将此以经过出发地附近的公共交通站点为起点，途径步骤B21中检测到的中转站点换乘到以目的地附近的公共交通站点为终点的公共交通线路，与导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、及目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径，整合为公共交通引导路径；并执行步骤C；
B23：检测经过出发地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点与经过目的地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点中是否有相距距离在预设的换乘距离内的站点存在，如果有，将其分别设置为第一中转站点和第二中转站点，并转步骤B24；如果没有，则转步骤B25；
B24：将此以经过出发地附近的公共交通站点为起点，到第一中转站点为终点的公共交通线路、以第二中转站点到以目的地附近的公共交通站点为终点的公共交通线路、及导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、第一中转站点到第二中转站点之间的引导路径、目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径，整合为公共交通引导路径，并执行步骤C；
B25：开始多次换乘是否能到达的检测，如果能经过多次换乘到达目的地，则将相应的公共交通线路、和导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径、及换乘站点之间需要步行的引导路径整合为公共交通引导路径，并执行步骤C；否则执行步骤B0。
所述的步骤B前还包括以下步骤：
M1：计算出发地到目的地之间的距离是否在预设的范围内，即判断出发地到目的地之间的距离是否可由用户步行在较短时间即可到达，如果是则执行步骤M2，如果否则执行步骤B1；
M2：导航装置在出发地到目的地之间规划步行街道的引导路径。
所述的步骤B0中，在显示公共交通引导路径规划失败后，还包括显示行车模式或步行模式的规划路径方式供用户选择的步骤。
本发明所述的导航系统由于内设了接收GPS定位信息的GPS接收装置和保存有公共交通工具站点数据的公共交通数据存储装置及公共交通引导路径生成模块，因此在进行导航时，可以生成基于公共交通工具的公共交通引导路径，使得用户可以依照此导航系统的提示，可以很好的将导航系统上的地图与实际乘坐的交通工具所走的道路对应起来，在乘坐公共交通工具时进行实时导航，使用非常方便。
【附图说明】
图1是现有技术中GPS导航系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中的GPS导航系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中的GPS导航系统使用的导航方法。
【具体实施方式】
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述的GPS导航系统的结构如图2所示，包括：
GPS接收装置16，用于接收GPS定位信息；
输入装置3，用于接收用户输入的信息，如接收用户输入设定的出发地、目的地信息等；
公共交通数据存储装置21，保存有公共交通工具站点数据，包括：公交车线路数据、每条公交车线路对应的公交站点数据、及地铁线路数据、每条地铁线路对应的地铁站点数据等，其存储形式与车载导航系统的普通道路数据的存储形式相类似；
公共交通引导路径生成模块17；与公共交通数据存储装置连接，用于根据用户输入的出发地、目的地信息，从公共交通数据存储装置中读取公共交通工具站点数据，生成基于公共交通工具的公共交通引导路径，并展示给用户；
路径引导模块12，用于接收GPS接收装置的GPS定位信息，依据公共交通引导路径生成模块17生成的公共交通引导路径开始导航。
其中，所述的公共交通引导路径生成模块包括以下子模块：
出发地周边站点检索子模块171，用于检索以出发地为中心，在出发地搜索范围内的公共交通站点；
目的地周边站点检索子模块172，用于检索以目的地为中心，在目的地搜索范围内的公共交通站点；
站点引导路径生成子模块173，与出发地周边站点检索子模块171和目的地周边站点检索子模块172连接，用于生成以经过出发地附近的公共交通站点为起点，以目的地附近的公共交通站点为终点的公共交通线路；
站点换乘引导路径生成子模块174，用于检索并根据实际需要生成相应的公共交通线路、导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径、及换乘站点之间需要步行的引导路径，并将其整合成公共交通线路；
辅助路径生成子模块175，用于生成出发地与站点引导路径生成子模块生成的起始站点的引导路径，及站点引导路径生成子模块生成的终止站点与目的地之间的引导路径；
引导路径合成子模块176，用于将站点引导路径生成子模块173生成的公共交通线路与辅助路径生成子模块175生成的引导路径合成为公共交通引导路径。
另外，所述的公共交通引导路径生成模块还包括当出发地到目的地之间的距离在预设的范围内时，在出发地到目的地之间规划步行街道的引导路径的步行引导检测子模块177。这使得当出发地到目的地之间的距离可由用户在较短时间步行即可到达时，直接规划步行街道的引导路径，引导用户步行到达。
上述GPS导航系统使用的导航方法流程如图3所示，包括以下步骤：
S1：导航装置接收用户输入设定的出发地信息：该出发地可以由用户设定或者是以导航装置的当前位置作为出发地；
S2：导航装置接收用户输入设定的目的地信息；
S3：导航装置向用户显示多种规划方法，如行车模式、步行模式，及我们新增的公共交通模式，供用户根据自己的需求选择；由于行车模式、步行模式都和现有技术中的实现相同，故本发明仅就用户选择了公共交通模式的情况进行说明；若用户选择公共交通模式，则执行步骤S4；
S4：现在许多城市的公共交通工具都包括公共汽车和地铁两种，而用户从其设定的出发地乘坐公共交通工具到达目的地也经常会出现换乘的情况，因此导航系统显示多种规划条件供用户选择，如：仅直达、一次换乘、多次换乘、地铁优先、公交优先、仅地铁、仅公交等；
S5：导航系统根据用户选择的规划方法规划合适的公共交通引导路径：其包括以下步骤(现以检测到用户选择的是多次换乘条件的具体实现为例，若用户选择的为仅直达、或一次换乘的条件，则在下面相对应步骤终止即可)：
S50：计算出发地到目的地之间的距离是否在预设的范围内(此预设的范围较小，为用户步行在较短时间即可到达的范围)，即判断出发地到目的地之间的距离是否可由用户在较短时间步行即可到达，如果是则进行S51，如果否则进行S52；
S51：导航装置在出发地到目的地之间规划步行街道的引导路径；由于出发地到目的地之间的距离在预设的范围内，表明出发地与目的地之间的距离较近，无需乘坐交通工具即可到达，因此，为方便用户使用，只需要规划步行街道的引导路径引导用户步行到达即可；
S52：导航系统以出发地为中心，在出发地搜索范围搜索是否有公共交通站点，如果没有则进行S7，如果有则进行S53；由于在出发地一定范围内没有公共交通站点，则表明由步行方式到达公共交通站点相当不便，由此显示规划失败，从而使用户选择其他方式规划路径；
S53：搜索经过出发地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点中是否有在以目的地为中心，在目的地搜索范围内的公共交通站点，即检测是否有直达的公共交通线路，如果有则进行S54，如果没有则进行S55；
S54：将此以经过出发地附近的公共交通站点为起点，以目的地附近的公共交通站点为终点的公共交通线路，与导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、及目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径，整合为公共交通引导路径，并执行步骤S6；
S55：检测经过出发地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点与经过目的地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点中是否有相同的停靠站点存在，即检测是否可以在同一站点直接换乘，如果有，则将此停靠站点设为中转站点，则执行步骤S56，如果没有则执行步骤S57；当然，当检测到符合要求的停靠站点为两个以上时，可以将这些站点配对组合，计算换乘方案，并根据中途停靠站点最少等条件进行择优排序，选择最优的停靠站点作为中转站点，再执行步骤S56；
S56：将此以经过出发地附近的公共交通站点为起点，途径步骤S55中检测到的中转站点换乘到以目的地附近的公共交通站点为终点的公共交通线路，与导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、及目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径，整合为公共交通引导路径，并执行步骤S6；这是当目的地与出发地不能直接到达时，进行的中转换乘路线的检索，例如，经过出发地附近的站点A的公交线路11，其有中间停靠站点B，而有在目的地一定范围以内的站点C的公交线路22，其也有中间停靠站点B，则表明，用户由站点A乘坐11路公交工具到达站点B后转乘22路公交工具，即可到达目的地；
S57：检测经过出发地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点与经过目的地附近的公共交通站点的公共交通线路的停靠站点中是否有相距距离在预设的换乘距离内的站点存在(预设的换乘距离可以根据用户的需要而设置)，即检测是否有可以预设的换乘距离内进行一次中转，如果有，将其分别设置为第一中转站点和第二中转站点，并转步骤S58；如果没有，则说明不能经过一次换乘达到目的地，则转步骤S59；
S58：将此以经过出发地附近的公共交通站点为起点，到第一中转站点为终点的公共交通线路、以第二中转站点到以目的地附近的公共交通站点为终点的公共交通线路、及导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、第一中转站点到第二中转站点之间的引导路径、目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径，整合为公共交通引导路径，并执行步骤S6；
S59：开始多次换乘是否能到达的检测，如果能经过多次换乘到达目的地，则将相应的公共交通线路、和导航系统分别生成的出发地到出发地附近的公共交通站点的引导路径、目的地附近的公共交通站点到达目的地的引导路径、及换乘站点之间需要步行的引导路径整合为公共交通引导路径，并执行步骤S6；否则执行步骤S7，即规划不成功；
S6：导航装置显示生成的公共交通引导路径，以方便用户依据此公共交通引导路径开始导航；
S7：导航装置显示公共交通引导路径规划失败，显示行车模式或步行模式的规划路径方式供用户选择，引导用户选择其他方式规划路径。
在生成了公共交通引导路径后，导航系统依据公共交通引导路径生成模块生成的公共交通引导路径开始导航，当用户到达出发地附近的公共交通站点、中途的换乘站点、及目的地附近的公共交通站点时，导航系统给出线路转换的提示，以方便用户的使用。其中，为了方便用户的使用，导航系统还可以根据地图计算用户当前与目的地、换乘时，两车站之间的距离、或者用户与出发地附近的公共交通站点、中途的换乘站点、及目的地附近的公共交通站点之间的距离等，显示给用户，方便用户了解。
本发明所述的导航系统由于内设了接收GPS定位信息的GPS接收装置和保存有公共交通工具站点数据的公共交通数据存储装置及公共交通引导路径生成模块，因此在进行导航时，可以生成基于公共交通工具的公共交通引导路径，使得用户可以依照此导航系统的提示，可以很好的将导航系统上的地图与实际乘坐的交通工具所走的道路对应起来，在乘坐公共交通工具时进行实时导航，使用非常方便。尤其适合于很多设有GPS模块的手机，在装载了本发明所述的GPS导航系统后，可以随身导航如何乘坐公共交通工具，特别方便用户的绿色出行。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。