导航设计精选(九篇)
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第1篇：导航设计范文
摘要：在网络课件的设计中，导航是一个重要因素，可有效保证网络课程的质量，需要全面考虑和精心设计。良好的导航设计可以引导学习者有效的学习，提高学习的效率。本文从导航的作用入手，介绍了导航设计的原则以及导航设计的策略。
关键词：网络课程；导航设计；策略；原则
中图分类号：G642
文献标识码：B
1引言
在这里我们说的“导航”是专指网络课件中的导航模块。网络课件是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和，网络课件的内容是以超媒体信息组织结构进行信息的组织。超媒体信息组织结构是一种能很好地体现依序为中心的教学思想的信息组织形式，它使学习者在学习时可以自己制定学习目标，选择学习内容和学习途径，但是超媒体课件因信息结构复杂和信息量大，易产生迷失路径，增加不必要认知负载。因此在用节点和链组成的超媒体网络结构中，就需要导航模块，它可允许使用者非线性地自由浏览，赋予了学习者更大的自由度，使他们可以在各种教学信息之间跳转，既发挥超媒体的作用和特长，又便于学习者主动地、创新地进行学习，同时又可减少使用者的认知负荷。明确清晰的导航可以给学习者指明当前学习的路径、可以达到的信息领域及学习内容之间的关系。简言之，导航就是网络课件中当学习者迷航时，通过软件提供的各种工具，以此达到操作或学习的目标。
2导航的作用及其表现形式
2.1导航的作用
如上所述，课件中导航设计的重要作用在于引导学生围绕教学目标，提高学习效率，进行有效学习。从导航的概念中也可以看出导航模块的具体作用可归结为如下几点：
(1) 使学习者能清楚地了解教学内容的结构概况，产生整体性结构的概念；
(2) 让学习者了解当前学习内容在学习过程中、在课件的知识结构体系中所处的位置；
(3) 让学习者能根据学习过的知识、走过的路径，确定下一步的前进方向和路径；
(4) 让学习者能快速而简捷地找到所需的信息，并以最佳的路径找到这些信息，也可预设浏览路径，减少学习者的探路时间。
(5) 让学习者使用课件遇到困难时，能寻求到解决困难的方法，找到达到学习目标的最佳学习路径；
(6) 对一些学习过程中容易遇到的问题，用帮助页面的方式给出指导，提供解决问题的方法和途径。
2.2网络课件导航的表现形式
网络课件的导航类型多样，有基于学习位置的导航、基于学习过程的导航、基于知识点的导航、基于测试辅导的导航等类型，相应的，导航的表现形式也是丰富多彩。目前网络课件导航设计中常见的表现形式有以下几种：
(1) 树状结构。在网络课件导航设计的目录结构设计中最为常用，比较形象直观。
(2) 下拉菜单。与树状结构相比能够节省页面空间，便于课件其他素材的布置。但是其直观程度没有树状结构明显，操作也不够方便。
(3) 列表框。主要用于对分类对象的导航，如章、节、知识点导航。它具有占用页面空间少、可以任意布置页面位置的优点，并且可以包含更多的数据信息，但是其表现的直观性弱于树状及下拉菜单。
(4) 动态页面。是一种基于数据搜索查询的导航，可以根据给定的关键词从数据库中搜索相应的导航内容。它主要应用于“关键词导航”、“基于学习过程的导航”以及“基于测试辅导的导航”中，方便学习者依据需要进行自主学习。
3导航设计的策略
在网络课件或网络课程中，通常包含巨大的信息量，内部信息之间的关系可能异常复杂。因此除了要求信息结构要设计合理之外，对信息的导航策略要求也很高。在网络课程设计中，常见的导航策略有：
3.1信息隐形
“信息隐形”就是将不常用的或在一定的条件下才能使用的选择工具暂时隐藏起来，只有在条件满足时，才开放给用户，这样就减少了用户的选择。如菜单中常常有些项目显示模糊，表明此时不能选择该项目。再者，并不是所有按钮，学习者可随时使用，若当前屏幕显示的是文字信息，只有当知识库中有与该文字信息相关的图像声音等信息，图像、声音等按钮才处于待激活状态。
3.2电子书签和电子笔记
电子书签可以让学习者在超媒体系统探索路径上做下多个标记，供下次学习参考；学习者使用电子笔记记下学习心得或将对自己有用的信息拷贝到电子笔记中。
3.3安全返回
当学习者在系统中迷路或遇到困难时，系统应提供工具，让学习者能够“安全”退回大本营，回到中心结点，如在课件中设一“返回”按钮，使学习者随时可以回到系统的开头。
3.4提供教学导向活动
多媒体网络课件中包含教学活动的导航，具体来说，至少应包括下列内容：
(1) 首先应包括系列化教学事件如明确学习目标、课程概览、提示学前经验、提供原则、例证、练习、评估和反馈等；
(2) 提供导航工具：目录、菜单、图标、索引等。
(3) 应给予学习者适当的控制权：在计算机辅导教学中，要达到个别化教学的目的，最容易做到也最可行的方法是经由“学习者控制”，由学生根据自己的需求和偏爱来选择信息的形式、数量、速度和路径。尽管“学习者控制”的方法看起来颇为吸引人，但需谨慎，避免误用了控制的权力，系统应适当监控学习者，提供学习建议，提示重要的学习路径，更重要的是评估学习成果，以诊断学习的困难并保证学习目标的达成。
(4) 告知学习进度：在传统的印刷媒体呈现信息的方式中，学习者可以随时浏览而得知自己的阅读进度，而在网络教学环境中则不行。在多媒体课件中，当学习者行经每一章节或段落时，系统应告知，以便了学习者了解进度如路径、页数等的显示。
4网络课件导航设计案例
为了探索和实践网络课件的导航设计策略及原则，笔者所在的团队设计制作了泰山学院“数据结构”网络课件，并在教学中应用，产生了良好的教学效果。
(1) 基于学习内容的树形导航
“数据结构”网络课件设置了相关学习活动树形导航，包括“教学大纲”、“试验大纲”、“电子教案”、“教学录像”等模块，同时以章、节、知识点的目录结构建立二级导航链接，分别呈现在页面的左右边，如图1所示。通过导航，学生可以很方便地进入各章节各模块的学习，容易定位学习的位置，不易迷航。树形导航结构与内容采用桢分离技术，使得课件的结构设计与课件的内容设计分离开来，有效地减少了课件的制作冗余，更有利于设计者集中精力进行内容的设计；方便了课件的结构修改，同时学习内容也因为不需要再单独附上结构导航信息因此减少了页面内容，加快了页面的打开速度。
(2) 基于学习测试辅导导航
“数据结构”网络课件不但提供了基于学习内容的树形导航，同时还提供了基于学习测试辅导的导航，以下拉菜单的形式放置在每页的上方，方便学习者自学、自测以及在线提问。学习者可以根据自己的学习进度及程度，有选择性地进入感兴趣的学习模块。
(3) 基于页面内三自由度的读者位置导航
学习内容模块导航、章节知识点树形结构导航以及学习测试辅导导航提供了三个自由度的定位，学习者可以完全确定自己的学习位置，容易掌握自己的学习进度。并且它们都是基于界面内的操作，在同一个界面上可以完成所有的操作，不会由于打开的界面太多而迷失方向，操作简洁方便。
5导航设计原则
针对学习者的使用及反馈情况，我们认为，在网络课程的导航设计中应遵循以下的原则：
5.1明确性
无论采用什么导航策略，导航设计应该明确，让使用者能一目了然。具体表现为：能让使用者明确自己的学习路径，包含过去的和未来的；能让使用者清楚了解自己所处的位置等。只有明确的导航才能真正引导的作用，引导学习者高效地进行学习。
5.2可理解
导航对于用户应是易于理解的。在表达形式上，要使用清楚、简洁的示意图、表格、图像，甚至文字来表达，尽量少用用户陌生、费解的技术术语和概念，尽可能少的使用文本，更要避免使用无效字句。在显示上，导航信息不要与系统其他信息混杂显示在一起，应显示在专用窗口内或固定区域中。对信息量大的导航方式还应合理使用各种符号，并尽量使用色彩、外型变化、高亮度等方法强调其中的重要信息。
5.3完整性
完整是要求软件所提供的导航具体、完整，可以让用户获得整个软件范围内的全域性导航，能涉及到软件中全部的教学信息及其关系，尽可能解决使用者的所有问题。
5.4灵活性
导航信息与课件相关，更与使用者运行软件的当前状态相关，因此导航策略应该跟踪用户的当前状态，获得与使用情况紧密相关的信息，了解用户需要的信息，及时生成解决方案，让用户减少查看或处理无关信息的操作。
5.5提供咨询
导航应能提供用户咨询信息，它如同一个询问处、咨询部，当用户有需要的时候，能为使用者提供导航，其中所含信息应仅供使用者参考。导航信息不应中断或影响使用者正在进行的学习，也不能因此改变系统状态，也就是说，导航信息不可以严重干扰、中断或破坏系统的运行。另外导航信息虽要明确但不应过于引人注目，要避免它在用户需要之前就吸引或干扰了使用者的注意力。总之，要保证是在用户需要的情况下，并在尽可能少地干扰用户的情况下向用户提供。
5.6容易使用和操作
导航系统应在容易启动的同时容易退出，或让使用者以简单的方式跳转到想要去的部分，对于弹出式的导航窗口，可以定义按钮、快捷操作键等作为导航信息的启动事件，同时设计相应的事件来完成离开或关闭导航窗口的操作，做到随时进入随时退出。
5.7动态导航
导航信息可以说是一种引导，动态的引导能更好地适合使用者，解决用户的具体问题。即时、动态地解决使用者的问题，是一个好导航必须具有的特点。
考虑到以上这些导航设计的原则，才能保证导航策略的有效，发挥出导航策略应有的作用。
6结束语
网络课件的导航是指导学习者学习课程内容的关键因素，故网络课程的导航系统要清晰、明确、简单、方便，要符合大多数学习者的学习习惯和对知识掌握的人之心理。应该能够实现课程浏览的纵向到底、横向到边，既能使学习者对某一个知识点的学习深入下去，又能使学习者容易全面地了解章节内容。
参考文献：
[1] 何克抗, 谢幼如, 郑咏柏. 教学系统设计[M]. 北京: 北京师范大学出版社, 2002,304-318.
[2] 吴伟敏. 网络学习中的信息迷航问题初探[J]. 中国电化教育, 2001, (10),52-53.
第2篇：导航设计范文
1.导航结构不清晰
一个优秀的网站导航结构能够有效地帮助用户解决4个问题：我在哪里；我可以到达哪些地方；我怎样才能到达目标地；我到达目标地后怎样才能回到我的出发点。但是，仍然有很多网站未能较好解决这些问题。笔者浏览以上6所妇幼保健院的网站发现，这些网站的导航结构普遍存在如下问题：网站缺乏当前位置，用户不知道下一步怎样走，不知道怎样回到出发点，不知道所处的位置在哪（如广西妇幼保健院）；顶部导航过多，缺乏下拉菜单导航即二级导航，用户很难较快地找到自己想要的信息（如湖北省妇幼保健院）；二级导航位置不明显或不适合用户的阅读习惯，使得用户容易忽略二级导航的存在，致使用户达不到想去的目标地（如广西妇幼保健院、北京妇幼保健院）。
2.缺乏辅导航
常见的辅导航有网站地图和搜索引擎：网站地图是一个网站所有链接的容器，以一个单独的页面显示整个网站内容分布情况，以便用户快速了解整个网站的结构、框架、内容分布，帮助迷失的用户找到他们想看的页面；搜索引擎是指根据一定的策略、运用特定的计算机程序检索网上信息工具，将纵横交错的网页链接起来，允许用户使用他们熟悉的术语检索自己需要查找的内容。在网站建设中，如果能很好地将网站地图和搜索引擎结合使用，便能让用户快速准确地找到目标信息。以上6个网站中，有4个网站没有网站地图，有3个没有搜索引擎，既有网站地图又有搜索引擎的网站只有一所医院，即北京妇幼保健院。这6所医院的网站，除了黑龙江省妇幼保健院的网站信息和内容较为简单外，其余5所医院的网站内容和信息都比较复杂，若没有相应的辅导航工具，用户容易迷航。以上数据表明，大多数医院都不够重视辅导航的作用，没有深入了解用户的需求。
3.导航链接文字意义不明确
文字是人类书写语言的符号和交流信息的重要工具，在网站建设中，导航文字是用户获取信息的主要要素，如果链接的文字意思不够明确或过于笼统，就会导致用户不知道该链接到底指向一个什么内容的页面，不知道怎么找到所需的信息。
二、对医院网站导航设计的建议
导航是连接用户与内容的桥梁，导航设计的优劣及其是否易于使用都会直接影响用户对网络内容的获取。可以根据用户认知心理相应地对导航结构、网站地图、网站搜索等不同类型的导航进行设计，有针对性地满足不同用户的需求，快速引导他们找到所需的信息。
1.导航结构设计
网站的导航结构设计需注意4点：要保证整个网站中每个网页的位置、内容、视觉风格统一；顶部导航要包括到达网站中不属于内容层次的重要元素的链接，并且每个子网都应包含返回首页的链接以及当前位置；二级导航的位置最好保持固定不变，因为固定的位置能为用户指引方向，以免迷航；避免过深的层级关系，如果二级导航比较多，可以考虑设置下拉菜单。根据用户自上而下、从左到右的认知过程，可以如图1设置整个网站结构。其中下拉菜单是隐蔽的，即当鼠标经过顶部导航时，下拉菜单导航显示出来，当鼠标离开顶部导航时，下拉菜单导航隐蔽起来。搜索框和网站地图放在顶部，易引起用户的注意，用户可以方便快速地确定所需的信息。在文章的右上方提供当前位置，可以方便学习者知道自己所处的位置，以免迷航。
2.搜索引擎设计
用户如果对整个网站结构没有清晰认识，当其进入网站时，一般会寻找搜索框输入关键词进行搜索，如果关键词与网站内容相匹配，网站就会将检索结果陈列出来。用户的检索过程看似简单，实际上并不简单，图2显示了用户的检索过程。从图2可知，整个检索过程中搜索这一步骤非常重要，可以说，用户能否准确地获取所需的信息，搜索引擎起到关键性作用。实际搜索引擎的原理，可以看作3步：从互联网上抓取网页→建立索引数据库→在索引数据库中搜索排序。从互联网上抓取网页：利用能够从互联网上自动收集网页的Spider系统程序，自动访问互联网，并沿着任何网页中的所有URL链接到其它网页，重复该过程，并把链接过的所有网页收集回来。建立索引数据库：由分析索引系统程序对收集回来的网页进行分析，提取相关网页信息（包括网页所在URL、编码类型、页面内容包含的关键词、关键词位置、生成时间、大小、与其它网页的链接关系等），根据一定的相关度算法进行大量复杂计算，得到每一个网页针对页面内容以及超链中每一个关键词的相关度（或重要性），然后用这些相关信息建立网页索引数据库。在索引数据库中搜索排序：当用户输入关键词搜索后，由搜索系统程序从网页索引数据库中找到符合该关键词的所有相关网页，因为所有相关网页针对该关键词的相关度早已算好，所以只需按照现成的相关度数值排序，相关度越高，排名越靠前，最后由页面生成系统将搜索结果的链接地址和页面内容摘要等内容组织起来返回给用户。
3.网站地图设计
网站地图是为浏览者提供导航协助的重要方式之一，一般是以一个单独的页面显示整个网站导航的分布情况。在选择使用网站地图时，必须考虑网站主页设计风格和网站页面总数。如果网站主页在设计过程中已具备显示整个网站资源的功能，则可以选择不使用网站地图。如果网站地图包含太多链接，则人们浏览的时候容易迷失。因此，如果网站页面总数超过了100个，就需要挑选出最重要的页面。建议挑选下面这些页面放到网站地图中：院、科室设置页面；管理机构页面；帮助页面；位于转化路径上的所有关键页面；访问量最大的前10个页面；如果有站内搜索引擎，则挑选出从该搜索引擎出发点击次数最高的那些页面。
三、结语
用户访问网站的根本目的是获取信息，导航的作用就是引导用户浏览和查找信息，导航的效率越高，用户就越可能对网站保持兴趣。网站导航是网站信息结构的体现，它们应该在网页加载时立刻被显示出来，这样用户就可以快速扫描导航选项，了解网站信息建构。在导航设计中要避免舍本逐末，为了单独追求视觉效果而采取动态导航，这样不仅导致导航加载速度缓慢，同时也影响了部分计算机应用能力较差的用户的操作。网站导航是技术与思想的结合体，既要利用先进的计算机技术，又要通过网站整理信息资源，并服务于用户。
第3篇：导航设计范文
[关键词] 抗倾覆 偏心作用 JCCAD
1 工程概况
本工程为某扩建空管工程导航台工程项目，反射网平台高12层，高度为60.00米，钢架结构，底面积为36mx36m，轴网间距9mx9m。其上部结构由某钢结构公司利用3D3S软件设计计算，得出塔脚（柱底）反力，取其中两组最不利工况（本文通过对比后，仅选其中双向偏心的工况进行分析）。在PKPM软件的PKCAD中建立钢结构的简易模型，仅作为输入节点荷载的辅助模型使用。在JCCAD中，因上部结构传下来的荷载是考虑地震作用下的荷载设计值组合，所以在输入荷载组合参数一项中，把“由永久荷载效应控制永久荷载分项系数”、“由可变荷载效应控制永久荷载分项系数”、“可变荷载分项系数”都输为1，然后在“荷载编辑”中“点荷编辑”中输入由3D3S软件计算传下的两组最不利工况对应的节点荷载，进行基础的计算对比分析。依据勘察报告，本场地地下水属潜水类型，年变化幅度约3.0m，近3～5年最高水位约10.5m，所以本工程不考虑抗浮对建筑物的影响。
由于软件的局限性，在基础的抗倾覆力矩计算及偏心荷载的地基基础计算上，需要手工进行复核。参照挡土墙设计规范，抗倾覆稳定安全系数的计算采用公式 ， 取挡土墙（对本工程为地基基础）基底前趾的抗倾覆力矩（KN・m）， 取挡土墙（对本工程为地基基础）基底前趾的倾覆力矩（KN・m）。抗倾覆计算时计算对单轴（X、Y）作用下的倾覆力矩，验算抗倾覆。偏心荷载计算时参考《建筑地基基础设计规范》中单项偏心荷载公式，分别计算对单轴（X、Y）偏心影响。
将各节点荷载简化至形心，利用公式 ， ， ， 。 、 分别为各节点荷载在X、Y方向距形心的距离。经计算后，得MX=70037KN・m，My=69633KN・m，剪力FX=-1750KN，Fy=-1658KN，压力N=5513KN。
2 筏板基础设计和计算方法
依据《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98），高层建筑钢结构的基础埋置深度，采用天然地基时不宜小于 ，本工程基础埋置深度取为4m，筏板厚度取为800mm，各边挑出500mm。经JCCAD软件计算后，各项指标均符合要求，筏板配筋采用双层双向C18@160，满足最小配筋率及承载力的要求。现对手算复核过程简述如下：
3 结语
本文基于工程实例，采用3D3S荷载导入PKPM的方法，对DVOR/DME台钢框架采用不同的基础形式进行设计，并采用手算复核基础的安全合理性和富余度。通过PKPM软件中JCCAD程序和现行国家规范的规定，得出最经济合理的基础方案，在此基础上本文进行了大量的人工复核工作，得出以下结论：
（1）采用筏板基础，基础底部无应力区，且抗倾覆系数大于规范规定的限制，有一定的富裕度。
（2）通过计算分析发现，当控制住了基础的零应力区，基本上已经控制住了基础的抗倾覆验算。至于其中的关联程度，需要进一步的研究探索。
本文是在3D3S软件计算的基础上，运用PKPM的JCCAD程序进行的基础设计，属于一种探索性尝试，同时为了保证工程的安全合理，做了一系列手工复核工作。希望此设想和尝试为同行工程师起来一定的借鉴作用。
[参考文献]
[1] JGJ99-98 高层民用建筑钢结构技术规程[S].1998年版.北京：中国建筑工业出版社
[2] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].2011年版.北京：中国建筑工业出版社
[3] YD-T 5131-2005 移动通信工程钢塔桅结构设计规范[S].2006年版.北京：北京邮电大学出版社
第4篇：导航设计范文
关键词：DVOR/DME导航台 供电等级 负荷 接地防雷 人工接地极
一、导航台负荷分级及导航设备机房分级
根据GB50052-2009《供配电系统设计规范》，DVOR/DME导航台用电按一级负荷设计，其中导航通信设备机房等特别重要的场所的部分用电按一级负荷别重要的负荷设计。
根据GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》，DVOR/DME导航台的导航通信设备机房按A级机房设计，A级电子信息系统机房内的设施应按容错系统配置，即同一时刻至少有两套系统在工作。
二、供电设计
全向信标/测距设备导航台电气设计分析以某全向信标台/测距台为实例进行分析。
DVOR/DME导航台为机场内无人值守导航台，导航台采用双路供电，第一路由机场外变电所引来一路10kV高压电，通过台站内的10/0.4kV箱式变电站转化为0.4kV低压电给设备供电。第二路由机场中心变电所引来一路0.4kV低压电为设备供电，两路电源在导航台机房内经双电源切换开关转换成单路低压电为设备供电。供电负荷情况：2台空调2P空调（一主一备使用，夏天使用）1.8kW、2台1.5kW电暖气（冬天使用）、DVOR/DME设备功率2kW，导航台总用电功率为5kW。
三、防雷设计
3.1 防护直击雷
查表后某导航台平均年雷暴日为27.7，根据《民用航空通信导航监视设施防雷技术规范》MH/T4020-2006中的规定确定防雷等级为二级。
通过滚球半径45米计算，在DVOR反射网外1.5米处新建4根12米避雷针，沿天线阵每隔90度等圆周分布，此处侧净空限制高度为6米，12米避雷针6米以上做玻璃钢易折处理（引下线采用BVR 50mm2多股铜线），6米以下为钢管，玻璃钢部分引下线为厂家在玻璃钢内部制作，钢管部分引下线采用自身钢管做引下线，在钢管底部采用4×40mm镀锌扁钢就近接入接地系统。
在监控天线远离全向信标方向1.5米处新建1根10米避雷针（含基础），安装方式和遮蔽图详见图4-2。此处侧净空限制高度为6米，10米避雷针6米以上做玻璃钢易折处理（引下线采用BVR 50mm2多股铜线），6米以下为钢管，玻璃钢部分引下线为厂家在玻璃钢内部制作，钢管部分引下线采用自身钢管做引下线，在钢管底部采用4×40mm镀锌扁钢就近接入接地系统。
3.2 电源SPD设计
SPD应安装在防护区的各个界面处，当设备需要精细保护时，可采用多级SPD进行防护，应使各级SPD之间达到能量匹配，当防护区模糊时，建议靠设备处加装双端口集成的SPD以克服单级SPD或多级SPD的缺点，双端口SPD既提供了大的通流量，又提供了能量匹配和响应速度快等优点。
第一级安装在配电系统总出线处（配电柜处）；第二级安装在各系统供配电柜（UPS配电箱处）内；第三级安装在导航设备前端，详见图4-1。各级SPD通流量分别为：第一级不小于20kA（10/350μs）（开关型），第二级不小于40kA（8/20μs）（限压型），第三级不小于20kA（8/20μs）（限压型），第四级不小于10kA（8/20μs）（限压型）。
浪涌保护器连接导线应平直，其长度不应大于0.5m，受条件限制时，可采用凯文接线法，接地线长度应不大于1m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时，浪涌保护器间的线路长度不受限制。
浪涌保护器（SPD）的连接导线最小截面积应符合表4-1
表4-1 浪涌保护器连接导线最小截面积
四、接地设计
根据《民用航空通信导航3设施防雷技术规范》中的规定，导航设施的接地阻值不大于4欧姆，本导航台所在地土壤属黑土地，含少量石块经实地勘测，土壤电阻率为89Ω/M ，测量时无降水，土壤性质：黑土（相对湿度5%）。取季节系数ψ= 1.0 。本设计采用多根网格状人工接地体设计。
对接地电阻进行估算：单一垂直接地体的接地电阻为22.18Ω，采用9根接地体，成网格状埋设时的接地电阻为2.97
所以本设计采用9根DN20、2.5m/根的要求。9根接地极成田字型埋设，埋设深度0.8m（接地体上端距地面0.8m）
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部.JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范 [S]
[2]中国联合工程公司.GB 50052-2009 供配电系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010
[3]中国电子工程设计院.GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范[S].北京：中国计划出版社，2009
第5篇：导航设计范文
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.
关键词： 单片机；GPS；导航仪；自制地图
Key words: Single-Chip Microcomputer；GPS；Navigator；Self-made small area map
中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）05-0167-02
0引言
全球定位系统简称GPS（Global Positioning System），目前主要用于定位、导航、测量、精准授时，频率同步等方面，其中基于定位导航功能设计制作城市交通定位导航仪应用最为广泛。这些定位导航系统导航区域大、地图生成不易，对于类似于旅游区、大型游乐城等无交通路线易迷失的小区域，目前市场上还没有相应的定位导航仪，而使用目前市场上导航仪设计制作技术，为这些特定的区域定制导航仪往往成本相对过高。以实现非标准交通小区域地图定位导航为目的，使用GPS模块，STC89C52单片机，点阵液晶屏设计GPS导航仪，方案可行且适用强较强。
1导航仪设计与实现
1.1 导航仪系统组成小区域地图GPS导航仪由DP310 GPS模块、STC89C52单片机，无字库图形液晶显示器SG12864J三大主要部分组成。GPS模块接收卫星信号并计算出定位导航信息，通过串口通信将定位传递给单片机，单片机负责GPS信息提取并进行定位信息和地图匹配，其结果由液晶屏进行显示。导航仪系统结构图如图1所示。
1.2 GPS模块导航信息提取DP310 GPS模块接收卫星信号，经过计算得出GPS模块所在位置的经度、纬度、海拔高度定位信息，并和接收到卫星的数目，UTC时间等信息一起以NMEA-0183规定格式通过串口发送给单片机。单片机接收GPS模块NMEA-0183格式信息，从NMEA-0183格式信息中提取此时GPS模块所在位置的经度、纬度、海拔以及此时UTC时间信息。本文设计的导航仪所需信息提取自GPRMC格式的信息。根据NMEA-0183格式信息规定，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时间12点52分15秒384毫秒；
A表示定位信息正确（若为V表示接收机被遮挡，定位数据不准确）；
N表示北纬；3048.6212表示30度48.6212分（纬度）；
E表示东经；10411.2042表示104度11.2042分（经度）；
170410表示2010年4月17日。
单片机接收提取GPS模块信息的过程是：单片机在主程序中开串口中断后，等待产生串口中断接收GPS模块信息，在中断服务程序中判断所接收到的信息是不是GPRMC格式的信息。单片机串口程序只接收GPRMC格式的信息，并将接收到的信息保存在一个字符数组中，其他的GSP信息都被屏蔽掉。串口中断提取GPRMC格式信息关键程序代码如下：
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 地图生成与导航信息匹配本导航仪地图生成以西南石油大学成都校区一期工程500面积为例，首先选择一张西南石油大学一期工程建筑规划图，使用计算机系统自带的画图板工具打开规划图，进行编辑裁剪并保存为单色位图二值文件，此二进制地图长256像素，宽128像素。生成的地图如图2所示。
使用字模提取工具打开此二值文件地图，使用C51格式进行取模，将此地图转化为单片机可以识别的数组代码，此地图信息代码与单片机程序一起编译后下载到单片机中。串口中断接收提取的GPS经纬度信息为字符串形式，将字符串形式信息转变为10进制经纬度信息，精确到地理信息的“秒”，测量自制地图四脚对应地理区域经纬度，建立地理坐标与自制地图像素点的对应关系。在进行定位导航时，先判断GPS模块所在地理坐标，然后显示此地理坐标点所在的地图，GPS模块所在的地理坐标处在地图上闪烁显示。地图显示及GPS模块地理坐标点闪烁定位导航关键程序代码如下：
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);
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LCD12864_DISPOT(x,y,pot); // y
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else
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}
2结束语
此小区域GPS导航仪在西南石油大学成都校区进行测试表明，导航仪能够在自制小区域地图中进行室外定位导航，在5-10米精度范围内对于大建筑物的定位准确。此小区域导航仪单片机芯片易于拆换，对不同小区域的地图导航只需要重新生成地图后，将地图生成数据和定位程序稍做修改，编译下载到单片机中就可以实现对新区域定位导航。在大型娱乐场所及无导游引导旅游区，此小区域导航仪具有较大实用价值。
参考文献：
[1]皮云仙，唐红，张毅.基于单片机的GPS手持导航终端设计[J].微计算机信息，2009年，第25卷，第2-1期：190-192.
[2]夏枫，胡达.城市车载GPS导航系统的设计[J].计算机与现代化，2004，（4）：72-74.
[3]向前勇.基于单片机的GPS导航装置的设计[M].西南石油大学，2009，（5）.
第6篇：导航设计范文
【关键词】精密测距 塔康导航中频
1 引言
目前国际流行的无线电导航方式中，精密测距（DME/P）系统和战术空中导航系统（Tactical Air Navigation System，简称塔康或TACAN）是两种主要的技术手段。它们为每架进场飞机提供相对于引导点的飞机三维位置信息，保障飞机按要求轨迹进场、着陆和滑跑，实现自动进场着陆。
其中精密测距DME/P采用双模式工作，按飞机距地面台的远近分为初始进场模式（IA）和最后进场模式（FA）。DME/P的初始进场模式与塔康系统的测距完全相同，最后进场模式也基于相同的工作原理，仅在脉冲波形和编码上有所差别。
因此，从理论上可以设计一套能够产生DME/P和塔康中频信号的模拟器系统。这样可以在很大程度上提升无线电导航信号研发和校准检测人员的工作效率。
2 无线电导航中频信号产生系统设计
本无线电导航信号产生系统主要包含以下几个单元，分别是DME/P模拟中频信号生成单元、塔康模拟中频信号生成单元、开关切换单元和输出接口。如图1所示。
2.1 DME/P模拟中频信号生成单元
该单元可生成符合DME/P标准的模拟中频信号，该单元产生的信号将送往开关切换单元进行选择。此外，还在此单元预留了校准接口，可完成对DME/P信号相关参数的溯源。
DME/P模拟中频信号的产生主要通过DDS芯片和FPGA来完成。如图2所示，DDS芯片是用来生成70MHz中频载波信号，此正弦波波形一般达不到设计的要求，需要在之后进行滤波处理，再送到下一级操作。FPGA 作为控制核心，用来完成与上位机通信、DDS芯片控制和产生符合DME/P信号要求的脉冲序列，而其中的脉冲序列与之前的中频载波信号进行调制，得到我们需要的中频DME/P模拟信号。再通过电平控制单元得到我们需要的电平输出。
模拟中频信号生成单元的输出分为了两路。一路作为输出信号送往开关切换单元中去；另一路作为溯源信号送入接口转换模块，作为校准装置溯源的一部分。激励信号是被测直接传输给信号生成单元，当接收到激励信号后开始工作，生成DME/P模拟中频信号。
生成DME/P模拟中频信号时，载波的产生使用的是DDS芯片。由于DDS的固有特点，正弦波幅度值存在量化误差、相位截断误差。通过DA转换后的输出正弦波波形达不到后续的要求。所以需要将输出波形进行滤波处理。
根据方案中信号的频谱结构和滤波器本身的传输特性，选择了截止特性较好的椭圆函数滤波器进行滤波电路的搭建。为了解决系统初始信号在滤波后信号幅度会随频率的增加而减少这一问题，设计了由电阻和LC并联谐振回路构成的校正电路。经过校正电路与滤波器后，可得到较为理想的信号，具体电路如图3所示。
2.2 塔康模拟中频信号生成单元
塔康信号生成单元可生成符合塔康标准的模拟中频信号，这个信号中包含了塔康信号特有的方位信息。该单元产生的信号将送往开关切换单元进行选择。此外，还在此单元预留了校准接口，可完成对塔康信号相关参数的溯源。
塔康模拟中频信号生成单元主要包括控制电路、载波信号产生电路、15Hz和135Hz包络信号产生电路、调制电路和电平控制电路这五个部分。
如图4所示，我们采用FPGA做为整个系统的控制核心。用来完成与上位机通信、DDS芯片控制、脉冲信号控制、包络信号DDS产生这几个功能。载波信号电路采用DDS芯片来产生70MHz中频载波信号，该信号需要进行滤波之后才能达到后续的使用要求。在TACAN系统中，信号的包络由15Hz信号和135Hz信号叠加而成。拟采用DDS技术，使用FPGA进行正弦波相位值的累加，送往DAC，由DAC输出得到所需要的波形。此信号也需滤波之后才能后续使用。在调制电路中，我们需要进行两次调制。先对70MHz载波信号与脉冲信号进行第一级调制，再将调制后形成的信号与外包络信号进行第二级调制，即可得到塔康模拟中频信号。再通过电平控制单元得到我们需要的电平输出。
与DME/P信号不同，塔康信号除能测量距离外，还包含有相位信息。塔康系统地面信标发射的脉冲信号都是以脉冲对编码（按照脉冲对内脉冲之间的间隔不同编码）构成单元脉冲。由这样的单元脉冲按照一定规则组成主基准群、辅助基准群、台识别信号、应该和随机填充脉冲。
在塔康发射的复杂信号中，方位测量信号由主基准脉冲群、15Hz方位粗测信号、辅基准脉冲群和135Hz方位精测信号组成。主基准脉冲群和15Hz信号用来区别360°全方位中40°的扇形区，而辅基准脉冲群和135Hz信号则是用来确定一个40°扇形区之内的精确的方位。
塔康信的函数为：s（t）=A0+A1 sin（2πft）+A2 sin（9×2πft）。式中：f=15Hz，A0为直流成分，A1、A2分别为大包络和小包络的调制度。经调制后的信号携带方位信息，测方位时，根据主、辅基准脉冲，计算出基准与包络相位斜率过零点之间的相位差，便完成定位工作。
15Hz/135Hz的包络由FPGA控制DAC来具体实现。采用DDS技术，使用FPGA进行正弦波相位值的累加，通过相位累加器的输出，寻址正弦波幅值ROM表，最后把幅度值送到DAC，由DAC输出得到所需要的波形。此波形需要进行低通滤波后才能供后续使用。
对于塔康信号的生成来说，除了需要上面的载波滤波电路外，还需要对15Hz和135Hz外包络信号进行滤波。这里考虑采用集成运算放大器AD817，结合适当的RC电路，搭建三阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率为200Hz，具体电路如图5所示。
2.3 开关切换单元
该单元的输入通路是DME/P模拟中频信号和塔康模拟中频信号，通过软件配置选择切换通路来进行输出。
3 结论
依照本文所述思路，搭建了无线电导航中频信号产生系统，该系统可通过软件设置产生DME/P或塔康导航中频信号，且导航参数亦可通过软件设置进行调整。
实际使用证明，该导航信号产生系统可以很好的满足日常科研和检定校准工作需要。
参考文献
[1]朱延军.DME/P精密测距技术研究[J].导航，2002（04）：73-77.
[2]刘江庭.数字化精密测距技术的研究[J].现代电子技术，2012，35（07）：161-163.
第7篇：导航设计范文
设计价值来自用户体验
“设计创造价值”始终是“金堂奖”倡导的主题。设计的价值如何衡量？创造的规律是什么？“金堂奖”发起人、中国建筑与室内设计师网董事长谢海涛首度提出了“空间眷恋值”的概念，即以用户驻留时间的长度来刻画对空间的眷恋度，倡议参与“金堂奖”的设计师积极总结用户在竣工空间中的体验感、眷恋值，以大数据的观念和方法共同分享所采集的参数，总结生成“空间眷恋值”的设计规律，构筑中国室内设计的“操作系统”。
通过三年的努力，“金堂奖”借助数千件年度优秀竣工作品的汇集，把零散的个体设计经验整合为系统集成经验，推动室内设计行业“操作系统”的初步形成。“如同车辆的导航仪，让每位设计师方向明确、轻松驾驭设计项目，让用户以更小的代价获得更大的、可持续的人居幸福感。”谢海涛说。
“金堂奖”从一个奖项上升为设计作品评价标准、建构设计行业“操作系统”的孵化器，为参与其中的设计师赋予了巨大的责任和荣誉，凝聚业内力量、共同推动中国室内设计行业的繁荣发展。
打造中国设计名片
即将于2013年9月在荷兰召开的世界室内设计大会（WIM）首次设立了“中国日”，全球70位演讲嘉宾中，将有10位“金堂奖”获得者作为演讲嘉宾代表中国登顶世界设计舞台。“金堂奖”推动中国设计逐步形成了民族理念和设计语境体系，从而在全球设计体系的未来构建中，拥有了从容的话语权和建设权。”
据了解，“金堂奖”国际化进程的另一重磅举措是在2013年得到有着“室内设计联合国”之称的IFI（国际室内建筑师设计师团体联盟）的认证，并得到其在全球的同步推广。2013年4月，“金堂奖”展开“欧洲之旅”，组织获奖设计师在意大利、荷兰等欧洲国家巡回推广，进行强势传播。
彰显城市设计力量
“为百万设计师呐喊，向千万业主传播”，在推动金堂奖参评作品及设计师的传播机制上，“金堂奖”形成了活动传播、网络传播、平媒传播、视频传播、口碑传播和定向传播六大体系。形成覆盖内地30多个城市以及台湾地区的设计师服务网络，全国服务团队达到约千人规模，令各地设计师的组织与交流方式发生了巨变，推动设计产业形成以各城市为核心单元、全国一盘棋联动的发展新格局。同时有效地提升设计师的形象与品牌，为设计师与业主搭建一个交流互通的桥梁。
第8篇：导航设计范文
随着北斗导航应用的不断推广，国产导航芯片和模块持续升级，各领域应用对北斗导航产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多模导航的实现，很大程度满足国内外需求，集合MEMS惯性传感器的组合导航模块，进一步丰富多层面用户应用。与传统导航系统相比，卫星/MEMS组合导航模块，采用较低成本的MEMS惯性器件，极大降低导航系统成本、功耗和体积，与此同时，MEMS惯性器件具有瞬间较高精度的特点，弥补卫星导航不连续、输出频率不高、易失锁等不足[1~3]。
由于MEMS-IMU(IMU，惯性测量单元)精度仍处于较低水平，无法单独实现导航。通常采用MEMS-IMU与卫星导航接收机、磁强计等相结合的方式，构建组合导航模块，实现较高精度姿态控制与导航定位[2]。
为了适合特定导航应用，提出一种卫星/MEMS组合导航模块用工程化滤波算法。并在嵌入式平台上实现。
卫星/MEMS组合导航，通过算法实现角速度校准，加速度校准，以及磁校准；估计载体姿态角度，位置和速度信息，并以较高的输出速率实时更新。该系统中采用扩展卡尔曼滤波器(EKF)估算并校准系统状态量。通过融合卫星导航信息和磁强计信息，实时校准系统姿态、位置、速度和传感器误差。该EKF融合算法，考虑到传感器主要特性：零偏、标度因数误差、正交耦合误差等。此外，由于磁强计感测地磁场强度时，会受到硬铁和软铁干扰，因此在滤波器中对其进行估计。在静态情况下，系统姿态角误差小于0.2°，航向角误差小于0.5°。在动态情况下，姿态角与航向角误差小于1°，如果卫星导航突然中断，将能持续30秒，定位精度维持在20米内。
模块设计
综合考虑成本、功耗、体积、可靠性等因素，卫星/MEMS组合导航模块采用嵌入式平台开发方案[6]，如图1所示。系统由处理器、MEMS-IMU、GPS/BD多模导航接收机、磁强计等重要部件组成。
姿态与航向校准算法
理想情况下，将陀螺感测的角速度信息融入姿态处理器，在获悉载体初始姿态情况下，同时认为陀螺的输
出比较精准，一般的解算足以获得够用的姿态信息。然而，通常初始姿态无法准确获得，陀螺和加速度计都遭受随机漂移、失准角误差、加速度敏感误差、标度因数误差及其非线性等因素的影响，磁强计存在磁感应失真等。如图2所示，通过工装将模块安装于测试设备上，设计合理标定流程和算法，便可获得陀螺和加速度计常值零偏、标度因数、失准角误差量等关键参数。
通常在组合模块安装好之后，对磁强计的误差和干扰进行校准。姿态与航向解算中，陀螺的漂移引起的误差最大，如果没有滤波算法，解姿信息将不断偏离真实数值。该卡尔曼滤波器提供在线陀螺漂移校准，加速度计提供重力轴系参考，磁强计通过与加速度计配合，提供航向参考。
姿态估计算法中，提供稳定的三维欧拉角roll、pitch、yaw，为了提高精度并避免奇异，采用四元数法实时更新方向余弦矩阵。MEMS陀螺感测到载体角速度，通过差分方程实时更新姿态四元数，同时获得更新后的方向余弦矩阵，从而获得姿态角的更新。
卡尔曼滤波器姿态校准的实现，之所以能够改善性能，主要在于它能够准确估计出陀螺的漂移和姿态误差。这种方式的优点是：滤波器估计了绝对姿态误差，因而无论是哪一部分误差污染了姿态角，都可以直接用其来校准姿态角输出。姿态与航向校准模块，采用EKF，包含两个部分：线性姿态误差与陀螺漂移模型，非线性姿态四元数误差模型。状态模型基于陀螺输出数据，预测姿态误差和陀螺漂移，量测模型采用真实世界的姿态误差量测值校准预测部分，该姿态误差量测值由加速度计与磁强计获得。这两个参考数据源向卡尔曼滤波器提供适当的置信水平[4]。
航姿模块路测试验
为了能够正确推算模块的姿态、速度、位置等信息，准确对准初始姿态是十分必要的。由于低精度MEMS陀螺不能感测到地球自转角速率，因此不能采用传统的自对准方法实现初始化对准。基于系统方案，将磁强计与MEMS加速度计进行组合，构成测姿模块，实现初始化对准。如图2所示，单片磁强计由三轴正交磁阻传感器与数字化ASIC接口构成，磁强计不能单独确定航向角，需要MEMS-IMU模块中的加速度计配合，辅助磁强计精确确定航向角[2]。
跑车实验：沿着一小区跑车，该小区有高楼，有树荫，其具体的姿态
卫星/MEMS组合滤波
导航解算
由于MEMS陀螺不同于传统高精度陀螺，其不能感测地球相对于惯性空间的旋转速率，因而无法使用传统的导航解算公式去实时推算速度和位置。如图4所示，为捷联解算算法流程。
组合滤波算法
卫星/MEMS组合导航模块实现方案如图5所示，MEMS-SINS模块与卫星导航模块是彼此独立的两个部分，此框图显示了以MEMS-SINS和卫星导航接收机的速度/位置信息做差作为量测量。松耦合组合导航通常有两种形式：开环与闭环，如图5所示，该技术方案采用闭环形式，将卡尔曼滤波估计出的各种误差反馈至MEMS-SINS模块，改善系统性能[5]。
组合导航路测试验
与传统高精度捷联惯性导航系统不同的是，MEMS-SINS模块无法感测地球自转角速率，地球的自转角速率完全淹没在MEMS陀螺的噪声之中，当载体处于静止状态时，认为陀螺输出角速率为0。MEMS-SINS误差方程修正如下所示：
姿态误差方程为： nnb
?分别为陀螺随机常值漂移和加速度计随机常值零偏。具体卡尔曼滤波算法功能通过软件代码实现。
通过软件实现所设计的捷联算法与组合滤波算法。重点研究了采用EKF组合算法之后的系统误差状态向量的估计情况。并通过matlab软件对卫星/MEMS组合中的各种误差向量估计做仿真观测。并在实际路测环境下，获得导航全参数。如图6所示为路测试验专用车。
如图7所示，红色为卫星导航，蓝色为组合导航，当试验车路过城市峡谷时，由于遮挡和多路径效应等，卫星导航出现较大偏差，而组合导航表现良好。
如图8所示，当路测试验车进入地下车库时，卫星导航立刻中断，而组合导航依然能够维持导航能力。
当卫星导航信号中断，组合导航
硬件平台
本文以GPS/BD多模导航接收机、MEMS-IMU、磁强计构成的超低成本微小型组合导航模块为研究对象，结合实际需求，设计组合导航架构；通过比较传统SINS与现代MEMSSINS，提出实用的MEMS-SINS的初始化方案和捷联解算算法；基于MEMSIMU，给出卫星/MEMS组合导航模块工程化的滤波算法，实现非线性连续系统的线性离散化。仿真与实测试验结果表明：在MEMS-IMU精度较低的情况下，通过相关算法的合理设计，仍可以实现较高精度导航。图9展示了自主设计的卫星/MEMS组合导航模块和集成开发软件平台。
参考文献
[1]G H Elkaim. Comparison of Low-Cost GPS/INS Sensors for Autonomous Vehicle Applications [J]. 2008, 1133: 1144.
[2]Michael J. Caruso Applications of Magnetic Sensors for Low Cost Compass Systems [R]. Honeywell Inc, 2000.
[3]David H Titterton, John L Weston. Strapdown Inertial Navigation Technology 2nd Edition [M]. The IEE, 2004.
[4]秦永元, 张洪钺, 汪叔华. 卡尔曼滤波与组合导航原理[M]. 西安:西北工业大学出版社, 1998.
第9篇：导航设计范文
[摘要]北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统。本系统可以全天候全地域完成人类力不能及的一些事情，但国外少数发达国家已拥有基于gps的油路监测系统，而北斗卫星导航系统在这一方面的应用还存在很多空白，需要我们填补。本系统能及时发现输油管道内的险情，并发出警告信号，给予人们充分的时间进行准备，避免国家财产安全受到损害。
[
关键词 ]北斗卫星；输油管道；泄漏监测；告警
1.研究背景及意义
2013年11月22日上午山东青岛黄岛经济开发区中石化黄淮输油管线泄漏引发重大爆然事故造成62人遇难，136人受伤的重大人员财产损失，这件事引起了中央地方各级领导们的高度重视，也产生了巨大的影响。本文提出的基于北斗卫星导航系统在输油管道泄漏监测方面的方案，可以很好的解决泄漏不能及时发现的难题，节省了很多人力物力，也能为国家在这方面的研究提供帮助。
2.设计方案
本设计是基于北斗卫星通讯，校时，定位的油路探测系统，主要分为三大模块，监测端、节点-北斗端、计算机监控中心端。整体工作流程为：1、监测端从油路起点放入，此时其为球状待机模式；2、待监测端经过一段油路的始节点时开始工作，主体展开，开始监测；3、当检测到油路有问题时，记录数据并存储；4、经过下一节点时，向节点-北斗端发送故障位置相关数据；5、节点-北斗端通过其短报文功能，经北斗卫星将故障信息发送至计算机监控中心端，并将北斗卫星传来的定位与授时信息传给监测端，用于其惯导模块的校准；6、当计算机监控中心端收到卫星传来的故障位置信息后，对其分析、危险等级评估及采取后续措施。
3.工作原理
3.1监测端。3.1.1硬件组成.本监测端主要由超声波探伤模块、惯性导航模块、无线电信息传输模块、供电模块、内置存储器、高性能的双核cell处理器及电控可伸缩支架等组成。3.1.2功能.此监测端主要是实现对管道的日常监测、漏点的查找，以及通过惯性导航对漏点进行定位。3.1.3详细工作原理。（一）支架。当监测端进入管道后，支架伸展开，中间的两个主支架中间安放超声波、惯导、无线电、供电、内置存储器、双核cell处理器等主模块。两端六个辅助支架的末端安装有万向轮。其中可伸缩支架由八个高强度的轻质电控可伸缩拉杆组成，每一个可伸缩拉杆可根据情况收缩。
当监测端在管道中行进时，辅助支架末端的万向轮将接近管壁，从而保证了监测端在流体中的稳定性。辅助支架可以随管道粗细的变换而伸缩。当管道直径发生变化，辅助支架可通过传感器的探测结果进行伸缩量的调整。（二）供电模块。供电模块主要采用微型风扇式发电机。微型风扇式发电机可通过扇叶的转动将流体的动能转化为扇叶的机械能再转化为电能，从而实现对其他耗电模块的供电。（三）处理器。本设计中拟采用双核cell处理器。它的优点是处理速度快、效率高，而且体积小、微型化，有利于更好更快的对收集到的数据进行处理，从而更高效的做出判断。（四）超声波探伤模块。此探伤模块可以向四周管壁发射超声波，超声波通过管壁反射回来被接受器接受。探伤模块的处理器可以对反射波进行综合的分析，并判断出是否存在漏点与裂痕。（五）内置存储器。此处的内部存储器选用flash闪存类存储器。Flash闪存是非易失性存储器，有很好的信息存储性能与读写性能，这正好满足监测端的存储需求。（六）惯性导航模块。惯性导航系统主要是以陀螺仪和加速度仪为主，对加速度进行时间的积分，并通过一系列的计算，从而得到其加速度、速度、位置等信息的导航系统。（七）无线电信息传输模块。由惯导模块测得的漏点位置信息暂时存储在内置存储器中，当监测端到达该段管道的末端节点时，无线电模块将会把信息传输给节点处的无线电接收端，并由该接收端将信息传给北斗模块。
3.2节点-北斗定位端。3.2.1结构及硬件组成。此部分由地上和地下（管道节点处）两大部分组成，而供电靠太阳能电池板供电。地上为北斗终端，地下为管道节点处的无线电信息传输设备（以下称为节点端），北斗端在节点端的正上方，两者通过有线方式连接进行信息传输。3.2.2功能及工作原理。（一）北斗端的双重功能。一方面，北斗端通过北斗卫星定位获得位置信息，并通过有线传输的方式传给节点端，再由其传给管中的监测端，从而为监测端中惯导模块提供校准位置信息；另一方面，当管内无线电模块传来漏点位置信息时，由节点端接收并且通过有线方式传给北斗端，并由其独有的短报文信息传输功能将位置信息及告警信息通过卫星传输出去。（二）节点端的双重功能。一方面，北斗端通过北斗卫星定位所得的位置信息需要通过此节点端传输给管中的监测端，从而实现监测端中惯导模块的位置校准；另一方面，惯导模块所得的漏点位置信息需要通过节点端传输给北斗端，并由北斗端进行短报文信息传输。（三）太阳能供电模块。由于节点-北斗端中的节点端和北斗端都需要长时间供电，而在地下的节点端处提供电源必然会增加电路的铺设难度，故本设计采用地上北斗端的太阳能供电。
3.3计算机监控中心端。依据北斗终端通过其独有的短报文从卫星传来的位置坐标信息及油路泄漏点的数量，大致确定漏油点以及告警等级；同时也会生成告警信号提示值班的监控工作人员，生成告警信号会以蜂鸣告警或语音告警的形式、警告灯闪烁等方式表现出来；在确认信息无误后，工作人员会采取一系列的后续措施，包括及时使相应管道段断流、派相关人员修理管道、通知消防部门协助等。告警点的位置坐标以及告警的等级都会在监控端的监控计算机中看到。
4.发展前景
本设计具有体积小、密封性强、抗震性好、质量轻、节能、环保等优点。通过上述模块相互间的运作，实现对油路的实时监测，并通过数据的处理及存储，获得地下管道的工作状态，对潜在的危险进行预警。此方案全程自动化，大大减少工作人员数目，降低公作风险。达到对漏点精准快报告，从而减少国家的财产人员损失。
参考文献
[1]肖南峰.工业机器人.机械工业出版社,2011.
[2]许金刚.微处理器体系结构.科学出版社,2008.
[3]李跃.导航与定位:信息化战争的北斗星.第2版.国防工业出版社,2008.
[4]中国计划出版社.GB 50253—2003.输油管道工程设计规范.北京:中国计划出版社,2003.
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