導(dǎo)航設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

摘要：在網(wǎng)絡(luò)課件的設(shè)計(jì)中，導(dǎo)航是一個重要因素，可有效保證網(wǎng)絡(luò)課程的質(zhì)量，需要全面考慮和精心設(shè)計(jì)。良好的導(dǎo)航設(shè)計(jì)可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者有效的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的效率。本文從導(dǎo)航的作用入手，介紹了導(dǎo)航設(shè)計(jì)的原則以及導(dǎo)航設(shè)計(jì)的策略。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)課程；導(dǎo)航設(shè)計(jì)；策略；原則

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1引言

在這里我們說的“導(dǎo)航”是專指網(wǎng)絡(luò)課件中的導(dǎo)航模塊。網(wǎng)絡(luò)課件是通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的某門學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施的教學(xué)活動的總和，網(wǎng)絡(luò)課件的內(nèi)容是以超媒體信息組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息的組織。超媒體信息組織結(jié)構(gòu)是一種能很好地體現(xiàn)依序?yàn)橹行牡慕虒W(xué)思想的信息組織形式，它使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時可以自己制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)途徑，但是超媒體課件因信息結(jié)構(gòu)復(fù)雜和信息量大，易產(chǎn)生迷失路徑，增加不必要認(rèn)知負(fù)載。因此在用節(jié)點(diǎn)和鏈組成的超媒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，就需要導(dǎo)航模塊，它可允許使用者非線性地自由瀏覽，賦予了學(xué)習(xí)者更大的自由度，使他們可以在各種教學(xué)信息之間跳轉(zhuǎn)，既發(fā)揮超媒體的作用和特長，又便于學(xué)習(xí)者主動地、創(chuàng)新地進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時又可減少使用者的認(rèn)知負(fù)荷。明確清晰的導(dǎo)航可以給學(xué)習(xí)者指明當(dāng)前學(xué)習(xí)的路徑、可以達(dá)到的信息領(lǐng)域及學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的關(guān)系。簡言之，導(dǎo)航就是網(wǎng)絡(luò)課件中當(dāng)學(xué)習(xí)者迷航時，通過軟件提供的各種工具，以此達(dá)到操作或?qū)W習(xí)的目標(biāo)。

2導(dǎo)航的作用及其表現(xiàn)形式

2.1導(dǎo)航的作用

如上所述，課件中導(dǎo)航設(shè)計(jì)的重要作用在于引導(dǎo)學(xué)生圍繞教學(xué)目標(biāo)，提高學(xué)習(xí)效率，進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。從導(dǎo)航的概念中也可以看出導(dǎo)航模塊的具體作用可歸結(jié)為如下幾點(diǎn)：

(1) 使學(xué)習(xí)者能清楚地了解教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)概況，產(chǎn)生整體性結(jié)構(gòu)的概念；

(2) 讓學(xué)習(xí)者了解當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容在學(xué)習(xí)過程中、在課件的知識結(jié)構(gòu)體系中所處的位置；

(3) 讓學(xué)習(xí)者能根據(jù)學(xué)習(xí)過的知識、走過的路徑，確定下一步的前進(jìn)方向和路徑；

(4) 讓學(xué)習(xí)者能快速而簡捷地找到所需的信息，并以最佳的路徑找到這些信息，也可預(yù)設(shè)瀏覽路徑，減少學(xué)習(xí)者的探路時間。

(5) 讓學(xué)習(xí)者使用課件遇到困難時，能尋求到解決困難的方法，找到達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的最佳學(xué)習(xí)路徑；

(6) 對一些學(xué)習(xí)過程中容易遇到的問題，用幫助頁面的方式給出指導(dǎo)，提供解決問題的方法和途徑。

2.2網(wǎng)絡(luò)課件導(dǎo)航的表現(xiàn)形式

網(wǎng)絡(luò)課件的導(dǎo)航類型多樣，有基于學(xué)習(xí)位置的導(dǎo)航、基于學(xué)習(xí)過程的導(dǎo)航、基于知識點(diǎn)的導(dǎo)航、基于測試輔導(dǎo)的導(dǎo)航等類型，相應(yīng)的，導(dǎo)航的表現(xiàn)形式也是豐富多彩。目前網(wǎng)絡(luò)課件導(dǎo)航設(shè)計(jì)中常見的表現(xiàn)形式有以下幾種：

(1) 樹狀結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)課件導(dǎo)航設(shè)計(jì)的目錄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為常用，比較形象直觀。

(2) 下拉菜單。與樹狀結(jié)構(gòu)相比能夠節(jié)省頁面空間，便于課件其他素材的布置。但是其直觀程度沒有樹狀結(jié)構(gòu)明顯，操作也不夠方便。

(3) 列表框。主要用于對分類對象的導(dǎo)航，如章、節(jié)、知識點(diǎn)導(dǎo)航。它具有占用頁面空間少、可以任意布置頁面位置的優(yōu)點(diǎn)，并且可以包含更多的數(shù)據(jù)信息，但是其表現(xiàn)的直觀性弱于樹狀及下拉菜單。

(4) 動態(tài)頁面。是一種基于數(shù)據(jù)搜索查詢的導(dǎo)航，可以根據(jù)給定的關(guān)鍵詞從數(shù)據(jù)庫中搜索相應(yīng)的導(dǎo)航內(nèi)容。它主要應(yīng)用于“關(guān)鍵詞導(dǎo)航”、“基于學(xué)習(xí)過程的導(dǎo)航”以及“基于測試輔導(dǎo)的導(dǎo)航”中，方便學(xué)習(xí)者依據(jù)需要進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

3導(dǎo)航設(shè)計(jì)的策略

在網(wǎng)絡(luò)課件或網(wǎng)絡(luò)課程中，通常包含巨大的信息量，內(nèi)部信息之間的關(guān)系可能異常復(fù)雜。因此除了要求信息結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)合理之外，對信息的導(dǎo)航策略要求也很高。在網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)中，常見的導(dǎo)航策略有：

3.1信息隱形

“信息隱形”就是將不常用的或在一定的條件下才能使用的選擇工具暫時隱藏起來，只有在條件滿足時，才開放給用戶，這樣就減少了用戶的選擇。如菜單中常常有些項(xiàng)目顯示模糊，表明此時不能選擇該項(xiàng)目。再者，并不是所有按鈕，學(xué)習(xí)者可隨時使用，若當(dāng)前屏幕顯示的是文字信息，只有當(dāng)知識庫中有與該文字信息相關(guān)的圖像聲音等信息，圖像、聲音等按鈕才處于待激活狀態(tài)。

3.2電子書簽和電子筆記

電子書簽可以讓學(xué)習(xí)者在超媒體系統(tǒng)探索路徑上做下多個標(biāo)記，供下次學(xué)習(xí)參考；學(xué)習(xí)者使用電子筆記記下學(xué)習(xí)心得或?qū)ψ约河杏玫男畔⒖截惖诫娮庸P記中。

3.3安全返回

當(dāng)學(xué)習(xí)者在系統(tǒng)中迷路或遇到困難時，系統(tǒng)應(yīng)提供工具，讓學(xué)習(xí)者能夠“安全”退回大本營，回到中心結(jié)點(diǎn)，如在課件中設(shè)一“返回”按鈕，使學(xué)習(xí)者隨時可以回到系統(tǒng)的開頭。

3.4提供教學(xué)導(dǎo)向活動

多媒體網(wǎng)絡(luò)課件中包含教學(xué)活動的導(dǎo)航，具體來說，至少應(yīng)包括下列內(nèi)容：

(1) 首先應(yīng)包括系列化教學(xué)事件如明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、課程概覽、提示學(xué)前經(jīng)驗(yàn)、提供原則、例證、練習(xí)、評估和反饋等；

(2) 提供導(dǎo)航工具：目錄、菜單、圖標(biāo)、索引等。

(3) 應(yīng)給予學(xué)習(xí)者適當(dāng)?shù)目刂茩?quán)：在計(jì)算機(jī)輔導(dǎo)教學(xué)中，要達(dá)到個別化教學(xué)的目的，最容易做到也最可行的方法是經(jīng)由“學(xué)習(xí)者控制”，由學(xué)生根據(jù)自己的需求和偏愛來選擇信息的形式、數(shù)量、速度和路徑。盡管“學(xué)習(xí)者控制”的方法看起來頗為吸引人，但需謹(jǐn)慎，避免誤用了控制的權(quán)力，系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)監(jiān)控學(xué)習(xí)者，提供學(xué)習(xí)建議，提示重要的學(xué)習(xí)路徑，更重要的是評估學(xué)習(xí)成果，以診斷學(xué)習(xí)的困難并保證學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。

(4) 告知學(xué)習(xí)進(jìn)度：在傳統(tǒng)的印刷媒體呈現(xiàn)信息的方式中，學(xué)習(xí)者可以隨時瀏覽而得知自己的閱讀進(jìn)度，而在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中則不行。在多媒體課件中，當(dāng)學(xué)習(xí)者行經(jīng)每一章節(jié)或段落時，系統(tǒng)應(yīng)告知，以便了學(xué)習(xí)者了解進(jìn)度如路徑、頁數(shù)等的顯示。

4網(wǎng)絡(luò)課件導(dǎo)航設(shè)計(jì)案例

為了探索和實(shí)踐網(wǎng)絡(luò)課件的導(dǎo)航設(shè)計(jì)策略及原則，筆者所在的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制作了泰山學(xué)院“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”網(wǎng)絡(luò)課件，并在教學(xué)中應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的教學(xué)效果。

(1) 基于學(xué)習(xí)內(nèi)容的樹形導(dǎo)航

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”網(wǎng)絡(luò)課件設(shè)置了相關(guān)學(xué)習(xí)活動樹形導(dǎo)航，包括“教學(xué)大綱”、“試驗(yàn)大綱”、“電子教案”、“教學(xué)錄像”等模塊，同時以章、節(jié)、知識點(diǎn)的目錄結(jié)構(gòu)建立二級導(dǎo)航鏈接，分別呈現(xiàn)在頁面的左右邊，如圖1所示。通過導(dǎo)航，學(xué)生可以很方便地進(jìn)入各章節(jié)各模塊的學(xué)習(xí)，容易定位學(xué)習(xí)的位置，不易迷航。樹形導(dǎo)航結(jié)構(gòu)與內(nèi)容采用楨分離技術(shù)，使得課件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與課件的內(nèi)容設(shè)計(jì)分離開來，有效地減少了課件的制作冗余，更有利于設(shè)計(jì)者集中精力進(jìn)行內(nèi)容的設(shè)計(jì)；方便了課件的結(jié)構(gòu)修改，同時學(xué)習(xí)內(nèi)容也因?yàn)椴恍枰賳为?dú)附上結(jié)構(gòu)導(dǎo)航信息因此減少了頁面內(nèi)容，加快了頁面的打開速度。

(2) 基于學(xué)習(xí)測試輔導(dǎo)導(dǎo)航

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”網(wǎng)絡(luò)課件不但提供了基于學(xué)習(xí)內(nèi)容的樹形導(dǎo)航，同時還提供了基于學(xué)習(xí)測試輔導(dǎo)的導(dǎo)航，以下拉菜單的形式放置在每頁的上方，方便學(xué)習(xí)者自學(xué)、自測以及在線提問。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度及程度，有選擇性地進(jìn)入感興趣的學(xué)習(xí)模塊。

(3) 基于頁面內(nèi)三自由度的讀者位置導(dǎo)航

學(xué)習(xí)內(nèi)容模塊導(dǎo)航、章節(jié)知識點(diǎn)樹形結(jié)構(gòu)導(dǎo)航以及學(xué)習(xí)測試輔導(dǎo)導(dǎo)航提供了三個自由度的定位，學(xué)習(xí)者可以完全確定自己的學(xué)習(xí)位置，容易掌握自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度。并且它們都是基于界面內(nèi)的操作，在同一個界面上可以完成所有的操作，不會由于打開的界面太多而迷失方向，操作簡潔方便。

5導(dǎo)航設(shè)計(jì)原則

針對學(xué)習(xí)者的使用及反饋情況，我們認(rèn)為，在網(wǎng)絡(luò)課程的導(dǎo)航設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下的原則：

5.1明確性

無論采用什么導(dǎo)航策略，導(dǎo)航設(shè)計(jì)應(yīng)該明確，讓使用者能一目了然。具體表現(xiàn)為：能讓使用者明確自己的學(xué)習(xí)路徑，包含過去的和未來的；能讓使用者清楚了解自己所處的位置等。只有明確的導(dǎo)航才能真正引導(dǎo)的作用，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

5.2可理解

導(dǎo)航對于用戶應(yīng)是易于理解的。在表達(dá)形式上，要使用清楚、簡潔的示意圖、表格、圖像，甚至文字來表達(dá)，盡量少用用戶陌生、費(fèi)解的技術(shù)術(shù)語和概念，盡可能少的使用文本，更要避免使用無效字句。在顯示上，導(dǎo)航信息不要與系統(tǒng)其他信息混雜顯示在一起，應(yīng)顯示在專用窗口內(nèi)或固定區(qū)域中。對信息量大的導(dǎo)航方式還應(yīng)合理使用各種符號，并盡量使用色彩、外型變化、高亮度等方法強(qiáng)調(diào)其中的重要信息。

5.3完整性

完整是要求軟件所提供的導(dǎo)航具體、完整，可以讓用戶獲得整個軟件范圍內(nèi)的全域性導(dǎo)航，能涉及到軟件中全部的教學(xué)信息及其關(guān)系，盡可能解決使用者的所有問題。

5.4靈活性

導(dǎo)航信息與課件相關(guān)，更與使用者運(yùn)行軟件的當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)，因此導(dǎo)航策略應(yīng)該跟蹤用戶的當(dāng)前狀態(tài)，獲得與使用情況緊密相關(guān)的信息，了解用戶需要的信息，及時生成解決方案，讓用戶減少查看或處理無關(guān)信息的操作。

5.5提供咨詢

導(dǎo)航應(yīng)能提供用戶咨詢信息，它如同一個詢問處、咨詢部，當(dāng)用戶有需要的時候，能為使用者提供導(dǎo)航，其中所含信息應(yīng)僅供使用者參考。導(dǎo)航信息不應(yīng)中斷或影響使用者正在進(jìn)行的學(xué)習(xí)，也不能因此改變系統(tǒng)狀態(tài)，也就是說，導(dǎo)航信息不可以嚴(yán)重干擾、中斷或破壞系統(tǒng)的運(yùn)行。另外導(dǎo)航信息雖要明確但不應(yīng)過于引人注目，要避免它在用戶需要之前就吸引或干擾了使用者的注意力?？傊?，要保證是在用戶需要的情況下，并在盡可能少地干擾用戶的情況下向用戶提供。

5.6容易使用和操作

導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)在容易啟動的同時容易退出，或讓使用者以簡單的方式跳轉(zhuǎn)到想要去的部分，對于彈出式的導(dǎo)航窗口，可以定義按鈕、快捷操作鍵等作為導(dǎo)航信息的啟動事件，同時設(shè)計(jì)相應(yīng)的事件來完成離開或關(guān)閉導(dǎo)航窗口的操作，做到隨時進(jìn)入隨時退出。

5.7動態(tài)導(dǎo)航

導(dǎo)航信息可以說是一種引導(dǎo)，動態(tài)的引導(dǎo)能更好地適合使用者，解決用戶的具體問題。即時、動態(tài)地解決使用者的問題，是一個好導(dǎo)航必須具有的特點(diǎn)。

考慮到以上這些導(dǎo)航設(shè)計(jì)的原則，才能保證導(dǎo)航策略的有效，發(fā)揮出導(dǎo)航策略應(yīng)有的作用。

6結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)課件的導(dǎo)航是指導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)課程內(nèi)容的關(guān)鍵因素，故網(wǎng)絡(luò)課程的導(dǎo)航系統(tǒng)要清晰、明確、簡單、方便，要符合大多數(shù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)習(xí)慣和對知識掌握的人之心理。應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)課程瀏覽的縱向到底、橫向到邊，既能使學(xué)習(xí)者對某一個知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)深入下去，又能使學(xué)習(xí)者容易全面地了解章節(jié)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 吳偉敏. 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的信息迷航問題初探[J]. 中國電化教育, 2001, (10),52-53.

第2篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

1.導(dǎo)航結(jié)構(gòu)不清晰

一個優(yōu)秀的網(wǎng)站導(dǎo)航結(jié)構(gòu)能夠有效地幫助用戶解決4個問題：我在哪里；我可以到達(dá)哪些地方；我怎樣才能到達(dá)目標(biāo)地；我到達(dá)目標(biāo)地后怎樣才能回到我的出發(fā)點(diǎn)。但是，仍然有很多網(wǎng)站未能較好解決這些問題。筆者瀏覽以上6所婦幼保健院的網(wǎng)站發(fā)現(xiàn)，這些網(wǎng)站的導(dǎo)航結(jié)構(gòu)普遍存在如下問題：網(wǎng)站缺乏當(dāng)前位置，用戶不知道下一步怎樣走，不知道怎樣回到出發(fā)點(diǎn)，不知道所處的位置在哪（如廣西婦幼保健院）；頂部導(dǎo)航過多，缺乏下拉菜單導(dǎo)航即二級導(dǎo)航，用戶很難較快地找到自己想要的信息（如湖北省婦幼保健院）；二級導(dǎo)航位置不明顯或不適合用戶的閱讀習(xí)慣，使得用戶容易忽略二級導(dǎo)航的存在，致使用戶達(dá)不到想去的目標(biāo)地（如廣西婦幼保健院、北京婦幼保健院）。

2.缺乏輔導(dǎo)航

常見的輔導(dǎo)航有網(wǎng)站地圖和搜索引擎：網(wǎng)站地圖是一個網(wǎng)站所有鏈接的容器，以一個單獨(dú)的頁面顯示整個網(wǎng)站內(nèi)容分布情況，以便用戶快速了解整個網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)、框架、內(nèi)容分布，幫助迷失的用戶找到他們想看的頁面；搜索引擎是指根據(jù)一定的策略、運(yùn)用特定的計(jì)算機(jī)程序檢索網(wǎng)上信息工具，將縱橫交錯的網(wǎng)頁鏈接起來，允許用戶使用他們熟悉的術(shù)語檢索自己需要查找的內(nèi)容。在網(wǎng)站建設(shè)中，如果能很好地將網(wǎng)站地圖和搜索引擎結(jié)合使用，便能讓用戶快速準(zhǔn)確地找到目標(biāo)信息。以上6個網(wǎng)站中，有4個網(wǎng)站沒有網(wǎng)站地圖，有3個沒有搜索引擎，既有網(wǎng)站地圖又有搜索引擎的網(wǎng)站只有一所醫(yī)院，即北京婦幼保健院。這6所醫(yī)院的網(wǎng)站，除了黑龍江省婦幼保健院的網(wǎng)站信息和內(nèi)容較為簡單外，其余5所醫(yī)院的網(wǎng)站內(nèi)容和信息都比較復(fù)雜，若沒有相應(yīng)的輔導(dǎo)航工具，用戶容易迷航。以上數(shù)據(jù)表明，大多數(shù)醫(yī)院都不夠重視輔導(dǎo)航的作用，沒有深入了解用戶的需求。

3.導(dǎo)航鏈接文字意義不明確

文字是人類書寫語言的符號和交流信息的重要工具，在網(wǎng)站建設(shè)中，導(dǎo)航文字是用戶獲取信息的主要要素，如果鏈接的文字意思不夠明確或過于籠統(tǒng)，就會導(dǎo)致用戶不知道該鏈接到底指向一個什么內(nèi)容的頁面，不知道怎么找到所需的信息。

二、對醫(yī)院網(wǎng)站導(dǎo)航設(shè)計(jì)的建議

導(dǎo)航是連接用戶與內(nèi)容的橋梁，導(dǎo)航設(shè)計(jì)的優(yōu)劣及其是否易于使用都會直接影響用戶對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的獲取?？梢愿鶕?jù)用戶認(rèn)知心理相應(yīng)地對導(dǎo)航結(jié)構(gòu)、網(wǎng)站地圖、網(wǎng)站搜索等不同類型的導(dǎo)航進(jìn)行設(shè)計(jì)，有針對性地滿足不同用戶的需求，快速引導(dǎo)他們找到所需的信息。

1.導(dǎo)航結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)站的導(dǎo)航結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需注意4點(diǎn)：要保證整個網(wǎng)站中每個網(wǎng)頁的位置、內(nèi)容、視覺風(fēng)格統(tǒng)一；頂部導(dǎo)航要包括到達(dá)網(wǎng)站中不屬于內(nèi)容層次的重要元素的鏈接，并且每個子網(wǎng)都應(yīng)包含返回首頁的鏈接以及當(dāng)前位置；二級導(dǎo)航的位置最好保持固定不變，因?yàn)楣潭ǖ奈恢媚転橛脩糁敢较颍悦饷院?；避免過深的層級關(guān)系，如果二級導(dǎo)航比較多，可以考慮設(shè)置下拉菜單。根據(jù)用戶自上而下、從左到右的認(rèn)知過程，可以如圖1設(shè)置整個網(wǎng)站結(jié)構(gòu)。其中下拉菜單是隱蔽的，即當(dāng)鼠標(biāo)經(jīng)過頂部導(dǎo)航時，下拉菜單導(dǎo)航顯示出來，當(dāng)鼠標(biāo)離開頂部導(dǎo)航時，下拉菜單導(dǎo)航隱蔽起來。搜索框和網(wǎng)站地圖放在頂部，易引起用戶的注意，用戶可以方便快速地確定所需的信息。在文章的右上方提供當(dāng)前位置，可以方便學(xué)習(xí)者知道自己所處的位置，以免迷航。

2.搜索引擎設(shè)計(jì)

用戶如果對整個網(wǎng)站結(jié)構(gòu)沒有清晰認(rèn)識，當(dāng)其進(jìn)入網(wǎng)站時，一般會尋找搜索框輸入關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，如果關(guān)鍵詞與網(wǎng)站內(nèi)容相匹配，網(wǎng)站就會將檢索結(jié)果陳列出來。用戶的檢索過程看似簡單，實(shí)際上并不簡單，圖2顯示了用戶的檢索過程。從圖2可知，整個檢索過程中搜索這一步驟非常重要，可以說，用戶能否準(zhǔn)確地獲取所需的信息，搜索引擎起到關(guān)鍵性作用。實(shí)際搜索引擎的原理，可以看作3步：從互聯(lián)網(wǎng)上抓取網(wǎng)頁→建立索引數(shù)據(jù)庫→在索引數(shù)據(jù)庫中搜索排序。從互聯(lián)網(wǎng)上抓取網(wǎng)頁：利用能夠從互聯(lián)網(wǎng)上自動收集網(wǎng)頁的Spider系統(tǒng)程序，自動訪問互聯(lián)網(wǎng)，并沿著任何網(wǎng)頁中的所有URL鏈接到其它網(wǎng)頁，重復(fù)該過程，并把鏈接過的所有網(wǎng)頁收集回來。建立索引數(shù)據(jù)庫：由分析索引系統(tǒng)程序?qū)κ占貋淼木W(wǎng)頁進(jìn)行分析，提取相關(guān)網(wǎng)頁信息（包括網(wǎng)頁所在URL、編碼類型、頁面內(nèi)容包含的關(guān)鍵詞、關(guān)鍵詞位置、生成時間、大小、與其它網(wǎng)頁的鏈接關(guān)系等），根據(jù)一定的相關(guān)度算法進(jìn)行大量復(fù)雜計(jì)算，得到每一個網(wǎng)頁針對頁面內(nèi)容以及超鏈中每一個關(guān)鍵詞的相關(guān)度（或重要性），然后用這些相關(guān)信息建立網(wǎng)頁索引數(shù)據(jù)庫。在索引數(shù)據(jù)庫中搜索排序：當(dāng)用戶輸入關(guān)鍵詞搜索后，由搜索系統(tǒng)程序從網(wǎng)頁索引數(shù)據(jù)庫中找到符合該關(guān)鍵詞的所有相關(guān)網(wǎng)頁，因?yàn)樗邢嚓P(guān)網(wǎng)頁針對該關(guān)鍵詞的相關(guān)度早已算好，所以只需按照現(xiàn)成的相關(guān)度數(shù)值排序，相關(guān)度越高，排名越靠前，最后由頁面生成系統(tǒng)將搜索結(jié)果的鏈接地址和頁面內(nèi)容摘要等內(nèi)容組織起來返回給用戶。

3.網(wǎng)站地圖設(shè)計(jì)

網(wǎng)站地圖是為瀏覽者提供導(dǎo)航協(xié)助的重要方式之一，一般是以一個單獨(dú)的頁面顯示整個網(wǎng)站導(dǎo)航的分布情況。在選擇使用網(wǎng)站地圖時，必須考慮網(wǎng)站主頁設(shè)計(jì)風(fēng)格和網(wǎng)站頁面總數(shù)。如果網(wǎng)站主頁在設(shè)計(jì)過程中已具備顯示整個網(wǎng)站資源的功能，則可以選擇不使用網(wǎng)站地圖。如果網(wǎng)站地圖包含太多鏈接，則人們?yōu)g覽的時候容易迷失。因此，如果網(wǎng)站頁面總數(shù)超過了100個，就需要挑選出最重要的頁面。建議挑選下面這些頁面放到網(wǎng)站地圖中：院、科室設(shè)置頁面；管理機(jī)構(gòu)頁面；幫助頁面；位于轉(zhuǎn)化路徑上的所有關(guān)鍵頁面；訪問量最大的前10個頁面；如果有站內(nèi)搜索引擎，則挑選出從該搜索引擎出發(fā)點(diǎn)擊次數(shù)最高的那些頁面。

三、結(jié)語

用戶訪問網(wǎng)站的根本目的是獲取信息，導(dǎo)航的作用就是引導(dǎo)用戶瀏覽和查找信息，導(dǎo)航的效率越高，用戶就越可能對網(wǎng)站保持興趣。網(wǎng)站導(dǎo)航是網(wǎng)站信息結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)，它們應(yīng)該在網(wǎng)頁加載時立刻被顯示出來，這樣用戶就可以快速掃描導(dǎo)航選項(xiàng)，了解網(wǎng)站信息建構(gòu)。在導(dǎo)航設(shè)計(jì)中要避免舍本逐末，為了單獨(dú)追求視覺效果而采取動態(tài)導(dǎo)航，這樣不僅導(dǎo)致導(dǎo)航加載速度緩慢，同時也影響了部分計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力較差的用戶的操作。網(wǎng)站導(dǎo)航是技術(shù)與思想的結(jié)合體，既要利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，又要通過網(wǎng)站整理信息資源，并服務(wù)于用戶。

第3篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞] 抗傾覆 偏心作用 JCCAD

1 工程概況

本工程為某擴(kuò)建空管工程導(dǎo)航臺工程項(xiàng)目，反射網(wǎng)平臺高12層，高度為60.00米，鋼架結(jié)構(gòu)，底面積為36mx36m，軸網(wǎng)間距9mx9m。其上部結(jié)構(gòu)由某鋼結(jié)構(gòu)公司利用3D3S軟件設(shè)計(jì)計(jì)算，得出塔腳（柱底）反力，取其中兩組最不利工況（本文通過對比后，僅選其中雙向偏心的工況進(jìn)行分析）。在PKPM軟件的PKCAD中建立鋼結(jié)構(gòu)的簡易模型，僅作為輸入節(jié)點(diǎn)荷載的輔助模型使用。在JCCAD中，因上部結(jié)構(gòu)傳下來的荷載是考慮地震作用下的荷載設(shè)計(jì)值組合，所以在輸入荷載組合參數(shù)一項(xiàng)中，把“由永久荷載效應(yīng)控制永久荷載分項(xiàng)系數(shù)”、“由可變荷載效應(yīng)控制永久荷載分項(xiàng)系數(shù)”、“可變荷載分項(xiàng)系數(shù)”都輸為1，然后在“荷載編輯”中“點(diǎn)荷編輯”中輸入由3D3S軟件計(jì)算傳下的兩組最不利工況對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)荷載，進(jìn)行基礎(chǔ)的計(jì)算對比分析。依據(jù)勘察報告，本場地地下水屬潛水類型，年變化幅度約3.0m，近3～5年最高水位約10.5m，所以本工程不考慮抗浮對建筑物的影響。

由于軟件的局限性，在基礎(chǔ)的抗傾覆力矩計(jì)算及偏心荷載的地基基礎(chǔ)計(jì)算上，需要手工進(jìn)行復(fù)核。參照擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范，抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算采用公式 ， 取擋土墻（對本工程為地基基礎(chǔ)）基底前趾的抗傾覆力矩（KN?m）， 取擋土墻（對本工程為地基基礎(chǔ)）基底前趾的傾覆力矩（KN?m）?？箖A覆計(jì)算時計(jì)算對單軸（X、Y）作用下的傾覆力矩，驗(yàn)算抗傾覆。偏心荷載計(jì)算時參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中單項(xiàng)偏心荷載公式，分別計(jì)算對單軸（X、Y）偏心影響。

將各節(jié)點(diǎn)荷載簡化至形心，利用公式 ， ， ， 。 、 分別為各節(jié)點(diǎn)荷載在X、Y方向距形心的距離。經(jīng)計(jì)算后，得MX=70037KN?m，My=69633KN?m，剪力FX=-1750KN，F(xiàn)y=-1658KN，壓力N=5513KN。

2 筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和計(jì)算方法

依據(jù)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98），高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)埋置深度，采用天然地基時不宜小于 ，本工程基礎(chǔ)埋置深度取為4m，筏板厚度取為800mm，各邊挑出500mm。經(jīng)JCCAD軟件計(jì)算后，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求，筏板配筋采用雙層雙向C18@160，滿足最小配筋率及承載力的要求。現(xiàn)對手算復(fù)核過程簡述如下：

3 結(jié)語

本文基于工程實(shí)例，采用3D3S荷載導(dǎo)入PKPM的方法，對DVOR/DME臺鋼框架采用不同的基礎(chǔ)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，并采用手算復(fù)核基礎(chǔ)的安全合理性和富余度。通過PKPM軟件中JCCAD程序和現(xiàn)行國家規(guī)范的規(guī)定，得出最經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案，在此基礎(chǔ)上本文進(jìn)行了大量的人工復(fù)核工作，得出以下結(jié)論：

（1）采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底部無應(yīng)力區(qū)，且抗傾覆系數(shù)大于規(guī)范規(guī)定的限制，有一定的富裕度。

（2）通過計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)控制住了基礎(chǔ)的零應(yīng)力區(qū)，基本上已經(jīng)控制住了基礎(chǔ)的抗傾覆驗(yàn)算。至于其中的關(guān)聯(lián)程度，需要進(jìn)一步的研究探索。

本文是在3D3S軟件計(jì)算的基礎(chǔ)上，運(yùn)用PKPM的JCCAD程序進(jìn)行的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，屬于一種探索性嘗試，同時為了保證工程的安全合理，做了一系列手工復(fù)核工作。希望此設(shè)想和嘗試為同行工程師起來一定的借鑒作用。

[參考文獻(xiàn)]

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[3] YD-T 5131-2005 移動通信工程鋼塔桅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2006年版.北京：北京郵電大學(xué)出版社

第4篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：DVOR/DME導(dǎo)航臺 供電等級 負(fù)荷 接地防雷 人工接地極

一、導(dǎo)航臺負(fù)荷分級及導(dǎo)航設(shè)備機(jī)房分級

根據(jù)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，DVOR/DME導(dǎo)航臺用電按一級負(fù)荷設(shè)計(jì)，其中導(dǎo)航通信設(shè)備機(jī)房等特別重要的場所的部分用電按一級負(fù)荷別重要的負(fù)荷設(shè)計(jì)。

根據(jù)GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》，DVOR/DME導(dǎo)航臺的導(dǎo)航通信設(shè)備機(jī)房按A級機(jī)房設(shè)計(jì)，A級電子信息系統(tǒng)機(jī)房內(nèi)的設(shè)施應(yīng)按容錯系統(tǒng)配置，即同一時刻至少有兩套系統(tǒng)在工作。

二、供電設(shè)計(jì)

全向信標(biāo)/測距設(shè)備導(dǎo)航臺電氣設(shè)計(jì)分析以某全向信標(biāo)臺/測距臺為實(shí)例進(jìn)行分析。

DVOR/DME導(dǎo)航臺為機(jī)場內(nèi)無人值守導(dǎo)航臺，導(dǎo)航臺采用雙路供電，第一路由機(jī)場外變電所引來一路10kV高壓電，通過臺站內(nèi)的10/0.4kV箱式變電站轉(zhuǎn)化為0.4kV低壓電給設(shè)備供電。第二路由機(jī)場中心變電所引來一路0.4kV低壓電為設(shè)備供電，兩路電源在導(dǎo)航臺機(jī)房內(nèi)經(jīng)雙電源切換開關(guān)轉(zhuǎn)換成單路低壓電為設(shè)備供電。供電負(fù)荷情況：2臺空調(diào)2P空調(diào)（一主一備使用，夏天使用）1.8kW、2臺1.5kW電暖氣（冬天使用）、DVOR/DME設(shè)備功率2kW，導(dǎo)航臺總用電功率為5kW。

三、防雷設(shè)計(jì)

3.1 防護(hù)直擊雷

查表后某導(dǎo)航臺平均年雷暴日為27.7，根據(jù)《民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范》MH/T4020-2006中的規(guī)定確定防雷等級為二級。

通過滾球半徑45米計(jì)算，在DVOR反射網(wǎng)外1.5米處新建4根12米避雷針，沿天線陣每隔90度等圓周分布，此處側(cè)凈空限制高度為6米，12米避雷針6米以上做玻璃鋼易折處理（引下線采用BVR 50mm2多股銅線），6米以下為鋼管，玻璃鋼部分引下線為廠家在玻璃鋼內(nèi)部制作，鋼管部分引下線采用自身鋼管做引下線，在鋼管底部采用4×40mm鍍鋅扁鋼就近接入接地系統(tǒng)。

在監(jiān)控天線遠(yuǎn)離全向信標(biāo)方向1.5米處新建1根10米避雷針（含基礎(chǔ)），安裝方式和遮蔽圖詳見圖4-2。此處側(cè)凈空限制高度為6米，10米避雷針6米以上做玻璃鋼易折處理（引下線采用BVR 50mm2多股銅線），6米以下為鋼管，玻璃鋼部分引下線為廠家在玻璃鋼內(nèi)部制作，鋼管部分引下線采用自身鋼管做引下線，在鋼管底部采用4×40mm鍍鋅扁鋼就近接入接地系統(tǒng)。

3.2 電源SPD設(shè)計(jì)

SPD應(yīng)安裝在防護(hù)區(qū)的各個界面處，當(dāng)設(shè)備需要精細(xì)保護(hù)時，可采用多級SPD進(jìn)行防護(hù)，應(yīng)使各級SPD之間達(dá)到能量匹配，當(dāng)防護(hù)區(qū)模糊時，建議靠設(shè)備處加裝雙端口集成的SPD以克服單級SPD或多級SPD的缺點(diǎn)，雙端口SPD既提供了大的通流量，又提供了能量匹配和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。

第一級安裝在配電系統(tǒng)總出線處（配電柜處）；第二級安裝在各系統(tǒng)供配電柜（UPS配電箱處）內(nèi)；第三級安裝在導(dǎo)航設(shè)備前端，詳見圖4-1。各級SPD通流量分別為：第一級不小于20kA（10/350μs）（開關(guān)型），第二級不小于40kA（8/20μs）（限壓型），第三級不小于20kA（8/20μs）（限壓型），第四級不小于10kA（8/20μs）（限壓型）。

浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長度不應(yīng)大于0.5m，受條件限制時，可采用凱文接線法，接地線長度應(yīng)不大于1m。當(dāng)電壓開關(guān)型浪涌保護(hù)器至限壓型浪涌保護(hù)器之間的線路長度小于10m、限壓型浪涌保護(hù)器之間的線路長度小于5m時，在兩級浪涌保護(hù)器之間應(yīng)加裝退耦裝置。當(dāng)浪涌保護(hù)器具有能量自動配合功能時，浪涌保護(hù)器間的線路長度不受限制。

浪涌保護(hù)器（SPD）的連接導(dǎo)線最小截面積應(yīng)符合表4-1

表4-1 浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線最小截面積

四、接地設(shè)計(jì)

根據(jù)《民用航空通信導(dǎo)航3設(shè)施防雷技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，導(dǎo)航設(shè)施的接地阻值不大于4歐姆，本導(dǎo)航臺所在地土壤屬黑土地，含少量石塊經(jīng)實(shí)地勘測，土壤電阻率為89Ω/M ，測量時無降水，土壤性質(zhì)：黑土（相對濕度5%）。取季節(jié)系數(shù)ψ= 1.0 。本設(shè)計(jì)采用多根網(wǎng)格狀人工接地體設(shè)計(jì)。

對接地電阻進(jìn)行估算：單一垂直接地體的接地電阻為22.18Ω，采用9根接地體，成網(wǎng)格狀埋設(shè)時的接地電阻為2.97

所以本設(shè)計(jì)采用9根DN20、2.5m/根的要求。9根接地極成田字型埋設(shè)，埋設(shè)深度0.8m（接地體上端距地面0.8m）

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國建設(shè)部.JGJ 16-2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 [S]

[2]中國聯(lián)合工程公司.GB 50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2010

[3]中國電子工程設(shè)計(jì)院.GB 50174-2008 電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2009

第5篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

Abstract: In order to facilitate touring in some small area, such as tourist area, large-scale amusement house, where without traffic routes and easily lost, in this paper taking the STC 8-bit Single-Chip Microcomputer as the core, through serial communication receiving GPS module information, realized the corresponding relationship of small area navigator between geographic coordinates and self-made map. The navigator application test indicated that the navigator for buildings can fix an accurate position in 5-10 meters accuracy range and can be used in self-made small area map navigation.

關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；GPS；導(dǎo)航儀；自制地圖

Key words: Single-Chip Microcomputer；GPS；Navigator；Self-made small area map

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2011）05-0167-02

0引言

全球定位系統(tǒng)簡稱GPS（Global Positioning System），目前主要用于定位、導(dǎo)航、測量、精準(zhǔn)授時，頻率同步等方面，其中基于定位導(dǎo)航功能設(shè)計(jì)制作城市交通定位導(dǎo)航儀應(yīng)用最為廣泛。這些定位導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航區(qū)域大、地圖生成不易，對于類似于旅游區(qū)、大型游樂城等無交通路線易迷失的小區(qū)域，目前市場上還沒有相應(yīng)的定位導(dǎo)航儀，而使用目前市場上導(dǎo)航儀設(shè)計(jì)制作技術(shù)，為這些特定的區(qū)域定制導(dǎo)航儀往往成本相對過高。以實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)交通小區(qū)域地圖定位導(dǎo)航為目的，使用GPS模塊，STC89C52單片機(jī)，點(diǎn)陣液晶屏設(shè)計(jì)GPS導(dǎo)航儀，方案可行且適用強(qiáng)較強(qiáng)。

1導(dǎo)航儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 導(dǎo)航儀系統(tǒng)組成小區(qū)域地圖GPS導(dǎo)航儀由DP310 GPS模塊、STC89C52單片機(jī)，無字庫圖形液晶顯示器SG12864J三大主要部分組成。GPS模塊接收衛(wèi)星信號并計(jì)算出定位導(dǎo)航信息，通過串口通信將定位傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)負(fù)責(zé)GPS信息提取并進(jìn)行定位信息和地圖匹配，其結(jié)果由液晶屏進(jìn)行顯示。導(dǎo)航儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1.2 GPS模塊導(dǎo)航信息提取DP310 GPS模塊接收衛(wèi)星信號，經(jīng)過計(jì)算得出GPS模塊所在位置的經(jīng)度、緯度、海拔高度定位信息，并和接收到衛(wèi)星的數(shù)目，UTC時間等信息一起以NMEA-0183規(guī)定格式通過串口發(fā)送給單片機(jī)。單片機(jī)接收GPS模塊NMEA-0183格式信息，從NMEA-0183格式信息中提取此時GPS模塊所在位置的經(jīng)度、緯度、海拔以及此時UTC時間信息。本文設(shè)計(jì)的導(dǎo)航儀所需信息提取自GPRMC格式的信息。根據(jù)NMEA-0183格式信息規(guī)定，在“GPRMC，125215.384，A，3048.6212，N，10411.2042，E，，，170410，，*6”中，常用信息主要有：

125215.384表示UTC時間12點(diǎn)52分15秒384毫秒；

A表示定位信息正確（若為V表示接收機(jī)被遮擋，定位數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確）；

N表示北緯；3048.6212表示30度48.6212分（緯度）；

E表示東經(jīng)；10411.2042表示104度11.2042分（經(jīng)度）；

170410表示2010年4月17日。

單片機(jī)接收提取GPS模塊信息的過程是：單片機(jī)在主程序中開串口中斷后，等待產(chǎn)生串口中斷接收GPS模塊信息，在中斷服務(wù)程序中判斷所接收到的信息是不是GPRMC格式的信息。單片機(jī)串口程序只接收GPRMC格式的信息，并將接收到的信息保存在一個字符數(shù)組中，其他的GSP信息都被屏蔽掉。串口中斷提取GPRMC格式信息關(guān)鍵程序代碼如下：

void getdata(void)

{

int i;

for(i=0;i

{

tab[tabnum]=SCI_Getbyte();

tabnum++;

if(tab[0]!='')

{

tabnum=0;

}

if(tab[3]!='R')

{

tabnum=0;

tab[3]='R';

}

cpu_delay(30);

}

}

1.3 地圖生成與導(dǎo)航信息匹配本導(dǎo)航儀地圖生成以西南石油大學(xué)成都校區(qū)一期工程500面積為例，首先選擇一張西南石油大學(xué)一期工程建筑規(guī)劃圖，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自帶的畫圖板工具打開規(guī)劃圖，進(jìn)行編輯裁剪并保存為單色位圖二值文件，此二進(jìn)制地圖長256像素，寬128像素。生成的地圖如圖2所示。

使用字模提取工具打開此二值文件地圖，使用C51格式進(jìn)行取模，將此地圖轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可以識別的數(shù)組代碼，此地圖信息代碼與單片機(jī)程序一起編譯后下載到單片機(jī)中。串口中斷接收提取的GPS經(jīng)緯度信息為字符串形式，將字符串形式信息轉(zhuǎn)變?yōu)?0進(jìn)制經(jīng)緯度信息，精確到地理信息的“秒”，測量自制地圖四腳對應(yīng)地理區(qū)域經(jīng)緯度，建立地理坐標(biāo)與自制地圖像素點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系。在進(jìn)行定位導(dǎo)航時，先判斷GPS模塊所在地理坐標(biāo)，然后顯示此地理坐標(biāo)點(diǎn)所在的地圖，GPS模塊所在的地理坐標(biāo)處在地圖上閃爍顯示。地圖顯示及GPS模塊地理坐標(biāo)點(diǎn)閃爍定位導(dǎo)航關(guān)鍵程序代碼如下：

void dismap(unsigned int i,unsigned int j,unsigned int x,unsigned int y)

{

if(x>=0&&y>=0&&x

{

LCD256_PICTURE(map+j*8+i*256);

delay(10000);

LCD12864_DISPOT(x,y,pot); // y

delay(40000);

} //僅顯示地圖

else

{

LCD256_PICTURE(map+j*8+i*256);

delay(10000);

}

}

2結(jié)束語

此小區(qū)域GPS導(dǎo)航儀在西南石油大學(xué)成都校區(qū)進(jìn)行測試表明，導(dǎo)航儀能夠在自制小區(qū)域地圖中進(jìn)行室外定位導(dǎo)航，在5-10米精度范圍內(nèi)對于大建筑物的定位準(zhǔn)確。此小區(qū)域?qū)Ш絻x單片機(jī)芯片易于拆換，對不同小區(qū)域的地圖導(dǎo)航只需要重新生成地圖后，將地圖生成數(shù)據(jù)和定位程序稍做修改，編譯下載到單片機(jī)中就可以實(shí)現(xiàn)對新區(qū)域定位導(dǎo)航。在大型娛樂場所及無導(dǎo)游引導(dǎo)旅游區(qū)，此小區(qū)域?qū)Ш絻x具有較大實(shí)用價值。

參考文獻(xiàn)：

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[2]夏楓，胡達(dá).城市車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2004，（4）：72-74.

[3]向前勇.基于單片機(jī)的GPS導(dǎo)航裝置的設(shè)計(jì)[M].西南石油大學(xué)，2009，（5）.

第6篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】精密測距 塔康導(dǎo)航中頻

1 引言

目前國際流行的無線電導(dǎo)航方式中，精密測距（DME/P）系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)（Tactical Air Navigation System，簡稱塔康或TACAN）是兩種主要的技術(shù)手段。它們?yōu)槊考苓M(jìn)場飛機(jī)提供相對于引導(dǎo)點(diǎn)的飛機(jī)三維位置信息，保障飛機(jī)按要求軌跡進(jìn)場、著陸和滑跑，實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)場著陸。

其中精密測距DME/P采用雙模式工作，按飛機(jī)距地面臺的遠(yuǎn)近分為初始進(jìn)場模式（IA）和最后進(jìn)場模式（FA）。DME/P的初始進(jìn)場模式與塔康系統(tǒng)的測距完全相同，最后進(jìn)場模式也基于相同的工作原理，僅在脈沖波形和編碼上有所差別。

因此，從理論上可以設(shè)計(jì)一套能夠產(chǎn)生DME/P和塔康中頻信號的模擬器系統(tǒng)。這樣可以在很大程度上提升無線電導(dǎo)航信號研發(fā)和校準(zhǔn)檢測人員的工作效率。

2 無線電導(dǎo)航中頻信號產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本無線電導(dǎo)航信號產(chǎn)生系統(tǒng)主要包含以下幾個單元，分別是DME/P模擬中頻信號生成單元、塔康模擬中頻信號生成單元、開關(guān)切換單元和輸出接口。如圖1所示。

2.1 DME/P模擬中頻信號生成單元

該單元可生成符合DME/P標(biāo)準(zhǔn)的模擬中頻信號，該單元產(chǎn)生的信號將送往開關(guān)切換單元進(jìn)行選擇。此外，還在此單元預(yù)留了校準(zhǔn)接口，可完成對DME/P信號相關(guān)參數(shù)的溯源。

DME/P模擬中頻信號的產(chǎn)生主要通過DDS芯片和FPGA來完成。如圖2所示，DDS芯片是用來生成70MHz中頻載波信號，此正弦波波形一般達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，需要在之后進(jìn)行濾波處理，再送到下一級操作。FPGA 作為控制核心，用來完成與上位機(jī)通信、DDS芯片控制和產(chǎn)生符合DME/P信號要求的脈沖序列，而其中的脈沖序列與之前的中頻載波信號進(jìn)行調(diào)制，得到我們需要的中頻DME/P模擬信號。再通過電平控制單元得到我們需要的電平輸出。

模擬中頻信號生成單元的輸出分為了兩路。一路作為輸出信號送往開關(guān)切換單元中去；另一路作為溯源信號送入接口轉(zhuǎn)換模塊，作為校準(zhǔn)裝置溯源的一部分。激勵信號是被測直接傳輸給信號生成單元，當(dāng)接收到激勵信號后開始工作，生成DME/P模擬中頻信號。

生成DME/P模擬中頻信號時，載波的產(chǎn)生使用的是DDS芯片。由于DDS的固有特點(diǎn)，正弦波幅度值存在量化誤差、相位截?cái)嗾`差。通過DA轉(zhuǎn)換后的輸出正弦波波形達(dá)不到后續(xù)的要求。所以需要將輸出波形進(jìn)行濾波處理。

根據(jù)方案中信號的頻譜結(jié)構(gòu)和濾波器本身的傳輸特性，選擇了截止特性較好的橢圓函數(shù)濾波器進(jìn)行濾波電路的搭建。為了解決系統(tǒng)初始信號在濾波后信號幅度會隨頻率的增加而減少這一問題，設(shè)計(jì)了由電阻和LC并聯(lián)諧振回路構(gòu)成的校正電路。經(jīng)過校正電路與濾波器后，可得到較為理想的信號，具體電路如圖3所示。

2.2 塔康模擬中頻信號生成單元

塔康信號生成單元可生成符合塔康標(biāo)準(zhǔn)的模擬中頻信號，這個信號中包含了塔康信號特有的方位信息。該單元產(chǎn)生的信號將送往開關(guān)切換單元進(jìn)行選擇。此外，還在此單元預(yù)留了校準(zhǔn)接口，可完成對塔康信號相關(guān)參數(shù)的溯源。

塔康模擬中頻信號生成單元主要包括控制電路、載波信號產(chǎn)生電路、15Hz和135Hz包絡(luò)信號產(chǎn)生電路、調(diào)制電路和電平控制電路這五個部分。

如圖4所示，我們采用FPGA做為整個系統(tǒng)的控制核心。用來完成與上位機(jī)通信、DDS芯片控制、脈沖信號控制、包絡(luò)信號DDS產(chǎn)生這幾個功能。載波信號電路采用DDS芯片來產(chǎn)生70MHz中頻載波信號，該信號需要進(jìn)行濾波之后才能達(dá)到后續(xù)的使用要求。在TACAN系統(tǒng)中，信號的包絡(luò)由15Hz信號和135Hz信號疊加而成。擬采用DDS技術(shù)，使用FPGA進(jìn)行正弦波相位值的累加，送往DAC，由DAC輸出得到所需要的波形。此信號也需濾波之后才能后續(xù)使用。在調(diào)制電路中，我們需要進(jìn)行兩次調(diào)制。先對70MHz載波信號與脈沖信號進(jìn)行第一級調(diào)制，再將調(diào)制后形成的信號與外包絡(luò)信號進(jìn)行第二級調(diào)制，即可得到塔康模擬中頻信號。再通過電平控制單元得到我們需要的電平輸出。

與DME/P信號不同，塔康信號除能測量距離外，還包含有相位信息。塔康系統(tǒng)地面信標(biāo)發(fā)射的脈沖信號都是以脈沖對編碼（按照脈沖對內(nèi)脈沖之間的間隔不同編碼）構(gòu)成單元脈沖。由這樣的單元脈沖按照一定規(guī)則組成主基準(zhǔn)群、輔助基準(zhǔn)群、臺識別信號、應(yīng)該和隨機(jī)填充脈沖。

在塔康發(fā)射的復(fù)雜信號中，方位測量信號由主基準(zhǔn)脈沖群、15Hz方位粗測信號、輔基準(zhǔn)脈沖群和135Hz方位精測信號組成。主基準(zhǔn)脈沖群和15Hz信號用來區(qū)別360°全方位中40°的扇形區(qū)，而輔基準(zhǔn)脈沖群和135Hz信號則是用來確定一個40°扇形區(qū)之內(nèi)的精確的方位。

塔康信的函數(shù)為：s（t）=A0+A1 sin（2πft）+A2 sin（9×2πft）。式中：f=15Hz，A0為直流成分，A1、A2分別為大包絡(luò)和小包絡(luò)的調(diào)制度。經(jīng)調(diào)制后的信號攜帶方位信息，測方位時，根據(jù)主、輔基準(zhǔn)脈沖，計(jì)算出基準(zhǔn)與包絡(luò)相位斜率過零點(diǎn)之間的相位差，便完成定位工作。

15Hz/135Hz的包絡(luò)由FPGA控制DAC來具體實(shí)現(xiàn)。采用DDS技術(shù)，使用FPGA進(jìn)行正弦波相位值的累加，通過相位累加器的輸出，尋址正弦波幅值ROM表，最后把幅度值送到DAC，由DAC輸出得到所需要的波形。此波形需要進(jìn)行低通濾波后才能供后續(xù)使用。

對于塔康信號的生成來說，除了需要上面的載波濾波電路外，還需要對15Hz和135Hz外包絡(luò)信號進(jìn)行濾波。這里考慮采用集成運(yùn)算放大器AD817，結(jié)合適當(dāng)?shù)腞C電路，搭建三階巴特沃斯低通濾波器，截止頻率為200Hz，具體電路如圖5所示。

2.3 開關(guān)切換單元

該單元的輸入通路是DME/P模擬中頻信號和塔康模擬中頻信號，通過軟件配置選擇切換通路來進(jìn)行輸出。

3 結(jié)論

依照本文所述思路，搭建了無線電導(dǎo)航中頻信號產(chǎn)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過軟件設(shè)置產(chǎn)生DME/P或塔康導(dǎo)航中頻信號，且導(dǎo)航參數(shù)亦可通過軟件設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。

實(shí)際使用證明，該導(dǎo)航信號產(chǎn)生系統(tǒng)可以很好的滿足日?？蒲泻蜋z定校準(zhǔn)工作需要。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉江庭.數(shù)字化精密測距技術(shù)的研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（07）：161-163.

第7篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

設(shè)計(jì)價值來自用戶體驗(yàn)

“設(shè)計(jì)創(chuàng)造價值”始終是“金堂獎”倡導(dǎo)的主題。設(shè)計(jì)的價值如何衡量？創(chuàng)造的規(guī)律是什么？“金堂獎”發(fā)起人、中國建筑與室內(nèi)設(shè)計(jì)師網(wǎng)董事長謝海濤首度提出了“空間眷戀值”的概念，即以用戶駐留時間的長度來刻畫對空間的眷戀度，倡議參與“金堂獎”的設(shè)計(jì)師積極總結(jié)用戶在竣工空間中的體驗(yàn)感、眷戀值，以大數(shù)據(jù)的觀念和方法共同分享所采集的參數(shù)，總結(jié)生成“空間眷戀值”的設(shè)計(jì)規(guī)律，構(gòu)筑中國室內(nèi)設(shè)計(jì)的“操作系統(tǒng)”。

通過三年的努力，“金堂獎”借助數(shù)千件年度優(yōu)秀竣工作品的匯集，把零散的個體設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)整合為系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)，推動室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)“操作系統(tǒng)”的初步形成?！叭缤囕v的導(dǎo)航儀，讓每位設(shè)計(jì)師方向明確、輕松駕馭設(shè)計(jì)項(xiàng)目，讓用戶以更小的代價獲得更大的、可持續(xù)的人居幸福感?！敝x海濤說。

“金堂獎”從一個獎項(xiàng)上升為設(shè)計(jì)作品評價標(biāo)準(zhǔn)、建構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)“操作系統(tǒng)”的孵化器，為參與其中的設(shè)計(jì)師賦予了巨大的責(zé)任和榮譽(yù)，凝聚業(yè)內(nèi)力量、共同推動中國室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)的繁榮發(fā)展。

打造中國設(shè)計(jì)名片

即將于2013年9月在荷蘭召開的世界室內(nèi)設(shè)計(jì)大會（WIM）首次設(shè)立了“中國日”，全球70位演講嘉賓中，將有10位“金堂獎”獲得者作為演講嘉賓代表中國登頂世界設(shè)計(jì)舞臺?！敖鹛锚劇蓖苿又袊O(shè)計(jì)逐步形成了民族理念和設(shè)計(jì)語境體系，從而在全球設(shè)計(jì)體系的未來構(gòu)建中，擁有了從容的話語權(quán)和建設(shè)權(quán)。”

據(jù)了解，“金堂獎”國際化進(jìn)程的另一重磅舉措是在2013年得到有著“室內(nèi)設(shè)計(jì)聯(lián)合國”之稱的IFI（國際室內(nèi)建筑師設(shè)計(jì)師團(tuán)體聯(lián)盟）的認(rèn)證，并得到其在全球的同步推廣。2013年4月，“金堂獎”展開“歐洲之旅”，組織獲獎設(shè)計(jì)師在意大利、荷蘭等歐洲國家巡回推廣，進(jìn)行強(qiáng)勢傳播。

彰顯城市設(shè)計(jì)力量

“為百萬設(shè)計(jì)師吶喊，向千萬業(yè)主傳播”，在推動金堂獎參評作品及設(shè)計(jì)師的傳播機(jī)制上，“金堂獎”形成了活動傳播、網(wǎng)絡(luò)傳播、平媒傳播、視頻傳播、口碑傳播和定向傳播六大體系。形成覆蓋內(nèi)地30多個城市以及臺灣地區(qū)的設(shè)計(jì)師服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，全國服務(wù)團(tuán)隊(duì)達(dá)到約千人規(guī)模，令各地設(shè)計(jì)師的組織與交流方式發(fā)生了巨變，推動設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)形成以各城市為核心單元、全國一盤棋聯(lián)動的發(fā)展新格局。同時有效地提升設(shè)計(jì)師的形象與品牌，為設(shè)計(jì)師與業(yè)主搭建一個交流互通的橋梁。

第8篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

隨著北斗導(dǎo)航應(yīng)用的不斷推廣，國產(chǎn)導(dǎo)航芯片和模塊持續(xù)升級，各領(lǐng)域應(yīng)用對北斗導(dǎo)航產(chǎn)品性能提出新的要求：低成本、低功耗、小型化、高精度。

其中，GPS/BD多模導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)，很大程度滿足國內(nèi)外需求，集合MEMS慣性傳感器的組合導(dǎo)航模塊，進(jìn)一步豐富多層面用戶應(yīng)用。與傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)相比，衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航模塊，采用較低成本的MEMS慣性器件，極大降低導(dǎo)航系統(tǒng)成本、功耗和體積，與此同時，MEMS慣性器件具有瞬間較高精度的特點(diǎn)，彌補(bǔ)衛(wèi)星導(dǎo)航不連續(xù)、輸出頻率不高、易失鎖等不足[1~3]。

由于MEMS-IMU(IMU，慣性測量單元)精度仍處于較低水平，無法單獨(dú)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。通常采用MEMS-IMU與衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)、磁強(qiáng)計(jì)等相結(jié)合的方式，構(gòu)建組合導(dǎo)航模塊，實(shí)現(xiàn)較高精度姿態(tài)控制與導(dǎo)航定位[2]。

為了適合特定導(dǎo)航應(yīng)用，提出一種衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航模塊用工程化濾波算法。并在嵌入式平臺上實(shí)現(xiàn)。

衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航，通過算法實(shí)現(xiàn)角速度校準(zhǔn)，加速度校準(zhǔn)，以及磁校準(zhǔn)；估計(jì)載體姿態(tài)角度，位置和速度信息，并以較高的輸出速率實(shí)時更新。該系統(tǒng)中采用擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)估算并校準(zhǔn)系統(tǒng)狀態(tài)量。通過融合衛(wèi)星導(dǎo)航信息和磁強(qiáng)計(jì)信息，實(shí)時校準(zhǔn)系統(tǒng)姿態(tài)、位置、速度和傳感器誤差。該EKF融合算法，考慮到傳感器主要特性：零偏、標(biāo)度因數(shù)誤差、正交耦合誤差等。此外，由于磁強(qiáng)計(jì)感測地磁場強(qiáng)度時，會受到硬鐵和軟鐵干擾，因此在濾波器中對其進(jìn)行估計(jì)。在靜態(tài)情況下，系統(tǒng)姿態(tài)角誤差小于0.2°，航向角誤差小于0.5°。在動態(tài)情況下，姿態(tài)角與航向角誤差小于1°，如果衛(wèi)星導(dǎo)航突然中斷，將能持續(xù)30秒，定位精度維持在20米內(nèi)。

模塊設(shè)計(jì)

綜合考慮成本、功耗、體積、可靠性等因素，衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航模塊采用嵌入式平臺開發(fā)方案[6]，如圖1所示。系統(tǒng)由處理器、MEMS-IMU、GPS/BD多模導(dǎo)航接收機(jī)、磁強(qiáng)計(jì)等重要部件組成。

姿態(tài)與航向校準(zhǔn)算法

理想情況下，將陀螺感測的角速度信息融入姿態(tài)處理器，在獲悉載體初始姿態(tài)情況下，同時認(rèn)為陀螺的輸

出比較精準(zhǔn)，一般的解算足以獲得夠用的姿態(tài)信息。然而，通常初始姿態(tài)無法準(zhǔn)確獲得，陀螺和加速度計(jì)都遭受隨機(jī)漂移、失準(zhǔn)角誤差、加速度敏感誤差、標(biāo)度因數(shù)誤差及其非線性等因素的影響，磁強(qiáng)計(jì)存在磁感應(yīng)失真等。如圖2所示，通過工裝將模塊安裝于測試設(shè)備上，設(shè)計(jì)合理標(biāo)定流程和算法，便可獲得陀螺和加速度計(jì)常值零偏、標(biāo)度因數(shù)、失準(zhǔn)角誤差量等關(guān)鍵參數(shù)。

通常在組合模塊安裝好之后，對磁強(qiáng)計(jì)的誤差和干擾進(jìn)行校準(zhǔn)。姿態(tài)與航向解算中，陀螺的漂移引起的誤差最大，如果沒有濾波算法，解姿信息將不斷偏離真實(shí)數(shù)值。該卡爾曼濾波器提供在線陀螺漂移校準(zhǔn)，加速度計(jì)提供重力軸系參考，磁強(qiáng)計(jì)通過與加速度計(jì)配合，提供航向參考。

姿態(tài)估計(jì)算法中，提供穩(wěn)定的三維歐拉角roll、pitch、yaw，為了提高精度并避免奇異，采用四元數(shù)法實(shí)時更新方向余弦矩陣。MEMS陀螺感測到載體角速度，通過差分方程實(shí)時更新姿態(tài)四元數(shù)，同時獲得更新后的方向余弦矩陣，從而獲得姿態(tài)角的更新。

卡爾曼濾波器姿態(tài)校準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)，之所以能夠改善性能，主要在于它能夠準(zhǔn)確估計(jì)出陀螺的漂移和姿態(tài)誤差。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：濾波器估計(jì)了絕對姿態(tài)誤差，因而無論是哪一部分誤差污染了姿態(tài)角，都可以直接用其來校準(zhǔn)姿態(tài)角輸出。姿態(tài)與航向校準(zhǔn)模塊，采用EKF，包含兩個部分：線性姿態(tài)誤差與陀螺漂移模型，非線性姿態(tài)四元數(shù)誤差模型。狀態(tài)模型基于陀螺輸出數(shù)據(jù)，預(yù)測姿態(tài)誤差和陀螺漂移，量測模型采用真實(shí)世界的姿態(tài)誤差量測值校準(zhǔn)預(yù)測部分，該姿態(tài)誤差量測值由加速度計(jì)與磁強(qiáng)計(jì)獲得。這兩個參考數(shù)據(jù)源向卡爾曼濾波器提供適當(dāng)?shù)闹眯潘絒4]。

航姿模塊路測試驗(yàn)

為了能夠正確推算模塊的姿態(tài)、速度、位置等信息，準(zhǔn)確對準(zhǔn)初始姿態(tài)是十分必要的。由于低精度MEMS陀螺不能感測到地球自轉(zhuǎn)角速率，因此不能采用傳統(tǒng)的自對準(zhǔn)方法實(shí)現(xiàn)初始化對準(zhǔn)?；谙到y(tǒng)方案，將磁強(qiáng)計(jì)與MEMS加速度計(jì)進(jìn)行組合，構(gòu)成測姿模塊，實(shí)現(xiàn)初始化對準(zhǔn)。如圖2所示，單片磁強(qiáng)計(jì)由三軸正交磁阻傳感器與數(shù)字化ASIC接口構(gòu)成，磁強(qiáng)計(jì)不能單獨(dú)確定航向角，需要MEMS-IMU模塊中的加速度計(jì)配合，輔助磁強(qiáng)計(jì)精確確定航向角[2]。

跑車實(shí)驗(yàn)：沿著一小區(qū)跑車，該小區(qū)有高樓，有樹蔭，其具體的姿態(tài)

衛(wèi)星/MEMS組合濾波

導(dǎo)航解算

由于MEMS陀螺不同于傳統(tǒng)高精度陀螺，其不能感測地球相對于慣性空間的旋轉(zhuǎn)速率，因而無法使用傳統(tǒng)的導(dǎo)航解算公式去實(shí)時推算速度和位置。如圖4所示，為捷聯(lián)解算算法流程。

組合濾波算法

衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航模塊實(shí)現(xiàn)方案如圖5所示，MEMS-SINS模塊與衛(wèi)星導(dǎo)航模塊是彼此獨(dú)立的兩個部分，此框圖顯示了以MEMS-SINS和衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的速度/位置信息做差作為量測量。松耦合組合導(dǎo)航通常有兩種形式：開環(huán)與閉環(huán)，如圖5所示，該技術(shù)方案采用閉環(huán)形式，將卡爾曼濾波估計(jì)出的各種誤差反饋至MEMS-SINS模塊，改善系統(tǒng)性能[5]。

組合導(dǎo)航路測試驗(yàn)

與傳統(tǒng)高精度捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不同的是，MEMS-SINS模塊無法感測地球自轉(zhuǎn)角速率，地球的自轉(zhuǎn)角速率完全淹沒在MEMS陀螺的噪聲之中，當(dāng)載體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，認(rèn)為陀螺輸出角速率為0。MEMS-SINS誤差方程修正如下所示：

姿態(tài)誤差方程為： nnb

?分別為陀螺隨機(jī)常值漂移和加速度計(jì)隨機(jī)常值零偏。具體卡爾曼濾波算法功能通過軟件代碼實(shí)現(xiàn)。

通過軟件實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的捷聯(lián)算法與組合濾波算法。重點(diǎn)研究了采用EKF組合算法之后的系統(tǒng)誤差狀態(tài)向量的估計(jì)情況。并通過matlab軟件對衛(wèi)星/MEMS組合中的各種誤差向量估計(jì)做仿真觀測。并在實(shí)際路測環(huán)境下，獲得導(dǎo)航全參數(shù)。如圖6所示為路測試驗(yàn)專用車。

如圖7所示，紅色為衛(wèi)星導(dǎo)航，藍(lán)色為組合導(dǎo)航，當(dāng)試驗(yàn)車路過城市峽谷時，由于遮擋和多路徑效應(yīng)等，衛(wèi)星導(dǎo)航出現(xiàn)較大偏差，而組合導(dǎo)航表現(xiàn)良好。

如圖8所示，當(dāng)路測試驗(yàn)車進(jìn)入地下車庫時，衛(wèi)星導(dǎo)航立刻中斷，而組合導(dǎo)航依然能夠維持導(dǎo)航能力。

當(dāng)衛(wèi)星導(dǎo)航信號中斷，組合導(dǎo)航

硬件平臺

本文以GPS/BD多模導(dǎo)航接收機(jī)、MEMS-IMU、磁強(qiáng)計(jì)構(gòu)成的超低成本微小型組合導(dǎo)航模塊為研究對象，結(jié)合實(shí)際需求，設(shè)計(jì)組合導(dǎo)航架構(gòu)；通過比較傳統(tǒng)SINS與現(xiàn)代MEMSSINS，提出實(shí)用的MEMS-SINS的初始化方案和捷聯(lián)解算算法；基于MEMSIMU，給出衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航模塊工程化的濾波算法，實(shí)現(xiàn)非線性連續(xù)系統(tǒng)的線性離散化。仿真與實(shí)測試驗(yàn)結(jié)果表明：在MEMS-IMU精度較低的情況下，通過相關(guān)算法的合理設(shè)計(jì)，仍可以實(shí)現(xiàn)較高精度導(dǎo)航。圖9展示了自主設(shè)計(jì)的衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航模塊和集成開發(fā)軟件平臺。

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第9篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

[摘要]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以全天候全地域完成人類力不能及的一些事情，但國外少數(shù)發(fā)達(dá)國家已擁有基于gps的油路監(jiān)測系統(tǒng)，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在這一方面的應(yīng)用還存在很多空白，需要我們填補(bǔ)。本系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)輸油管道內(nèi)的險情，并發(fā)出警告信號，給予人們充分的時間進(jìn)行準(zhǔn)備，避免國家財(cái)產(chǎn)安全受到損害。

[

關(guān)鍵詞 ]北斗衛(wèi)星；輸油管道；泄漏監(jiān)測；告警

1.研究背景及意義

2013年11月22日上午山東青島黃島經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)中石化黃淮輸油管線泄漏引發(fā)重大爆然事故造成62人遇難，136人受傷的重大人員財(cái)產(chǎn)損失，這件事引起了中央地方各級領(lǐng)導(dǎo)們的高度重視，也產(chǎn)生了巨大的影響。本文提出的基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在輸油管道泄漏監(jiān)測方面的方案，可以很好的解決泄漏不能及時發(fā)現(xiàn)的難題，節(jié)省了很多人力物力，也能為國家在這方面的研究提供幫助。

2.設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)是基于北斗衛(wèi)星通訊，校時，定位的油路探測系統(tǒng)，主要分為三大模塊，監(jiān)測端、節(jié)點(diǎn)-北斗端、計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心端。整體工作流程為：1、監(jiān)測端從油路起點(diǎn)放入，此時其為球狀待機(jī)模式；2、待監(jiān)測端經(jīng)過一段油路的始節(jié)點(diǎn)時開始工作，主體展開，開始監(jiān)測；3、當(dāng)檢測到油路有問題時，記錄數(shù)據(jù)并存儲；4、經(jīng)過下一節(jié)點(diǎn)時，向節(jié)點(diǎn)-北斗端發(fā)送故障位置相關(guān)數(shù)據(jù)；5、節(jié)點(diǎn)-北斗端通過其短報文功能，經(jīng)北斗衛(wèi)星將故障信息發(fā)送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心端，并將北斗衛(wèi)星傳來的定位與授時信息傳給監(jiān)測端，用于其慣導(dǎo)模塊的校準(zhǔn)；6、當(dāng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心端收到衛(wèi)星傳來的故障位置信息后，對其分析、危險等級評估及采取后續(xù)措施。

3.工作原理

3.1監(jiān)測端。3.1.1硬件組成.本監(jiān)測端主要由超聲波探傷模塊、慣性導(dǎo)航模塊、無線電信息傳輸模塊、供電模塊、內(nèi)置存儲器、高性能的雙核cell處理器及電控可伸縮支架等組成。3.1.2功能.此監(jiān)測端主要是實(shí)現(xiàn)對管道的日常監(jiān)測、漏點(diǎn)的查找，以及通過慣性導(dǎo)航對漏點(diǎn)進(jìn)行定位。3.1.3詳細(xì)工作原理。（一）支架。當(dāng)監(jiān)測端進(jìn)入管道后，支架伸展開，中間的兩個主支架中間安放超聲波、慣導(dǎo)、無線電、供電、內(nèi)置存儲器、雙核cell處理器等主模塊。兩端六個輔助支架的末端安裝有萬向輪。其中可伸縮支架由八個高強(qiáng)度的輕質(zhì)電控可伸縮拉桿組成，每一個可伸縮拉桿可根據(jù)情況收縮。

當(dāng)監(jiān)測端在管道中行進(jìn)時，輔助支架末端的萬向輪將接近管壁，從而保證了監(jiān)測端在流體中的穩(wěn)定性。輔助支架可以隨管道粗細(xì)的變換而伸縮。當(dāng)管道直徑發(fā)生變化，輔助支架可通過傳感器的探測結(jié)果進(jìn)行伸縮量的調(diào)整。（二）供電模塊。供電模塊主要采用微型風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)。微型風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)可通過扇葉的轉(zhuǎn)動將流體的動能轉(zhuǎn)化為扇葉的機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)對其他耗電模塊的供電。（三）處理器。本設(shè)計(jì)中擬采用雙核cell處理器。它的優(yōu)點(diǎn)是處理速度快、效率高，而且體積小、微型化，有利于更好更快的對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而更高效的做出判斷。（四）超聲波探傷模塊。此探傷模塊可以向四周管壁發(fā)射超聲波，超聲波通過管壁反射回來被接受器接受。探傷模塊的處理器可以對反射波進(jìn)行綜合的分析，并判斷出是否存在漏點(diǎn)與裂痕。（五）內(nèi)置存儲器。此處的內(nèi)部存儲器選用flash閃存類存儲器。Flash閃存是非易失性存儲器，有很好的信息存儲性能與讀寫性能，這正好滿足監(jiān)測端的存儲需求。（六）慣性導(dǎo)航模塊。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要是以陀螺儀和加速度儀為主，對加速度進(jìn)行時間的積分，并通過一系列的計(jì)算，從而得到其加速度、速度、位置等信息的導(dǎo)航系統(tǒng)。（七）無線電信息傳輸模塊。由慣導(dǎo)模塊測得的漏點(diǎn)位置信息暫時存儲在內(nèi)置存儲器中，當(dāng)監(jiān)測端到達(dá)該段管道的末端節(jié)點(diǎn)時，無線電模塊將會把信息傳輸給節(jié)點(diǎn)處的無線電接收端，并由該接收端將信息傳給北斗模塊。

3.2節(jié)點(diǎn)-北斗定位端。3.2.1結(jié)構(gòu)及硬件組成。此部分由地上和地下（管道節(jié)點(diǎn)處）兩大部分組成，而供電靠太陽能電池板供電。地上為北斗終端，地下為管道節(jié)點(diǎn)處的無線電信息傳輸設(shè)備（以下稱為節(jié)點(diǎn)端），北斗端在節(jié)點(diǎn)端的正上方，兩者通過有線方式連接進(jìn)行信息傳輸。3.2.2功能及工作原理。（一）北斗端的雙重功能。一方面，北斗端通過北斗衛(wèi)星定位獲得位置信息，并通過有線傳輸?shù)姆绞絺鹘o節(jié)點(diǎn)端，再由其傳給管中的監(jiān)測端，從而為監(jiān)測端中慣導(dǎo)模塊提供校準(zhǔn)位置信息；另一方面，當(dāng)管內(nèi)無線電模塊傳來漏點(diǎn)位置信息時，由節(jié)點(diǎn)端接收并且通過有線方式傳給北斗端，并由其獨(dú)有的短報文信息傳輸功能將位置信息及告警信息通過衛(wèi)星傳輸出去。（二）節(jié)點(diǎn)端的雙重功能。一方面，北斗端通過北斗衛(wèi)星定位所得的位置信息需要通過此節(jié)點(diǎn)端傳輸給管中的監(jiān)測端，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測端中慣導(dǎo)模塊的位置校準(zhǔn)；另一方面，慣導(dǎo)模塊所得的漏點(diǎn)位置信息需要通過節(jié)點(diǎn)端傳輸給北斗端，并由北斗端進(jìn)行短報文信息傳輸。（三）太陽能供電模塊。由于節(jié)點(diǎn)-北斗端中的節(jié)點(diǎn)端和北斗端都需要長時間供電，而在地下的節(jié)點(diǎn)端處提供電源必然會增加電路的鋪設(shè)難度，故本設(shè)計(jì)采用地上北斗端的太陽能供電。

3.3計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心端。依據(jù)北斗終端通過其獨(dú)有的短報文從衛(wèi)星傳來的位置坐標(biāo)信息及油路泄漏點(diǎn)的數(shù)量，大致確定漏油點(diǎn)以及告警等級；同時也會生成告警信號提示值班的監(jiān)控工作人員，生成告警信號會以蜂鳴告警或語音告警的形式、警告燈閃爍等方式表現(xiàn)出來；在確認(rèn)信息無誤后，工作人員會采取一系列的后續(xù)措施，包括及時使相應(yīng)管道段斷流、派相關(guān)人員修理管道、通知消防部門協(xié)助等。告警點(diǎn)的位置坐標(biāo)以及告警的等級都會在監(jiān)控端的監(jiān)控計(jì)算機(jī)中看到。

4.發(fā)展前景

本設(shè)計(jì)具有體積小、密封性強(qiáng)、抗震性好、質(zhì)量輕、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。通過上述模塊相互間的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)對油路的實(shí)時監(jiān)測，并通過數(shù)據(jù)的處理及存儲，獲得地下管道的工作狀態(tài)，對潛在的危險進(jìn)行預(yù)警。此方案全程自動化，大大減少工作人員數(shù)目，降低公作風(fēng)險。達(dá)到對漏點(diǎn)精準(zhǔn)快報告，從而減少國家的財(cái)產(chǎn)人員損失。

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