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(gè)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(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1引言

在這里我們說(shuō)的“導(dǎo)航”是專(zhuān)指網(wǎng)絡(luò)課件中的導(dǎo)航模塊。網(wǎng)絡(luò)課件是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的某門(mén)學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)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(shí)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(xiàn)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(zhǎng)，又便于學(xué)習(xí)者主動(dòng)地、創(chuàng)新地進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)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(jiǎn)言之，導(dǎo)航就是網(wǎng)絡(luò)課件中當(dāng)學(xué)習(xí)者迷航時(shí)，通過(guò)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(guò)程中、在課件的知識(shí)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(guò)的知識(shí)、走過(guò)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(jiǎn)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(shí)間。

(5) 讓學(xué)習(xí)者使用課件遇到困難時(shí)，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(duì)一些學(xué)習(xí)過(guò)程中容易遇到的問(wèn)題，用幫助頁(yè)面的方式給出指導(dǎo)，提供解決問(wèn)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(lèi)型多樣，有基于學(xué)習(xí)位置的導(dǎo)航、基于學(xué)習(xí)過(guò)程的導(dǎo)航、基于知識(shí)點(diǎn)的導(dǎo)航、基于測(cè)試輔導(dǎo)的導(dǎo)航等類(lèi)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(jiàn)的表現(xiàn)形式有以下幾種：

(1) 樹(shù)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(shù)狀結(jié)構(gòu)相比能夠節(jié)省頁(yè)面空間，便于課件其他素材的布置。但是其直觀程度沒(méi)有樹(shù)狀結(jié)構(gòu)明顯，操作也不夠方便。

(3) 列表框。主要用于對(duì)分類(lèi)對(duì)象的導(dǎo)航，如章、節(jié)、知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)航。它具有占用頁(yè)面空間少、可以任意布置頁(yè)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(shù)狀及下拉菜單。

(4) 動(dòng)態(tài)頁(yè)面。是一種基于數(shù)據(jù)搜索查詢(xún)的導(dǎo)航，可以根據(jù)給定的關(guān)鍵詞從數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)程的導(dǎo)航”以及“基于測(cè)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(duì)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(jiàn)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(shí)隱藏起來(lái)，只有在條件滿(mǎn)足時(shí)，才開(kāi)放給用戶(hù)，這樣就減少了用戶(hù)的選擇。如菜單中常常有些項(xiàng)目顯示模糊，表明此時(shí)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(shí)使用，若當(dāng)前屏幕顯示的是文字信息，只有當(dāng)知識(shí)庫(kù)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(shū)簽和電子筆記

電子書(shū)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(gè)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)?duì)自己有用的信息拷貝到電子筆記中。

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(shí)，系統(tǒng)應(yīng)提供工具，讓學(xué)習(xí)者能夠“安全”退回大本營(yíng)，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(shí)可以回到系統(tǒng)的開(kāi)頭。

3.4提供教學(xué)導(dǎo)向活動(dòng)

多媒體網(wǎng)絡(luò)課件中包含教學(xué)活動(dòng)的導(dǎo)航，具體來(lái)說(shuō)，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(píng)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(gè)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(ài)來(lái)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(lái)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(píng)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(shí)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(shí)，系統(tǒng)應(yīng)告知，以便了學(xué)習(xí)者了解進(jìn)度如路徑、頁(yè)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(shù)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(dòng)樹(shù)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(shí)以章、節(jié)、知識(shí)點(diǎn)的目錄結(jié)構(gòu)建立二級(jí)導(dǎo)航鏈接，分別呈現(xiàn)在頁(yè)面的左右邊，如圖1所示。通過(guò)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(shù)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(kāi)來(lái)，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(shí)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(yè)面內(nèi)容，加快了頁(yè)面的打開(kāi)速度。

(2) 基于學(xué)習(xí)測(cè)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(shù)形導(dǎo)航，同時(shí)還提供了基于學(xué)習(xí)測(cè)試輔導(dǎo)的導(dǎo)航，以下拉菜單的形式放置在每頁(yè)的上方，方便學(xué)習(xí)者自學(xué)、自測(cè)以及在線(xiàn)提問(wèn)。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(yè)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(shí)點(diǎn)樹(shù)形結(jié)構(gòu)導(dǎo)航以及學(xué)習(xí)測(cè)試輔導(dǎo)導(dǎo)航提供了三個(gè)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(gè)界面上可以完成所有的操作，不會(huì)由于打開(kāi)的界面太多而迷失方向，操作簡(jiǎn)潔方便。

5導(dǎo)航設(shè)計(jì)原則

針對(duì)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(wú)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(guò)去的和未來(lái)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(duì)于用戶(hù)應(yīng)是易于理解的。在表達(dá)形式上，要使用清楚、簡(jiǎn)潔的示意圖、表格、圖像，甚至文字來(lái)表達(dá)，盡量少用用戶(hù)陌生、費(fèi)解的技術(shù)術(shù)語(yǔ)和概念，盡可能少的使用文本，更要避免使用無(wú)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(zhuān)用窗口內(nèi)或固定區(qū)域中。對(duì)信息量大的導(dǎo)航方式還應(yīng)合理使用各種符號(hào)，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(hù)獲得整個(gè)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(wèn)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(hù)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(hù)需要的信息，及時(shí)生成解決方案，讓用戶(hù)減少查看或處理無(wú)關(guān)信息的操作。

5.5提供咨詢(xún)

導(dǎo)航應(yīng)能提供用戶(hù)咨詢(xún)信息，它如同一個(gè)詢(xún)問(wèn)處、咨詢(xún)部，當(dāng)用戶(hù)有需要的時(shí)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(shuō)，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(guò)于引人注目，要避免它在用戶(hù)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(hù)需要的情況下，并在盡可能少地干擾用戶(hù)的情況下向用戶(hù)提供。

5.6容易使用和操作

導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)在容易啟動(dòng)的同時(shí)容易退出，或讓使用者以簡(jiǎn)單的方式跳轉(zhuǎn)到想要去的部分，對(duì)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(dòng)事件，同時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的事件來(lái)完成離開(kāi)或關(guān)閉導(dǎo)航窗口的操作，做到隨時(shí)進(jìn)入隨時(shí)退出。

5.7動(dòng)態(tài)導(dǎo)航

導(dǎo)航信息可以說(shuō)是一種引導(dǎo)，動(dòng)態(tài)的引導(dǎo)能更好地適合使用者，解決用戶(hù)的具體問(wèn)題。即時(shí)、動(dòng)態(tài)地解決使用者的問(wèn)題，是一個(gè)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(yǔ)

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(jiǎn)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(duì)知識(shí)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(duì)某一個(gè)知識(shí)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。

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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(gè)優(yōu)秀的網(wǎng)站導(dǎo)航結(jié)構(gòu)能夠有效地幫助用戶(hù)解決4個(gè)問(wèn)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(wèn)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(wèn)題：網(wǎng)站缺乏當(dāng)前位置，用戶(hù)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(guò)多，缺乏下拉菜單導(dǎo)航即二級(jí)導(dǎo)航，用戶(hù)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(jí)導(dǎo)航位置不明顯或不適合用戶(hù)的閱讀習(xí)慣，使得用戶(hù)容易忽略二級(jí)導(dǎo)航的存在，致使用戶(hù)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(jiàn)的輔導(dǎo)航有網(wǎng)站地圖和搜索引擎：網(wǎng)站地圖是一個(gè)網(wǎng)站所有鏈接的容器，以一個(gè)單獨(dú)的頁(yè)面顯示整個(gè)網(wǎng)站內(nèi)容分布情況，以便用戶(hù)快速了解整個(gè)網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)、框架、內(nèi)容分布，幫助迷失的用戶(hù)找到他們想看的頁(yè)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(cuò)的網(wǎng)頁(yè)鏈接起來(lái)，允許用戶(hù)使用他們熟悉的術(shù)語(yǔ)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(hù)快速準(zhǔn)確地找到目標(biāo)信息。以上6個(gè)網(wǎng)站中，有4個(gè)網(wǎng)站沒(méi)有網(wǎng)站地圖，有3個(gè)沒(méi)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(jiǎn)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(méi)有相應(yīng)的輔導(dǎo)航工具，用戶(hù)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(méi)有深入了解用戶(hù)的需求。

3.導(dǎo)航鏈接文字意義不明確

文字是人類(lèi)書(shū)寫(xiě)語(yǔ)言的符號(hào)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(hù)獲取信息的主要要素，如果鏈接的文字意思不夠明確或過(guò)于籠統(tǒng)，就會(huì)導(dǎo)致用戶(hù)不知道該鏈接到底指向一個(gè)什么內(nèi)容的頁(yè)面，不知道怎么找到所需的信息。

二、對(duì)醫(yī)院網(wǎng)站導(dǎo)航設(shè)計(jì)的建議

導(dǎo)航是連接用戶(hù)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(huì)直接影響用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的獲取?？梢愿鶕?jù)用戶(hù)認(rèn)知心理相應(yīng)地對(duì)導(dǎo)航結(jié)構(gòu)、網(wǎng)站地圖、網(wǎng)站搜索等不同類(lèi)型的導(dǎo)航進(jìn)行設(shè)計(jì)，有針對(duì)性地滿(mǎn)足不同用戶(hù)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(gè)網(wǎng)站中每個(gè)網(wǎng)頁(yè)的位置、內(nèi)容、視覺(jué)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(gè)子網(wǎng)都應(yīng)包含返回首頁(yè)的鏈接以及當(dāng)前位置；二級(jí)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?hù)指引方向，以免迷航；避免過(guò)深的層級(jí)關(guān)系，如果二級(jí)導(dǎo)航比較多，可以考慮設(shè)置下拉菜單。根據(jù)用戶(hù)自上而下、從左到右的認(rèn)知過(guò)程，可以如圖1設(shè)置整個(gè)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(guò)頂部導(dǎo)航時(shí)，下拉菜單導(dǎo)航顯示出來(lái)，當(dāng)鼠標(biāo)離開(kāi)頂部導(dǎo)航時(shí)，下拉菜單導(dǎo)航隱蔽起來(lái)。搜索框和網(wǎng)站地圖放在頂部，易引起用戶(hù)的注意，用戶(hù)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(hù)如果對(duì)整個(gè)網(wǎng)站結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰認(rèn)識(shí)，當(dāng)其進(jìn)入網(wǎng)站時(shí)，一般會(huì)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(huì)將檢索結(jié)果陳列出來(lái)。用戶(hù)的檢索過(guò)程看似簡(jiǎn)單，實(shí)際上并不簡(jiǎn)單，圖2顯示了用戶(hù)的檢索過(guò)程。從圖2可知，整個(gè)檢索過(guò)程中搜索這一步驟非常重要，可以說(shuō)，用戶(hù)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(yè)→建立索引數(shù)據(jù)庫(kù)→在索引數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索排序。從互聯(lián)網(wǎng)上抓取網(wǎng)頁(yè)：利用能夠從互聯(lián)網(wǎng)上自動(dòng)收集網(wǎng)頁(yè)的Spider系統(tǒng)程序，自動(dòng)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，并沿著任何網(wǎng)頁(yè)中的所有URL鏈接到其它網(wǎng)頁(yè)，重復(fù)該過(guò)程，并把鏈接過(guò)的所有網(wǎng)頁(yè)收集回來(lái)。建立索引數(shù)據(jù)庫(kù)：由分析索引系統(tǒng)程序?qū)κ占貋?lái)的網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行分析，提取相關(guān)網(wǎng)頁(yè)信息（包括網(wǎng)頁(yè)所在URL、編碼類(lèi)型、頁(yè)面內(nèi)容包含的關(guān)鍵詞、關(guān)鍵詞位置、生成時(shí)間、大小、與其它網(wǎng)頁(yè)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(gè)網(wǎng)頁(yè)針對(duì)頁(yè)面內(nèi)容以及超鏈中每一個(gè)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(yè)索引數(shù)據(jù)庫(kù)。在索引數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索排序：當(dāng)用戶(hù)輸入關(guān)鍵詞搜索后，由搜索系統(tǒng)程序從網(wǎng)頁(yè)索引數(shù)據(jù)庫(kù)中找到符合該關(guān)鍵詞的所有相關(guān)網(wǎng)頁(yè)，因?yàn)樗邢嚓P(guān)網(wǎng)頁(yè)針對(duì)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(yè)面生成系統(tǒng)將搜索結(jié)果的鏈接地址和頁(yè)面內(nèi)容摘要等內(nèi)容組織起來(lái)返回給用戶(hù)。

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(gè)單獨(dú)的頁(yè)面顯示整個(gè)網(wǎng)站導(dǎo)航的分布情況。在選擇使用網(wǎng)站地圖時(shí)，必須考慮網(wǎng)站主頁(yè)設(shè)計(jì)風(fēng)格和網(wǎng)站頁(yè)面總數(shù)。如果網(wǎng)站主頁(yè)在設(shè)計(jì)過(guò)程中已具備顯示整個(gè)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(shí)候容易迷失。因此，如果網(wǎng)站頁(yè)面總數(shù)超過(guò)了100個(gè)，就需要挑選出最重要的頁(yè)面。建議挑選下面這些頁(yè)面放到網(wǎng)站地圖中：院、科室設(shè)置頁(yè)面；管理機(jī)構(gòu)頁(yè)面；幫助頁(yè)面；位于轉(zhuǎn)化路徑上的所有關(guān)鍵頁(yè)面；訪問(wèn)量最大的前10個(gè)頁(yè)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(yè)面。

三、結(jié)語(yǔ)

用戶(hù)訪問(wèn)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(hù)瀏覽和查找信息，導(dǎo)航的效率越高，用戶(hù)就越可能對(duì)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(yè)加載時(shí)立刻被顯示出來(lái)，這樣用戶(hù)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(jué)效果而采取動(dòng)態(tài)導(dǎo)航，這樣不僅導(dǎo)致導(dǎo)航加載速度緩慢，同時(shí)也影響了部分計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力較差的用戶(hù)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(guò)網(wǎng)站整理信息資源，并服務(wù)于用戶(hù)。

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(tái)工程項(xiàng)目，反射網(wǎng)平臺(tái)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(guò)對(duì)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(jiǎn)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(lái)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(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)荷載，進(jìn)行基礎(chǔ)的計(jì)算對(duì)比分析。依據(jù)勘察報(bào)告，本場(chǎng)地地下水屬潛水類(lèi)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)計(jì)算對(duì)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(shí)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(duì)單軸（X、Y）偏心影響。

將各節(jié)點(diǎn)荷載簡(jiǎn)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(shí)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(mǎn)足最小配筋率及承載力的要求?，F(xiàn)對(duì)手算復(fù)核過(guò)程簡(jiǎn)述如下：

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于工程實(shí)例，采用3D3S荷載導(dǎo)入PKPM的方法，對(duì)DVOR/DME臺(tái)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(guò)PKPM軟件中JCCAD程序和現(xiàn)行國(guó)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(wú)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(guò)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(shí)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(lái)一定的借鑒作用。

[參考文獻(xiàn)]

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[2] GB50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2011年版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社

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第4篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

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

一、導(dǎo)航臺(tái)負(fù)荷分級(jí)及導(dǎo)航設(shè)備機(jī)房分級(jí)

根據(jù)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，DVOR/DME導(dǎo)航臺(tái)用電按一級(jí)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(chǎng)所的部分用電按一級(jí)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(tái)的導(dǎo)航通信設(shè)備機(jī)房按A級(jí)機(jī)房設(shè)計(jì)，A級(jí)電子信息系統(tǒng)機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)施應(yīng)按容錯(cuò)系統(tǒng)配置，即同一時(shí)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(cè)距設(shè)備導(dǎo)航臺(tái)電氣設(shè)計(jì)分析以某全向信標(biāo)臺(tái)/測(cè)距臺(tái)為實(shí)例進(jìn)行分析。

DVOR/DME導(dǎo)航臺(tái)為機(jī)場(chǎng)內(nèi)無(wú)人值守導(dǎo)航臺(tái)，導(dǎo)航臺(tái)采用雙路供電，第一路由機(jī)場(chǎng)外變電所引來(lái)一路10kV高壓電，通過(guò)臺(tái)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(chǎng)中心變電所引來(lái)一路0.4kV低壓電為設(shè)備供電，兩路電源在導(dǎo)航臺(tái)機(jī)房?jī)?nèi)經(jīng)雙電源切換開(kāi)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(tái)空調(diào)2P空調(diào)（一主一備使用，夏天使用）1.8kW、2臺(tái)1.5kW電暖氣（冬天使用）、DVOR/DME設(shè)備功率2kW，導(dǎo)航臺(tái)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(tái)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(jí)為二級(jí)。

通過(guò)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(xiàn)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(xiàn)采用BVR 50mm2多股銅線(xiàn)），6米以下為鋼管，玻璃鋼部分引下線(xiàn)為廠家在玻璃鋼內(nèi)部制作，鋼管部分引下線(xiàn)采用自身鋼管做引下線(xiàn)，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(xiàn)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(jiàn)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(xiàn)采用BVR 50mm2多股銅線(xiàn)），6米以下為鋼管，玻璃鋼部分引下線(xiàn)為廠家在玻璃鋼內(nèi)部制作，鋼管部分引下線(xiàn)采用自身鋼管做引下線(xiàn)，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(gè)界面處，當(dāng)設(shè)備需要精細(xì)保護(hù)時(shí)，可采用多級(jí)SPD進(jìn)行防護(hù)，應(yīng)使各級(jí)SPD之間達(dá)到能量匹配，當(dāng)防護(hù)區(qū)模糊時(shí)，建議靠設(shè)備處加裝雙端口集成的SPD以克服單級(jí)SPD或多級(jí)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(jí)安裝在配電系統(tǒng)總出線(xiàn)處（配電柜處）；第二級(jí)安裝在各系統(tǒng)供配電柜（UPS配電箱處）內(nèi)；第三級(jí)安裝在導(dǎo)航設(shè)備前端，詳見(jiàn)圖4-1。各級(jí)SPD通流量分別為：第一級(jí)不小于20kA（10/350μs）（開(kāi)關(guān)型），第二級(jí)不小于40kA（8/20μs）（限壓型），第三級(jí)不小于20kA（8/20μs）（限壓型），第四級(jí)不小于10kA（8/20μs）（限壓型）。

浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)平直，其長(zhǎng)度不應(yīng)大于0.5m，受條件限制時(shí)，可采用凱文接線(xiàn)法，接地線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)不大于1m。當(dāng)電壓開(kāi)關(guān)型浪涌保護(hù)器至限壓型浪涌保護(hù)器之間的線(xiàn)路長(zhǎng)度小于10m、限壓型浪涌保護(hù)器之間的線(xiàn)路長(zhǎng)度小于5m時(shí)，在兩級(jí)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(dòng)配合功能時(shí)，浪涌保護(hù)器間的線(xiàn)路長(zhǎng)度不受限制。

浪涌保護(hù)器（SPD）的連接導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)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(tái)所在地土壤屬黑土地，含少量石塊經(jīng)實(shí)地勘測(cè)，土壤電阻率為89Ω/M ，測(cè)量時(shí)無(wú)降水，土壤性質(zhì)：黑土（相對(duì)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(duì)接地電阻進(jìn)行估算：?jiǎn)我淮怪苯拥伢w的接地電阻為22.18Ω，采用9根接地體，成網(wǎng)格狀埋設(shè)時(shí)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)：

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[3]中國(guó)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(guó)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(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）05-0167-02

0引言

全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)GPS（Global Positioning System），目前主要用于定位、導(dǎo)航、測(cè)量、精準(zhǔn)授時(shí)，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(duì)于類(lèi)似于旅游區(qū)、大型游樂(lè)城等無(wú)交通路線(xiàn)易迷失的小區(qū)域，目前市場(chǎng)上還沒(méi)有相應(yīng)的定位導(dǎo)航儀，而使用目前市場(chǎng)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(duì)過(guò)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(wú)字庫(kù)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(hào)并計(jì)算出定位導(dǎo)航信息，通過(guò)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(hào)，經(jīng)過(guò)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(shí)間等信息一起以NMEA-0183規(guī)定格式通過(guò)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(shí)GPS模塊所在位置的經(jīng)度、緯度、海拔以及此時(shí)UTC時(shí)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(shí)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(guò)程是：?jiǎn)纹瑱C(jī)在主程序中開(kāi)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(gè)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(huà)圖板工具打開(kāi)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(zhǎng)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(kāi)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(shí)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(cè)量自制地圖四腳對(duì)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(duì)應(yīng)關(guān)系。在進(jìn)行定位導(dǎo)航時(shí)，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(yǔ)

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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)新區(qū)域定位導(dǎo)航。在大型娛樂(lè)場(chǎng)所及無(wú)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(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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第6篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】精密測(cè)距 塔康導(dǎo)航中頻

1 引言

目前國(guó)際流行的無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航方式中，精密測(cè)距（DME/P）系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)（Tactical Air Navigation System，簡(jiǎn)稱(chēng)塔康或TACAN）是兩種主要的技術(shù)手段。它們?yōu)槊考苓M(jìn)場(chǎng)飛機(jī)提供相對(duì)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(chǎng)、著陸和滑跑，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)場(chǎng)著陸。

其中精密測(cè)距DME/P采用雙模式工作，按飛機(jī)距地面臺(tái)的遠(yuǎn)近分為初始進(jìn)場(chǎng)模式（IA）和最后進(jìn)場(chǎng)模式（FA）。DME/P的初始進(jìn)場(chǎng)模式與塔康系統(tǒng)的測(cè)距完全相同，最后進(jìn)場(chǎng)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(hào)的模擬器系統(tǒng)。這樣可以在很大程度上提升無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航信號(hào)研發(fā)和校準(zhǔn)檢測(cè)人員的工作效率。

2 無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航中頻信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)主要包含以下幾個(gè)單元，分別是DME/P模擬中頻信號(hào)生成單元、塔康模擬中頻信號(hào)生成單元、開(kāi)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(hào)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(hào)，該單元產(chǎn)生的信號(hào)將送往開(kāi)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(duì)DME/P信號(hào)相關(guān)參數(shù)的溯源。

DME/P模擬中頻信號(hào)的產(chǎn)生主要通過(guò)DDS芯片和FPGA來(lái)完成。如圖2所示，DDS芯片是用來(lái)生成70MHz中頻載波信號(hào)，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(jí)操作。FPGA 作為控制核心，用來(lái)完成與上位機(jī)通信、DDS芯片控制和產(chǎn)生符合DME/P信號(hào)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(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到我們需要的中頻DME/P模擬信號(hào)。再通過(guò)電平控制單元得到我們需要的電平輸出。

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

生成DME/P模擬中頻信號(hào)時(shí)，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(guò)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(hào)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(hào)在濾波后信號(hào)幅度會(huì)隨頻率的增加而減少這一問(wèn)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(guò)校正電路與濾波器后，可得到較為理想的信號(hào)，具體電路如圖3所示。

2.2 塔康模擬中頻信號(hào)生成單元

塔康信號(hào)生成單元可生成符合塔康標(biāo)準(zhǔn)的模擬中頻信號(hào)，這個(gè)信號(hào)中包含了塔康信號(hào)特有的方位信息。該單元產(chǎn)生的信號(hào)將送往開(kāi)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(duì)塔康信號(hào)相關(guān)參數(shù)的溯源。

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

如圖4所示，我們采用FPGA做為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。用來(lái)完成與上位機(jī)通信、DDS芯片控制、脈沖信號(hào)控制、包絡(luò)信號(hào)DDS產(chǎn)生這幾個(gè)功能。載波信號(hào)電路采用DDS芯片來(lái)產(chǎn)生70MHz中頻載波信號(hào)，該信號(hào)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(hào)的包絡(luò)由15Hz信號(hào)和135Hz信號(hào)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(hào)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(duì)70MHz載波信號(hào)與脈沖信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)調(diào)制，再將調(diào)制后形成的信號(hào)與外包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行第二級(jí)調(diào)制，即可得到塔康模擬中頻信號(hào)。再通過(guò)電平控制單元得到我們需要的電平輸出。

與DME/P信號(hào)不同，塔康信號(hào)除能測(cè)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(hào)都是以脈沖對(duì)編碼（按照脈沖對(duì)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(tái)識(shí)別信號(hào)、應(yīng)該和隨機(jī)填充脈沖。

在塔康發(fā)射的復(fù)雜信號(hào)中，方位測(cè)量信號(hào)由主基準(zhǔn)脈沖群、15Hz方位粗測(cè)信號(hào)、輔基準(zhǔn)脈沖群和135Hz方位精測(cè)信號(hào)組成。主基準(zhǔn)脈沖群和15Hz信號(hào)用來(lái)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(hào)則是用來(lái)確定一個(gè)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(hào)攜帶方位信息，測(cè)方位時(shí)，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(guò)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(lái)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(guò)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(duì)于塔康信號(hào)的生成來(lái)說(shuō)，除了需要上面的載波濾波電路外，還需要對(duì)15Hz和135Hz外包絡(luò)信號(hào)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(kāi)關(guān)切換單元

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

3 結(jié)論

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

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

參考文獻(xiàn)

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第7篇：導(dǎo)航設(shè)計(jì)范文

設(shè)計(jì)價(jià)值來(lái)自用戶(hù)體驗(yàn)

“設(shè)計(jì)創(chuàng)造價(jià)值”始終是“金堂獎(jiǎng)”倡導(dǎo)的主題。設(shè)計(jì)的價(jià)值如何衡量？創(chuàng)造的規(guī)律是什么？“金堂獎(jiǎng)”發(fā)起人、中國(guó)建筑與室內(nèi)設(shè)計(jì)師網(wǎng)董事長(zhǎng)謝海濤首度提出了“空間眷戀值”的概念，即以用戶(hù)駐留時(shí)間的長(zhǎng)度來(lái)刻畫(huà)對(duì)空間的眷戀度，倡議參與“金堂獎(jiǎng)”的設(shè)計(jì)師積極總結(jié)用戶(hù)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(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)的“操作系統(tǒng)”。

通過(guò)三年的努力，“金堂獎(jiǎng)”借助數(shù)千件年度優(yōu)秀竣工作品的匯集，把零散的個(gè)體設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)整合為系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)“操作系統(tǒng)”的初步形成?！叭缤?chē)輛的導(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(hù)以更小的代價(jià)獲得更大的、可持續(xù)的人居幸福感?！敝x海濤說(shuō)。

“金堂獎(jiǎng)”從一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)上升為設(shè)計(jì)作品評(píng)價(jià)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(dòng)中國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)的繁榮發(fā)展。

打造中國(guó)設(shè)計(jì)名片

即將于2013年9月在荷蘭召開(kāi)的世界室內(nèi)設(shè)計(jì)大會(huì)（WIM）首次設(shè)立了“中國(guó)日”，全球70位演講嘉賓中，將有10位“金堂獎(jiǎng)”獲得者作為演講嘉賓代表中國(guó)登頂世界設(shè)計(jì)舞臺(tái)?！敖鹛锚?jiǎng)”推動(dòng)中國(guó)設(shè)計(jì)逐步形成了民族理念和設(shè)計(jì)語(yǔ)境體系，從而在全球設(shè)計(jì)體系的未來(lái)構(gòu)建中，擁有了從容的話(huà)語(yǔ)權(quán)和建設(shè)權(quán)。”

據(jù)了解，“金堂獎(jiǎng)”國(guó)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(guó)”之稱(chēng)的IFI（國(guó)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(jiǎng)”展開(kāi)“歐洲之旅”，組織獲獎(jiǎng)設(shè)計(jì)師在意大利、荷蘭等歐洲國(guó)家巡回推廣，進(jìn)行強(qiáng)勢(shì)傳播。

彰顯城市設(shè)計(jì)力量

“為百萬(wàn)設(shè)計(jì)師吶喊，向千萬(wàn)業(yè)主傳播”，在推動(dòng)金堂獎(jiǎng)參評(píng)作品及設(shè)計(jì)師的傳播機(jī)制上，“金堂獎(jiǎng)”形成了活動(dòng)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(gè)城市以及臺(tái)灣地區(qū)的設(shè)計(jì)師服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，全國(guó)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(dòng)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)形成以各城市為核心單元、全國(guó)一盤(pán)棋聯(lián)動(dòng)的發(fā)展新格局。同時(shí)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(gè)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(guó)產(chǎn)導(dǎo)航芯片和模塊持續(xù)升級(jí)，各領(lǐng)域應(yīng)用對(duì)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(mǎn)足國(guó)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(hù)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(shí)，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(cè)量單元)精度仍處于較低水平，無(wú)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(tái)上實(shí)現(xiàn)。

衛(wèi)星/MEMS組合導(dǎo)航，通過(guò)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(shí)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(guò)融合衛(wèi)星導(dǎo)航信息和磁強(qiáng)計(jì)信息，實(shí)時(shí)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(cè)地磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，會(huì)受到硬鐵和軟鐵干擾，因此在濾波器中對(duì)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(dòng)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(tái)開(kāi)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(cè)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(shí)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(wú)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(xiàn)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(guò)工裝將模塊安裝于測(cè)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(duì)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(méi)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(xiàn)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(guò)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(shí)更新方向余弦矩陣。MEMS陀螺感測(cè)到載體角速度，通過(guò)差分方程實(shí)時(shí)更新姿態(tài)四元數(shù)，同時(shí)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(duì)姿態(tài)誤差，因而無(wú)論是哪一部分誤差污染了姿態(tài)角，都可以直接用其來(lái)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(gè)部分：線(xiàn)性姿態(tài)誤差與陀螺漂移模型，非線(xiàn)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(cè)姿態(tài)誤差和陀螺漂移，量測(cè)模型采用真實(shí)世界的姿態(tài)誤差量測(cè)值校準(zhǔn)預(yù)測(cè)部分，該姿態(tài)誤差量測(cè)值由加速度計(jì)與磁強(qiáng)計(jì)獲得。這兩個(gè)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(cè)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(duì)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(cè)到地球自轉(zhuǎn)角速率，因此不能采用傳統(tǒng)的自對(duì)準(zhǔn)方法實(shí)現(xiàn)初始化對(duì)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(cè)姿模塊，實(shí)現(xiàn)初始化對(duì)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(chē)實(shí)驗(yàn)：沿著一小區(qū)跑車(chē)，該小區(qū)有高樓，有樹(shù)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(cè)地球相對(duì)于慣性空間的旋轉(zhuǎn)速率，因而無(wú)法使用傳統(tǒng)的導(dǎo)航解算公式去實(shí)時(shí)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(gè)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(cè)量。松耦合組合導(dǎo)航通常有兩種形式：開(kāi)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(cè)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(wú)法感測(cè)地球自轉(zhuǎn)角速率，地球的自轉(zhuǎn)角速率完全淹沒(méi)在MEMS陀螺的噪聲之中，當(dāng)載體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，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(guò)軟件代碼實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)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(guò)matlab軟件對(duì)衛(wèi)星/MEMS組合中的各種誤差向量估計(jì)做仿真觀測(cè)。并在實(shí)際路測(cè)環(huán)境下，獲得導(dǎo)航全參數(shù)。如圖6所示為路測(cè)試驗(yàn)專(zhuān)用車(chē)。

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(chē)路過(guò)城市峽谷時(shí)，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(cè)試驗(yàn)車(chē)進(jìn)入地下車(chē)庫(kù)時(shí)，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(hào)中斷，組合導(dǎo)航

硬件平臺(tái)

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(duì)象，結(jié)合實(shí)際需求，設(shè)計(jì)組合導(dǎo)航架構(gòu)；通過(guò)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(xiàn)性連續(xù)系統(tǒng)的線(xiàn)性離散化。仿真與實(shí)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果表明：在MEMS-IMU精度較低的情況下，通過(guò)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(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

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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(guó)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(lèi)力不能及的一些事情，但國(guó)外少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已擁有基于gps的油路監(jiān)測(cè)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(shí)發(fā)現(xiàn)輸油管道內(nèi)的險(xiǎn)情，并發(fā)出警告信號(hào)，給予人們充分的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備，避免國(guó)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(cè)；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(kāi)發(fā)區(qū)中石化黃淮輸油管線(xiàn)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(jí)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(cè)方面的方案，可以很好的解決泄漏不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的難題，節(jié)省了很多人力物力，也能為國(guó)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(shí)，定位的油路探測(cè)系統(tǒng)，主要分為三大模塊，監(jiān)測(cè)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(cè)端從油路起點(diǎn)放入，此時(shí)其為球狀待機(jī)模式；2、待監(jiān)測(cè)端經(jīng)過(guò)一段油路的始節(jié)點(diǎn)時(shí)開(kāi)始工作，主體展開(kāi)，開(kāi)始監(jiān)測(cè)；3、當(dāng)檢測(cè)到油路有問(wèn)題時(shí)，記錄數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；4、經(jīng)過(guò)下一節(jié)點(diǎn)時(shí)，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(guò)其短報(bào)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(lái)的定位與授時(shí)信息傳給監(jiān)測(cè)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(lái)的故障位置信息后，對(duì)其分析、危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估及采取后續(xù)措施。

3.工作原理

3.1監(jiān)測(cè)端。3.1.1硬件組成.本監(jiān)測(cè)端主要由超聲波探傷模塊、慣性導(dǎo)航模塊、無(wú)線(xiàn)電信息傳輸模塊、供電模塊、內(nèi)置存儲(chǔ)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(cè)端主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的日常監(jiān)測(cè)、漏點(diǎn)的查找，以及通過(guò)慣性導(dǎo)航對(duì)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(cè)端進(jìn)入管道后，支架伸展開(kāi)，中間的兩個(gè)主支架中間安放超聲波、慣導(dǎo)、無(wú)線(xiàn)電、供電、內(nèi)置存儲(chǔ)器、雙核cell處理器等主模塊。兩端六個(gè)輔助支架的末端安裝有萬(wàn)向輪。其中可伸縮支架由八個(gè)高強(qiáng)度的輕質(zhì)電控可伸縮拉桿組成，每一個(gè)可伸縮拉桿可根據(jù)情況收縮。

當(dāng)監(jiān)測(cè)端在管道中行進(jìn)時(shí)，輔助支架末端的萬(wàn)向輪將接近管壁，從而保證了監(jiān)測(cè)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(guò)傳感器的探測(cè)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(guò)扇葉的轉(zhuǎn)動(dòng)將流體的動(dòng)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(duì)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(duì)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(guò)管壁反射回來(lái)被接受器接受。探傷模塊的處理器可以對(duì)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(chǔ)器。此處的內(nèi)部存儲(chǔ)器選用flash閃存類(lèi)存儲(chǔ)器。Flash閃存是非易失性存儲(chǔ)器，有很好的信息存儲(chǔ)性能與讀寫(xiě)性能，這正好滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)端的存儲(chǔ)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(duì)加速度進(jìn)行時(shí)間的積分，并通過(guò)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(wú)線(xiàn)電信息傳輸模塊。由慣導(dǎo)模塊測(cè)得的漏點(diǎn)位置信息暫時(shí)存儲(chǔ)在內(nèi)置存儲(chǔ)器中，當(dāng)監(jiān)測(cè)端到達(dá)該段管道的末端節(jié)點(diǎn)時(shí)，無(wú)線(xiàn)電模塊將會(huì)把信息傳輸給節(jié)點(diǎn)處的無(wú)線(xiàn)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(yáng)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(wú)線(xiàn)電信息傳輸設(shè)備（以下稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)端），北斗端在節(jié)點(diǎn)端的正上方，兩者通過(guò)有線(xiàn)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(guò)北斗衛(wèi)星定位獲得位置信息，并通過(guò)有線(xiàn)傳輸?shù)姆绞絺鹘o節(jié)點(diǎn)端，再由其傳給管中的監(jiān)測(cè)端，從而為監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電模塊傳來(lái)漏點(diǎn)位置信息時(shí)，由節(jié)點(diǎn)端接收并且通過(guò)有線(xiàn)方式傳給北斗端，并由其獨(dú)有的短報(bào)文信息傳輸功能將位置信息及告警信息通過(guò)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(guò)北斗衛(wèi)星定位所得的位置信息需要通過(guò)此節(jié)點(diǎn)端傳輸給管中的監(jiān)測(cè)端，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)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(guò)節(jié)點(diǎn)端傳輸給北斗端，并由北斗端進(jìn)行短報(bào)文信息傳輸。（三）太陽(yáng)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(zhǎng)時(shí)間供電，而在地下的節(jié)點(diǎn)端處提供電源必然會(huì)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(yáng)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(guò)其獨(dú)有的短報(bào)文從衛(wèi)星傳來(lái)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(jí)；同時(shí)也會(huì)生成告警信號(hào)提示值班的監(jiān)控工作人員，生成告警信號(hào)會(huì)以蜂鳴告警或語(yǔ)音告警的形式、警告燈閃爍等方式表現(xiàn)出來(lái)；在確認(rèn)信息無(wú)誤后，工作人員會(huì)采取一系列的后續(xù)措施，包括及時(shí)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(mén)協(xié)助等。告警點(diǎn)的位置坐標(biāo)以及告警的等級(jí)都會(huì)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(guò)上述模塊相互間的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)油路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)數(shù)據(jù)的處理及存儲(chǔ)，獲得地下管道的工作狀態(tài)，對(duì)潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警。此方案全程自動(dòng)化，大大減少工作人員數(shù)目，降低公作風(fēng)險(xiǎn)。達(dá)到對(duì)漏點(diǎn)精準(zhǔn)快報(bào)告，從而減少?lài)?guó)家的財(cái)產(chǎn)人員損失。

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作者簡(jiǎn)介