电子导航范文

电子导航范文（精选8篇）

电子导航 第1篇

一、汽车GPS技术的应用与发展

完整的汽车导航系统, 应该包括全球定位系统和车辆自动导航系统。它一般是由GPS天线、集成了显示屏幕和功能按键的主机, 以及语音输出设备 (利用汽车音响系统, 输出语音提示信息) 构成的。一些导航系统, 为了避免分散驾车人对路面情况的注意力, 有的用荧光屏显示路线, 并能用语音来提供导航信息, 有的甚至只用语音就能指点驾车人怎样将汽车开往目的地。还有一些导航系统, 不仅能为驾车人预定旅馆, 而且还能跟电脑网络接通, 收听天气预报、股市行情, 以及提供道路前方是否堵车的信息, 并能指出避开堵车状况的其他行驶路线。

GPS的主要功能, 是能及时显示汽车在预先制定的电子地图中的位置、行驶速度以及与目的地距离。输入目的地后自动生成一条最佳行驶路线, 并在转弯时用语言提醒用户, 使其去任何地方不用问路就可直接到达。应用GPS导航系统, 在车上可随时查询沿途的酒店、商店、加油站、修理厂、车站及码头等处的最新路况信息, 为用户提供方便;在汽车遭遇抢劫后, 可在指定范围内停止发动机的运行, 并把汽车所处的位置报告警察;停车后可用其播放音乐或VCD。

汽车GPS导航系统主要由两部分组成:一部分是由安装在原车上的GPS接收机和显示设备组成;另一部分是由计算机控制中心组成。两部分通过卫星定位进行联系。目前, 世界上应用较多的是自主导航。其主要特征是每套车载导航设备都自带电子地图, 定位和导航功能全部由车载设备完成。

汽车导航装置应用于汽车的时间虽不长, 但发展很快。目前, 全球汽车导航系统的市场以日本为领先。据报载, 日本自2000年以来出产的新车中30%安装了电子导航系统;通用汽车公司投放美国的绝大部分车型现在都已将车辆智能信息系统当作了标准装置。另据报道, 标致公司已将所有LX级406型和607型的车都安装了卫星导航装置, 使其成为车内标准设备;丰田公司将电子导航系统作为天津丰田新车型的选装部件。

欧洲也开始了这方面的发展。1994年, 奔驰公司就在其SLK系列跑车上装用导航系统;1997年又在东京与日本电报电话公司合作开发了智能交通引导系统ITGS。西门子公司为保时捷汽车开发了集成驾驶员信息系统, 将导航装置与先进的无线通信系统 (蜂窝电话) 结合起来, 既可以进行逐个路口的行驶路线引导, 又可以及时提供实时交通信息, 还可以在发生事故或车辆故障时呼唤紧急救援。这种系统还可以不必自备数字地图, 而是从当地信息服务中心调用数据。这不仅简化了系统的结构、减小了尺寸、降低了成本, 还可以使地图数据库的更新维护集中在“中心”进行, 以保证地图数据的准确性。Philips公司开发了CARIN车载导航系统。这是一种多功能控制系统, 可将移动电话、音响系统、车载计算机、保安系统、自动空气调节系统及导航系统的操作集成于一体。沃尔沃公司也开发了道路交通信息系统RIT, 这也是一种将导航与交通信息集成在一起的系统。它不仅可以帮助驾驶者找到要去的地方, 而且, 可以提供医院、饭店、旅馆及机场等一些重要的地点;还可实时收到交通状况的信息。这种系统还可用7种语言进行路线指导。

二、汽车导航迎来网络导航新时代

目前, 新型的导航方式为网络导航。所谓网络导航, 是指借助于现代移动通信技术, 将交通路况、小区气象、突发事件等即时信息融入导航计算中, 并依据计算结果为用户提供实时道路指引。网络导航的核心是即时信息的引入, 特征是获得专业的综合信息运营服务提供商支持。

国外网络导航技术以美国、欧洲和日本为代表, 起步较早, 已经建成一些具有网络导航特征的系统投入使用。从整体上看, 国内网络导航运营服务体系正处于积极培育阶段。可以预见, 在不久的将来, 将会得到大规模推广应用, 迎来网络导航新时代。随着我国交通和汽车工业的快速发展, 对网络导航的需求越来越迫切。特别是一些城市的交管部门, 已着手建设以提供实时交通路况信息发布、电子站牌、车流量统计和疏导等为目的的软硬件平台, 为网络导航的发展打下基础。经过几年的努力, 网络导航所涉及的主要关键技术, 包括动态信息的编码标准、接入、管理, 以及与道路拓扑数据的融合计算等关键技术取得了突破性进展。近两年, 中国航天、中国卫通以及基础电信运营商等国有大型集团企业, 也都开始切入网络导航服务领域。这些企业的进入, 必将对网络导航的发展产生有力的拉动作用。网络导航最直观的应用是国内智能交通方面, 从静态的交通管制、道路维护信息, 到提供基于交通流分析的实时动态交通信息和交通动态预测分析, 以及互联网发布实时监控影像。随着国内汽车保有量的不断增加, 2008年北京奥运会的召开, 以及2010年上海世博会的临近, 为解决日益严重的交通问题, 我国已在一些城市开始了ITS的试点和建设。

三、汽车自主导航的市场前景

汽车导航市场不断扩大的同时, 逐渐形成了以美国NavTech、欧洲TeleAtlas、日本Zerin和MapMaster为龙头的四大导航电子地图专业制造公司, 并占领了全球汽车导航地图产品90%的份额。

国内的现状是高中端导航电子地图的供需矛盾十分突出。为了提高汽车竞争力, 提升汽车附加值, 一汽、二汽、上海大众、一汽大众、上海通用及天津丰田等汽车厂家都在计划加装汽车导航系统, 国外进口汽车也希望加带汽车导航装置。此外, 国外和国内的汽车导航电子产品生产厂家也瞄准了中国的后加装市场, 蓄势待发。据预测, 到2010年, 汽车自主导航系统年销量将达到53万台, 保有量210万台, 汽车导航电子地图年销量将达5.8亿元人民币。

导航星座自主导航的时间同步技术 第2篇

导航星座自主导航的时间同步技术

导航星座自主导航能够有效地减少地面测控站的布设数量,减少地面站至卫星的信息注入次数,降低系统维持费用,实时监测导航信息的.完好性,增强系统的生存能力.卫星时间同步是实现导航星座自主导航的关键技术之一，而星载原子时钟的频率稳定性能直接影响着卫星时间同步精度。本文基于星载原子时钟频率稳定性的Allan方差表达，建立系统状态方程，并以星间双向测量伪距差作为基本观测量，组成系统测量方程。从而，可以设计适用于导航星座卫星时间同步的Kalman滤波算法。系统仿真结果表明：通过滤波处理星间双向测距数据，不断地更新卫星时钟参数，能够实现星座卫星自主高精度时间同步。

作 者：帅平曲广吉 SHUAI Ping QU Guang-ji  作者单位：中国空间技术研究院总体部,北京,100094 刊 名：宇航学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS 年，卷(期)： 26(6) 分类号：V474.25 P127.11 关键词：导航星座   自主时间同步   星间测距与通信   Kalman滤波   系统仿真  

电子政务，谁为你导航？ 第3篇

“一把手”工程

当信息技术和信息化尚来被人们理解的时候，通过“一把手”工程，能够有力地推动信息化建设在政府中的实施。提出“一把手”工程是解决干与不干，搞不搞信息化的问题。当初的“一把手”工程成为政府推进信息化的开路先锋。而今天，党中央，国务院，已经把信息化提到了历史任务的高度上，已经提到了信息化推动工业化这个层面上。“谁都不敢说不搞信息化”，信息化的重要性，是个不言而喻的道理。提出CIO概念是要完成整个信息化建设过程中，在资源整合、应用实施中遇到的问题。政府信息化从领导高度重视，到逐渐走向符合它自己发展的规律，是需要一段时间。如果没有“一把手”工程，北京市和全国信息化工作，不可能会有如此轰轰烈烈的成效。当然这也提出了一些挑战：“真正能够担负起整个政府信息化建设任务的人是谁，对重大决策产生关键影响的人是谁?他应该是专业人才，政府领导可以支持，但领导在决策过程中要听专业人才，即专家的意见。”在政府信息化初始阶段，“一把手”工程所发挥的作用是不能忽视的。“信息化工作，当时是刚起步，许多人还不认可，‘一把手’认可大家都认可，这就是我们当时为什么要搞‘一把手’工程的原因。”北京市经济信息中心副主任王克义说道。“一把手”对于消除阻力，提高各级领导的重视有促进作用。伴随政府信息化的深入，人们对信息化的理解也越来越深刻，尤其是专业人才对于信息化的发展，会起到不可替代的作用。现实的情况要求政府领导不可能只关心信息化工作。他们有自己的分管部门，负责很多工作，不可能专门投身到CIO角色中去。这就凸现一个问题，政府领导部门如何把握信息系统建设?首先要确立政府中的CIO位置，而其下应该建立一个团队，来支撑CIO角色中所需要的IT技术。北京市石景山区信息化工作办公室富大鹏副主任在这方面的感触颇深，上级领导在某个IT项目建设筹划阶段的作用非常明显，但随后在项目的具体实施、监理、评估等方面，急需专业主管人员的介入。信息系统的立项，不仅仅依靠政府领导的一个意见，而是要通过专家的反馈意见，综合来自各方的合理化建议。这就需要一个CIO体制来满足管理上的需求，从而将信息系统建设项目，纳入到政府决策管理之中。而相应的“一把手”——政府领导则可以将精力集中去思考政府战略发展的事情上去。

政府CIO定位

不要把CIO又当作一个官位，不要演绎成又一次权力的再分配。“如果CIO建立起来，是不是你就可以升官了?你就可能被提拔了?错！”富大鹏副主任说道。C1O是一个职责决策机制，而不是一个官位，不要把CIO当成一个官位。就北京市区县来看，未来CIO可能是某位副区长，因为它在协调各部门资源上有优势。信息办主任也可能成为CIO。任何人被赋予了CIO职责，就可以行使CIO工作，而不是一个官位。不要把CIO引入到一个官本位的想法上去。一些人在探讨政府CIO体制问题时，一味的呼吁建立一个CIO官位。“如果是区信息办的负责人担任，那他的职称是否应该是副区级?”甚至一些人认为只有这样的级别，CIO才能正常的在区县一级行使工作。而实际上CIO的出现，更多是赋予了他很多职责。CIO应该去思考如何构建信息系统，如何调动各方资源。目前在政府信息化工作中，还有很多事情要做，不能把所有遇到的阻力，归结到还没有设立一个CIO职位的问题上。面对现实，“有为和有位”是一个辩证统一的问题。不能因为某一个所谓的官位没有出现，就不去考虑已经摆在负责人面前出现的问题。只有有为才能有位，只有面对苦难，并着手尽力去解决，最终组织机构才能意识到设立一个位置的必要性。政府信息化建设，无论在宏观层面，还是在具体问题上，都有很多事情要解决。如果只去等待CIO体制全部建立起来，才去动手解决问题，那就落入到了谋求个人官位的私利上面去了。相对一个简单的CIO名称来讲，CIO体制的建立更为重要。不然的话，政府信息化仍然是“一把手”工程，而不是来自CIO机制的决策。给予CIO的不仅仅是一个称谓，给他的是一个职责，其背后应有一套完善的体制规范。目前对于政府CIO的探讨，大多集中在基层。这可能是由于在具体工作中，从事信息化建设的人员遇到了很多困难。今天一个区县的信息办主任与未来的CIO，无论在职能上，还是在个人能力上，均存在很大区别。信息办主任可能有这个潜质，已经为成为CIO做了一定准备，但他们离真正的CIO还有很大的距离。“千万不要认为自己是信息办主任将来就是CIO，你可以成为CIO，可以成为未来CIO团队中的一员。但他们同真正CIO的差距，不是一天两天能达到的。”CIO身处决策层，考虑的问题较为宏观，目前实际从事信息化建设的负责人，需要一定的储备，无论在管理能力、决策能力、技术能力上，都需要做准备。他们要有一个质的提高、质的飞跃。将来政府的CIO可以是信息办主任，也可以是其它部门的领导官员。

政府CIO时不我待

政府构建CIO体制还处在基层探讨阶段。与企业相比，政府做事方法是有所区别的。政府的管理讲究程序化。从问题的出现，到意见的反馈，以及最终方案的推出，并进行实施，整个运作周期要比企业长。“很快，政府推出CIO体制会非常快。”北京市经济信息中心副主任王克义指出。尤其是伴随电子政务建设的不断深入，人们越来越意识到各个部门信息共享，相关职能的统一非常重要。“老百姓不需要知道政府到底有几个局。”北京市经济信息中心副主任王克义说道“老百姓只想知道如何进行结婚登记，如何申请成立一个公司。”但目前这些事情，往往牵涉到许多政府部门，而电子政务应该将这些相关的职能进行整合，而不是还像传统的工作方式“你建你的电子政务，我建我的电子政务。”这种整合是需要未来的CIO机制来解决的。从政府机关内部来看，也存在一个信息共享的问题。“你是A处的处长我是B处的处长，我的业务你不知道，你的业务我也不知道。有好多非保密的东西相互之间也不能共享。”如何有效地协调内部资源，需要有一个制度来规范，CIO的建立有利于消除这种信息孤岛的现象。客观上看，政府部门与部门之间的共享信息，是一个有机体的组成部分。因此，信息技术如何运用到政府的管理当中去，也是未来CIO机制要考虑的问题。

从总体上看，政府CIO体制的建设，还需要一段时间，至少要有两到三年。得出这样的结论是基于以下几个原因。

首先政府的信息化，正在逐渐走向成熟。从原来一涌而上、从大规模投入，进入到各级政府在电子政务的建设上开始冷思考。目前，政府信息化建设的基础设施投入已经完成，这包括了网络建设、硬件设备的购置。信息化发展的最终目标是要应用，信息系统要满足政府的需求，要满足老百姓的需求。这就要求政府构建一个CIO体制，使其在前期决策，实施期间的监控以及后期在技术、方案、应用方面的磨合中发挥作用。此外政府信息化的工作，已经进入了一个以应用为主的阶段，而不是一个信息系统基础建设阶段。对于信息系统应用的建设，要求政府建立一个CIO体制，来负责“到底哪些应用应该率先实施，那些可以稍微晚一些”，只有通过专业队伍才能梳理好政府各个部门的需求。在整个政府决策过程中，CIO要对信息化工作做出全方面的考虑。这包含政府信息系统未来的发展规划、发展规模、应用系统的选型、以及如何通过IT技术满足政府职能的需求、百姓的需求。这些事情都应该是未来政府CIO所要考虑的范畴。政府急需拥有这种CIO体制和人员。既然是一个急需解决的事情，因此CIO体制的建立也不会太慢。“现在，相关部门已经组织我们进行讨论、探讨关于政府CIO体制建立的意见。”富大鹏副主任讲道。

另一方面，信息化建设的从业人员和专家们，也在政府实施信息化的过程中历经了多年的考验，已积累了一些经验，奠定了一定基础。在CIO人才储备上，做了准备。CIO概念已经得到广泛认可，此外CIO受到人们的关注，成为热门话题。“但政府中的CIO体制，需要冷思考、需要有一个磨合期，不能搞一哄而上。”富大鹏副主任指出”不能你这个部门有一个CIO，我们那里也要建立一个CIO。”要根据各个部门，单位的自身特点，来确定具体构建CIO的计划，同时包括他的职责定位，权限描述等也应采用因地制宜的手段。在政府CIO体制还没有完全确立的情况下，应该允许大家对CIO功能定位，职责范围进行广泛的探讨，各抒己见。对于一些区县率先开展的CIO普及活动，应该欢迎，但不能过早定性，这样不利于人们对政府CIO职责的深入了解。在彻底的研究讨论之后，人们才可能得到一个正确的方向，寻找一条具有中国特色的政府CIO体制，“政府建立CIO体制，应该是很容易的，甚至比一些企业构建CIO体制还要容易。”这种观点是基于政府更强调组织纪律性。政府一旦决定构建CIO体制，会很顺畅的从上到下进行贯彻。但就实际工作情况来说，CIO体制的建设也应该做到具体问题具体分析。大家在探讨CIO职责定位的时候，有很多具体的问题要考虑，CIO要有一个准确的定位，要有一个体制的支撑，但是在实施过程中，不同的部门、不同的地域，可能外部的条件是不同的，那该部门要对CIO的具体职能有一个重新定位。

借鉴

目前的现状是，企业对CIO体制的建设更为关注，而且进展的情况也非常快。从中国现状来看，政府的信息化工作，相对企业来说可能起步比较晚。像联想这样的企业已经建立了CIO制度，其他一些企业，虽然没有明确的提出CIO名词，但是符合CIO体制的管理制度也已经建立起来。政府在构建CIO体制的时候，可以借鉴企业信息化建设中的CIO制度。例如他的职责定义、决策范围，尽管政府的职责同企业不同，但就CIO所在的位置来说，都应该处于

领导决策层。在某些方面，两类CIO之间还是有一些共性的东西，例如政府、企业的CIO一定对信息化的工作非常了解，他们能够在整个团队决策过程中起到领导作用。他们可以调配人、财、物和技术等资源。在一些企业中，他们的CIO大多还担任副总裁的职位，他不但谙熟IT技术，同时在协调、沟通等管理能力上也非常优秀，同时CIO可以掌控企业IT预算。由于企业的社会活跃性要远远高于政府，因此CIO真正得以发扬光大是在其被引入企业信息化之后。目前通常所说的CIO，如不加以说明，一般也特指企业CIO。CIO称得上是真正意义上的“复合型人才”，一种惯用的说法是——“作为信息管理的新职务，CIO同时扮演着三个角色，第一是商人，第二是管理者，第三是工程师”。将来政府中的CIO同企业中的CIO肯定存在区别。从区县政府这一层面来看，主管信息化的领导是CIO，但不一定要求这名领导对信息化工作非常了解，而在领导周围应该有一个强有力的团队，来支持他的工作。所以说政府的CIO虽然是一个位置，一个角色，但是实际上更是一个团队。这个团队支撑着整个政府的信息化建设。政府领导在这个团队中占据一个角色，而在实际工作中，像“信息办”这样的工作人员，会承担起政府CIO们绝大多数的工作。CIO虽然源于政府部门，但无论在数量、职能、活动范围、知名度等方面，企业CIO都已经超越了政府部门的CIO。可是，近年来随着全球性政府信息化浪潮的掀起，CIO又开始呈现出向政府领域“回归”之势。当前，美国、加拿大、日本、澳大利亚等国已在政府信息化领域全面推进CIO管理体制；韩国新上任的总统卢武铉在其竞选期间也承诺，其当选后“将在青瓦台新设IT首席制度，并实施负责各部门信息化业务的国家首席信息官(C I O)制度”。

如果在我国的电子政务建设中引入国际上普遍采用的“CIO体制为核心的电子政务管理体制”来规范的政府信息化的领导机制，不失为一条全新思路。其现实意义体现在以下几个方面。第一，便于协调。中国行政管理体制的复杂导致电子政务应用系统建设的复杂性，部门之间的协调非常困难。如果能有一个中立的职位来负责各部门之间的协调，有利于协调各方关系，保证信息化的顺利进行。第二，有助于解决我国电子政务建设的“领导职位”问题。如能建立一套从上到下的CIO职位体系，并由此产生的将CIO岗位责任规范化，对化解当前电子政务建设中领导职务庞杂的现状，保证信息的上传下达、各级政务信息系统之间的互联互通都有着十分重要的意义。第三，有利于保证政府信息化的效果。美国联邦政府当初提出设立CIO的原因，便是出于减少因信息技术处理不当，和信息设施的不恰当使用而造成损失的目的。CIO一职的设立，能促进政府部门信息化的主管领导专业化、知识化，避免了以往有的地方“外行指挥内行”的窘境，能保证政府信息化的实施效果。一套完整的CIO职务体系、一套科学的CIO流程规范，也有利于同一地区各个政府横向或纵向角度的互联互通、提高系统的使用效率具有积极的意义。

电子政务促生政府CIO

“政府先行，带动国民经济和社会发展信息化”成为我国信息化建设的发展战略，电子政务异军突起。相比电子商务和企业信息化，政府领域信息化有其特有的优势，如政府掌控着80％社会信息量、政府信息化的服务面广，有利于信息化的效果能更好的发挥。另外，政府在财力、物力上也有着充足的保证，便于信息化的推广和持续进行。协调成为最大挑战政府信息化也遇到了一些挑战，例如“信息化的跨部门、跨行业，使现行政府体制下，部门之间协调困难的问题凸现”。最简单的例子如“三网合一”：在公安信息化建设中喊了多年的“三网合一”问题(即将110、122、119三个号码统一为同一个号码)从技术上讲，非常容易解决，但就是因为其中涉及到不同的组织机构，管理上难以协调，所以至今绝大多数地方仍未实现。领导机制上的问题已成为阻碍我国电子政务发展的最大障碍。近年来我国电子政务推进过程中屡展出现的“标准不统一、重复建设严重、互联互通性差、信息孤岛现象严重”等问题几乎全都根源于此。发达国家在信息化过程中也存在类似问题，但这一问题在我国的产生还是有一定的独特因素。我国的电子政务建设的背景是工业化的历史使命尚未完成，便“被动”地卷入了全球信息经济浪潮。因此，我国开展电子政务建设的起点同发达国家相比还有很大的差距，包括领导机构的构成、领导的意识等。其次，中国政府管理体制的特点也决定了中国电子政务建设的复杂性，也增加了管理、协调的难度。政务公开成为催化剂政府部门通过实行电子政务来提高办事效率，本身包含着信息透明、政策透明。

政府部门希望解决政府与百姓之间信息不对称的问题。从政治改革来讲，电子政务要求在“三个代表”重要思想的前题下，政府部门按市场经济的职能定位，进行职能转变。例如一个企业申请某项审批，可能需要找相关多个政府部门，通过电子政务的推广，该企业可以在网上一次办理完成。目前符合群众服务需求，将多个政府部门职能进行整合的电子政务，还没有得到广泛推广。通过电子政务，对服务进行整合，从而方便百姓，是现在电子政务着力解决的问题。电子政务怎样来完成历史使命，需要“一把手”重视，更需要CIO来研究、来实施、来监管。从表象上看，目前领导机制的现状有以下两个方面。首先，信息化的领导组织尚未统一。目前我国对负责领导一个地区信息化建设的机构没有一个统一的规定，各地在实际操作中“八仙过海，各显神通”。大部分地方实行了“信息化工作领导小组+信息化工作办公室”模式，除此以外，还有信息化委员会、信息中心、计委“一套人马、两块牌子”，甚至有科技局、广电局。这种领导体制不统一，从微观上讲，容易导致电子政务的随意性加大，不利于信息化的连贯性、持续性。从宏观上看，将来不同领导体制下的电子政务系统在互联互通时也会产生额外的麻烦。

此外，信息化的领导权责尚不平衡。目前各地的信息化主管单位绝大多数处于一种“有名无实”的尴尬境地一一理论上负有协调、规划某一地区政务信息化建设的重任，但实际中可支配资源和约束能力却相当有限，工作常常无法顺利开展。以我国最典型的地方信息化领导机制——“信息化工作领导小组+信息化工作办公室”模式为例：信息化领导小组主要由各级政府的“一把手”或主管副职领导组成，他们往往缺乏信息化技术背景，而且因为多是兼职挂名，其对信息化工作的指导程度事实上非常有限。组织领导信息化建设的重任实际落在“信息化工作办公室”肩上，但信息化工作办公室只是作为政府诸多部门中的一个，其主任的行政级别同其他委办局“一把手”是平级的。信息办主任大多无权参与地方决策，也没有对其他部门和对社会的有效管理手段，在规划和指导这一层面上缺乏足够的权威性，更谈不上对其他部门相应机构业务改革的指导以及信息产业的指导。

探索中的政府CIO

探索中国政府CIO之路，实质是寻找一条适合中国国情而又切实有效的信息化建设领导机制，CIO只是一个称谓上的区别而已。设立政府CIO——或者说改革现有的信息化领导机制务必要有以下几点突破。

首先，要具有跨下属部门、行业的协调权。某一层次的政府CIO是高于下属各个职能机构，能有效地进行部门间协调管理。这样才能保证系统之间的互联互通，保证资源的有效利用，防止信息孤岛的出现。

椎弓根手术中电子导航系统的研制 第4篇

目前,临床上进行椎弓根手术时,对植入骨钉的位置以及钉进的深度,只是凭医生的经验,手术完成后再进行CT扫描,检查植入的骨钉是否到达合适的位置,这不仅增加了手术的风险,而且会对患者造成很大的伤害,增加了进行二次手术的几率[1,2]。为了降低这种风险,本文采用生物阻抗法设计实现了椎弓根手术中的电子导航系统。

1 生物阻抗法测量原理[3,4,5]

人体的组织相当于一段容积导体,其阻抗包括电阻Z、感抗L和容抗C。由于人体感抗很小,一般可忽略不计,而容抗在高频电流作用下也很小,所以对高频电流来说,组织阻抗基本上就是电阻的变化。其电阻变化与容积变化的关系,1940年Nyboer根据血管圆柱体电阻抗模型推导出来,并通过动物实验得到了证实,如下式。

式中,V为圆柱体的体积,ρ为电阻率,L为长度,Z为电阻。

阻抗法测量人体电阻主要有电桥法、恒流法和恒压法3种。电桥法对皮肤处理要求较高,而且电桥平衡调节比较困难,实际操作中很少用到;恒压法与恒流法本质上是一样的,最为常用的是恒流法。

2 系统的硬件设计

样机由上位机和下位机组成,两部分通过串行方式进行通讯,通讯方式利用VB提供的MSComm通信控件来实现[6]。上位机以PC机为平台,用VB编写了良好的人机交互操作界面,主要功能是负责数据处理以及电阻、电压值的显示。下位机以TI公司的16位超低功耗单片机MSP430为核心,主要功能是负责产生50kHz的方波作为激励信号,获取最终的电压信号,并采集获取的信号,进行A/D转换,然后进行数据处理。椎弓根导航系统的硬件设计,主要包括MSP430单片机电路、脉冲发生器、阻抗转换电路、差分比例运算电路、整流滤波电路、串口通讯电路、电源电路。系统框图,见图1。

MSP430F149单片机产生50kHz的高频激励,经过阻抗转换电路达到恒流后分别先后通过定标电阻和人体组织,其中,定标电阻的作用是为测量人体组织的电阻值提供一个标准,并以此标准来进行测量;在进行测量之前先将选择开关打到定标电阻一边,进行测量之前的定标工作,为后续测量提供基础;再将开关打到人体组织一边进行测量,在信号经过差分运算电路和整流滤波电路处理后,将最终提取的电压信号送入MSP430F149单片机进行A//D转换以及初步的滤波处理,同时将A/D转换后的数据传至PC以显示电压值和电阻值,并可以对比较满意的数据进行保存。

3 系统的软件设计

系统的软件设计,上位机部分采用VB作为开发工具,主要是进行信号和阻抗值的实时显示;下位机部分采用的开发工具是IAR公司为MSP430系列提供的一套C430的集成开发环境和C语言调试器[7],主要是对采集的信号进行数字滤波处理,并进行阻抗值的转换。系统的软件流程图,见图2。

采集到的数据经过滤波处理后显示波形,通过电压与阻抗的关系计算相应的阻抗值,并进行显示,对于比较理想的数据进行保存。

4 实验验证

为了检验样机的灵敏性,我们选取家猪进行了动物实验,实验结果为:当电阻抗值突然增大时,证明已经达到骨质边缘;当电阻抗值突然减小时,证明已经穿透骨组织,达到软组织。通过动物实验模拟椎弓根螺钉置入手术,证实该系统的阳性提示率为100%,阴性提示率为95.8%,假阳性率4.2%,假阴性率0%。动物实验结果表明样机能够在椎弓根手术中提供导航功能,系统运行稳定。

5 小结与讨论

初步的动物实验表明,该系统能够在阻抗值突然变化时起到明显的指示作用,能够起到较好的导航作用,具有重要的临床应用价值。存在的问题及不足:

(1)选取动物进行试验的例数有限,需要进一步的试验验证,以便进一步提高系统的精度;

(2)样机没有进行人体试验验证,需要通过进一步的人体骨骼实验来对系统进行反复的验证,以保证系统性能的准确可靠,以便使其早日应用于临床。

摘要：本文介绍了椎弓根手术中电子导航系统的设计与实现。系统采用生物阻抗法,通过检测两电极间的电阻值的变化,为椎弓根手术提供导航。样机基于MSP430单片机,实现了低功耗便携式设计。对样机的动物实验表明,系统运行稳定,抗干扰能力强。

关键词：手术电子导航系统,椎弓根,生物阻抗,MSP430单片机

参考文献

[1]何飞,何波,邓亚,等.多层螺旋CT三维重建技术辅助脊柱经椎弓根内固定手术[J].中国介入影像与治疗学,2008,5(2):131-134.

[2]王智运,邓亲恺,尹庆水,等.在体骨组织穿刺生物电学信息采集系统样机的研制与应用[J].中国医疗器械杂志,2010,34(3):164-166.

[3]邓亲恺.现代医学仪器设计原理[M].北京:科学出版社,2004.

[4]王建波,邓亲恺,郭劲松,等.一种新型的阻抗式呼吸检测系统[J].中国医疗器械杂志,2009,33(2):91-94.

[5]赵硕峰,王智运,邓亲恺,等.家猪骨与软组织电阻抗特性研究[J].中国医疗设备,2011,26(4):17-21.

[6]梁海英.Visual Basic程序设计[M].北京:清华大学出版社,2010.

电子导航 第5篇

通过分析微小型组合导航系统中导航计算机的.功能要求,确定了导航计算机的硬件设计指标.提出以高性能浮点型TMS320C6713数字信号处理器(DSP)为核心处理器芯片,设计了高速18位差分A/D转换电路、16位D/A转换电路等多种接口电路,运用现场可编程逻辑技术有效地降低了系统设计复杂度.设计并实现了可靠的程序实现流程,使捷联惯性航姿系统脱离通用计算机平台.实验证明:基于DSP的组合导航系统的精度和实时性能够达到设计要求,并且,便携、价廉,对导航系统在微小型领域的广泛使用具有实际意义.

作 者：孙永荣 刘建业 刘瑞华 杜亚玲 SUN Yong-rong LIU Jian-ye LIU Rui-hua DU Ya-ling 作者单位：孙永荣,刘建业,杜亚玲,SUN Yong-rong,LIU Jian-ye,DU Ya-ling(南京航空航天大学,自动化学院,江苏,南京,210016)

刘瑞华,LIU Rui-hua(中国民航学院,空中交通管理学院,天津,300300)

电子导航 第6篇

富士通微电子（上海）有限公司宣布推出一款新型图形控制器片上系统（SoC），用于汽车信息娱乐系统，如：下一代汽车导航和数字仪表板。该款新型控制器 MB86298，不仅为嵌入式系统提供目前级别最高的图形处理能力，还是业内首款能够把视频输出到4个显示器并能处理4个视频输入的芯片。

MB86298有很强的输入输出能力，它在处理4个输入视频流的同时还把视频输出到4个显示器。该芯片可对输入的视频进行调整合成，并在单一屏幕上显示3D图形的各面。在汽车的前后左右四面安装上4部相机，用户就可能自由选择所需的显示视角和形式。该控制器还具有行业领先的处理能力，可以显示8层和inter-layer混合（*1）。控制器对每个信息流进行单独处理，用户因而可以有选择性显示信息屏；控制器同时还能够平稳地合成信息流并显示视频。

新型MB86298控制器在单一芯片上集成了下一代车载信息娱乐系统的必备功能，其所具有的高速视频和图像处理实现了业界首款能够同时处理4个视频输入并把视频输出到4个显示器的控制器。如先前所示，该款控制器不仅实现了同时向驾驶员提供导航图像和在乘客座椅播放TV和视频，而且能够处理显示3D图形的组合仪表（包括仪表针）。此外，该控制器还能处理汽车上前后左右4部相机的输入视频，并对视频进行实时综合处理。针对汽车导航的3D绘图，该控制器能在显示器上输出1600 × 600的高像素，可以带来路况及周围建筑和景色等丰富的图像信息。

电子导航 第7篇

1.1 雷电的产生

有数千米放电路径的瞬时大电流放电方式即为雷电。静电荷区是雷雨云中空气的流动和翻滚等作用都会产生的, 当足以使空气击穿电荷及相应的强大电场形成时, 就产生了雷电。

1.2 雷电的效应。

高电压、大电流和瞬时性是雷电具有的显著特点。同时, 雷电放电可以产生电、机械和热效应。

1.2.1 电效应

雷电在发生过程中可能对结构物、建筑物和户外设备直接放电, 而上述放电点会因雷电的大幅值和快速上升的电流脉冲以及因此产生的高电压而受到巨大的危害。雷电电磁脉冲LEMP是闪电产生的电磁场、静电场、雷电波或感应电压、地电位反击等的统称, 它会对电子通讯导航设备的正常工作造成严重干扰, 致使元器件失效、绝缘击穿、参数劣化等现象的发生, 严重时甚至烧毁设备故障。

1.2.2 机械和热效应

雷击电流具有上升速度快、峰值幅度高等特点, 它会产生强大的电磁力, 在通过放电通道上的金属部件时, 会造成其损坏或扭曲等现象。

1.3 雷电的危害。

1.3.1 雷电远点袭击电力线

我国的电压的基本波形是50Hz/s的正弦波形曲线, 由此会导致电力线上50次/s交变磁场的形成。发生雷电危害时, 在雷电还未击穿大气前, 会形成将高压电场。由电学基本原理可知, 电场与磁场之间具有相互共存、可逆变化的特性, 则通过静电吸收原理, 雷击高压电场将会向大地方向运动。在此过程中, 雷电将首先击在电力线上, 并通过电力线的负载保护地线将电释放入地, 最后击穿了设备。因此, 在防雷器的选择时应首先考虑远点雷击。

1.3.2 雷电近点电力线的侵入

雷电近点袭击电力线实际上是保护设备所在的金属屋面或建筑物避雷针遭受雷电的袭击, 进而引起的雷电电磁脉冲的保护问题。在我国, 按照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》规定, 将建筑物接闪电能力定义为雷击电流为150KA、波形为10'350m S三角波。由于线路电感的作用, 避雷针引下线最多只能将50%的电流引入大地, 余下的电流将通过与地面有连接的金属物质如水管、暖气管、电力线屏蔽槽、金属门窗等联合引雷, 但仍还有大部分雷电流未被引下, 其中25%的余下总电流将大量流窜至UPS输入输出负载的电源线、局域网线和各类信号线等, 结果将导致UPS输入对地线和输出对地线、网口对逻辑地线、终端设备电源对逻辑地线等被击穿。

1.3.3 雷电浪涌

雷电浪涌是最常见的电子设备危害形式之一, 近年来由于电子通讯导航设备的不断应用, 引起了人们极大重视。它是在雷击发生时, 由于通讯线路和电源中感应或被击中的电流浪涌引起的。浪涌的主要形式有电源浪涌和信号浪涌, 从浪涌源的形式出发, 可将浪涌分为雷击浪涌、操作浪涌、静电浪涌和其它电磁干扰浪涌。它对设备的危害主要表现在两个方面, 一方面由于电子设备具有高度集成化的内部结构, 从而导致了设备耐过电流的水平和耐压的强大下降;另一方面是由于信号来源路径增多, 浪涌电压可以从多途径窜入弱电设备。

2 电子通讯导航设备雷击浪涌保护设计的原则

2.1 客户利益原则

防护工程无论其规模的大小, 都应以用户对安全期望值为原则、以用户的需求为宗旨来决定防护设备数量多少。设计时应本着务实、有效的思想原则, 以科学严谨的态度, 通过相互间深层次的技术沟通和交流并充分考虑用户设备的可扩展性, 实现目标的一致性, 进而取得双赢的效果。

2.2 安全可靠性原则

在进行防雷工程的设计时, 首先应考虑产品安全性、合理性、科学性和可靠性。在防雷工程的设计中防护产品应是成熟可靠的产品。作为电网控制与电力调度的关键设备, 电力通信设备与人民生活与生产息息相关, 其任何时刻的系统故障都有可能给用户带来不可估量的损失, 甚至造成更为严重的社会影响。这就要求防雷系统具有很高的安全性和可靠性。

2.3 先进性原则

为了能够最大限度地适应今后业务拓展和技术发展的需要, 系统设计要采用的工业设计技术必须是当今国内、国际上最成熟和先进的。从当前电子通讯导航设备的发展来看, 系统总体设计的先进性原则主要体现在以下几个方面:综合对电力系统的基础设施及装备的特点考虑, 防雷系统的设计需具有对电力调度控制网、高压输变电网和电力通信网开放的体系结构中的电子通讯导航设备的安全接地系统的兼容性和协调性;产品防护设计要有梯度性等。产品技术的采用应当是有效的、可扩充的, 同时还能满足今后扩充的需要。

2.4 开放性, 可充性, 可维护性原则

系统雷电防护设计是一个系统工程, 站在系统论的角度上思考, 系统结构越合理, 那么系统的各个部份 (要素) 之间的有机结合就越合理, 相互之间的作用就越协调, 从而才能使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。经济的发展和科学的进步导致了防雷保护技术的不断发展变化, 为了保证用户的投资安全, 则所选防雷系统必须符合国家或国际相关行业的技术标准, 这样才能对电力网络的未来发展提供可靠、有效地保证。

3 电子通讯导航设备雷击浪涌保护的要求

3.1 由于用户线、交流供电线、ISDN接口

线、中继线等电子通讯设备的外连线和接口线都有可能遭受雷击, 因此应采取雷击保护措施对这些外连线和接口线均进行保护。《邮电部电话交换设备总技术规范书》中规定, 应该在所有线路的总配线架上安装过压保护器。

3.2 由于雷击会瞬间产生很大的的电压

和电流, 所以防雷设计必须借助保护地和防雷地进行雷电流的泄放, 而不能通过系统的工作地线进行泄放。

3.3 保护地是电流泄放通路, 在雷击时会

有很大的电流冲击, 因此为了使接地电阻尽可能小, 保护地地线长度应尽可能短且粗, 以减少雷电流对内部电路的冲击;除了与保护元件相连以外, 保护地不能与其它任何元器件及地线相连;保护地与其它走线、焊盘之间的距离越大越好。

3.4 对于较小的设备, 工作地和保护地

可以在机壳处相连再用地线引至接地汇集线上;对于较大的设备, 工作地、保护地和机壳则应分别用接地线引至接地汇集线上。

3.5 在与接地汇集线连接时, 所有接地

线均要用螺栓、接线鼻及弹簧垫片紧固, 严禁用螺栓将接地线直接固定在接地汇集线上, 以保证接触电阻的减少和固定的可靠。

3.6 应通过接地线引入线将接地汇集线

与地网就近连接, 机房的接地引入线不宜采用小于50mmx5mm的镀锌扁钢或截面积小于150mm2耐的多股铜导线, 钢与铜的连接处应采用气焊焊接。

3.7 应在机房人口处将天线馈线的金属外护层与接地汇集线就近接至, 以免把雷电引人室内。

3.8 建筑物的防雷地应直接连接到地网。

3.9 应严格按照联合接地的原则设计通

信局 (站) 的接地方式, 即通信设备的工作地、保护地及建筑物的防雷地共用一个地网, 以避免地电位反击。

结论

电子通讯导航设备的防雷是一个综合性的工作, 尤其是其雷电浪涌防护还重视不够, 常常有设备损坏、工作停滞的现象发生, 为了解决上述问题, 就要加强弱电设备的雷电浪涌防护。这要求用户方完善弱电设备建筑物的共用接地系统和直击雷的防护, 泄放沿金属管线引入的过电流, 限制被保护设备上浪涌过电压幅值。同时, 还应注意电子通讯导航设备的等电位接地经济发展性能。

参考文献

[1]刘军.浅谈电子通讯导航设备的雷击浪涌保护[J].黑龙江科技, 2012 (2) .

[2]罗牧歌.有关电子通讯设备的雷击浪涌保护设计分析[J].广东科技, 2009 (04) .

电子导航 第8篇

车载导航系统是集卫星定位技术 (GPS) 、地理信息系统 (GIS) 、数据库技术、计算机技术等为一体的综合应用系统。而作为车载定位导航系统的核心部分, 最短路径成为了关键问题, 对其进行广泛和深入的研究, 建立其相应的理论和方法, 对于汽车导航系统的开发具有重要的意义。

目前现有路径规划算法中, 以Dijkstra’s算法最具代表性。Dijkstra’s算法主要用于解决寻找最短路径问题, 但Dijkstra’s算法用于地图深度较大时, Dijkstra’s算法的搜寻深度会随着地图及节点扩大, 使运算效率偏低。本文介绍的门槛值接受法, 具有执行时间短特点, 可以提升规划效能。

二、Dijkstra算法

Dijkstra's算法的概念, 是以某一节点为出发点, 计算从该节点出发到所有其它节点的最短路径。以某节点当作出发点, 向距离出发点最短的节点向外扩张, 并且透过新增的节点更新到达其它节点的距离。如此重复加入新节点, 渐渐增加路径长度, 直到所有的节点都被加入为止。算法说明如下[1]:

(1) 设定初始值:

(2) 在T中寻找下一个最近节点, 并将此节点移到S内。

(3) T不为空集合, 则针对T内节点进行路径长度修正, 对所有的

(4) 重复步骤 (2) 、 (3) , 直到为空集合 (或) 为止。

三、回溯式门槛接受法

门槛接受法具有执行容易、速度快、参数敏感度低等优点, 其解题架构是由模拟退火法改良而来, 属于门槛型算法的一种。门槛接受法的解题概念乃是设立一个最低门槛值, 当搜寻的邻解与现解的目标值差额低于门槛值就接受该邻解, 反之则不接受。由于门槛接受法不需要计算接受机率, 在交互次数多时可节省计算时间, 且其接受法则只要邻解与现解的差距在门槛值以下就接受, 执行方式十分简单[2]。

门槛接受法的控制参数如表1所示。其中, 控制参数系用以产生接受门槛的常数;参数更新则说明接受门槛或参数的更新方式;停止法则规范算法停止搜寻的标准。

门槛接受法法之控制参数包括:起始门槛比率 (T0) 及门槛值数列长度 (K) 。此外, 为避免门槛接受法发生无法收敛的情形, 门槛值数列通常为递减型态;

清单型门槛接受法是一种改良自门槛接受法 (门槛接受法) 的新宏启发法, 此方法与一般门槛接受法最大的不同在于:利用清单 (List) 来存取门槛数据, 并随时的插入新门槛值;其重点是利用一阶段的邻域搜寻机制并利公式 (1) 来计算产生新的门槛值, 并适时的插入清单中, 此举让寻找到之新解的好坏情况直接反应到门槛数列清单中, 以提高计算效能。

清单型门槛接受法的执行可区分为三个部份, 说明如下:

步骤一:产生一个起始解。

步骤二：产生门槛清单。

(一) 利用某一种邻域搜寻移动来产生一个新的解 (S')

(三) 重复上面两个步骤, 直到List容量等于K。

*List是用来储存门槛值, 容量大小为K。

步骤三:在找邻解的过程中, 再次利用邻域搜寻找出一个新的解S'

(三) 重复步骤三直到List中门槛使用完毕, 即停止 (设定循环数) 。

四、算例仿真

4.1实验架构

本实验采用随机产生环境作为计算对象, 将门槛值接受法、Dijkstra’s算法应用于寻找最短路径。

以节点数:200、400、600、800、1000五种节点数, 为了实验于各种大小地图下, 使节点数不同而每单位距离也不同, 如2所示。

而三种节点数各进行实验次数100次, 每次皆以随机产生节点坐标、节点与节点之间的连接边, 实验流程如图1所示。

实验一步骤如下:

步骤一:选择将产生200、400、600、800、1000其中一种节点数的模拟实验地图。

步骤二:以随机方式产生出节点坐标、及节点与节点之间连接边。

步骤三:使用门槛值接受法、Dijkstra’s算法, 搜寻出由步骤一、二所产生出实验一中最短路径。

步骤四:记录门槛值接受法、Dijkstra’s算法, 所搜寻出最短路径及执行时间。

步骤五:检查是否达成实验满足条件, 若达成, 则进行数据统计, 反之, 回至步骤二。

4.2实验结果

由表3得知, 以执行时间上, 相比Dijkstra’s算法, 门槛值接受法在节点数200时节约27.2%的执行时间;在节点数400时节27.9%的执行时间;在节点数600时节约27.3%的执行时间;在节点数800时节约27.4%的执行时间;在节点数1000时节约25.7%的执行时间;实验证明门槛值接受法优于Dijkstra’s算法。

五、结论

在本文介绍了一种基于全球定位系统 (GPS) 和电子地图 (GIS) 的车辆路径诱导系统门槛值接受法。实验结果表明, 相比传统的Dijkstra’s算法, 门槛值接受法在执行时间上减少了27%。

摘要：介绍一种基于全球定位系统 (GPS) 和电子地图 (GIS) 的车辆路径诱导系统清单型门槛接受法, 实验结果显示, 相比常用的Dijkstra’s算法, 清单型门槛接受法在布线时间上减少27%。

关键词：车辆导航系统,清单型门槛接受法,GPS,GIS

参考文献

[1]王慧玲.Web-GIS实时交通信息下旅游路径规划之研究[D].朝阳科技大学信息管理系硕士论文, 台湾, 2008:21-22.