车载导航市场分析(共12篇)
车载导航市场分析 篇1
12年中国车载导航地图市场调查报告发布
2009年国内电子市场,发展最快的产业是车载GPS,其销售额已经达到了50亿元,年销量增长率超过50%,增速超过汽车市场。据统计,车载GPS市场中主流品牌有十多家,拥有独立品牌的车载GPS厂商多达300多家,至于白牌和山寨机更是数不胜数。
随着汽车销量稳步上升,用户也对导航产品的逐渐熟悉和依赖,GPS导航成为汽车的标准配置已是大势所趋。根据最新的数据显示,美国汽车GPS普及率为65%,在欧盟国家达到73%,日本的普及率则最高,达到76%。与之相比,我国汽车GPS普及率尚存在不小差距。但是近两年来随着我国人民生活水平的提高,汽车保有量不断攀升,2009年的汽车下乡政策更是拉动了汽车行业的增长,而人们为了出行方便,GPS作为汽车的重要配件,普及速度十分迅猛,这也为GPS市场带来了无限商机。2009年,前装、改装和PND市场的电子地图总出货量达到340多万套,而且以目前市场发展的趋势来看,这个数字还将不断提升。2009年前装车载导航市场状况
2009年前装市场采用的电子地图依然以四维图新和高德软件为主。但是自从2008年,后装市场的龙头,瑞图万方和长安福特合作,开始为蒙迪欧-致胜车型提供全面的汽车前装导航解决方案以来,开始逐步向前装市场渗透。2009年瑞图万方的道道通在前装市场所占份额也从2008年12 %提升到17.47%.2009年,中国改装GPS导航市场,呈陡线型快速发展趋势。大量的原车载DVD品牌也进入车载DVD改装GPS导航这一领域。品牌数量一度达到近40家。2009年底,我国汽车保有量已达7619.31万辆,与上年相比,增加1152.10万辆,增长17.81%。从目前中国的改装GPS应用水平来看,处于市场的陡增期,2008年中国改装GPS市场为近100万套,2009年改装市场达到222万多套,是2008年的两倍多,在改装市场,道道通和凯立德占有较大市场份额,其中道道通以52.45%的占有量仍位居第一,独占整个市场半数还多的份额。凯立德以39.86%位居第二。四维图新和高德在改装市场占有份额较小,分别占2.32%和
3.65%。
2009年中国PND市场销售总量继续呈现快速增长势态。全年PND使用正版电子地图达到74万套。PND硬件总销售量达到221多万台。
1、主要大品牌销量与2008年比呈现下降趋势。
2、PND 中小品牌和山寨机大量增加。其以低廉的价格在IT市场横扫一切。而PND 中小品牌和山寨机原厂出货,大多以裸机居多,在IT渠道都大部分安装盗版地图出售,有些甚至安装多个盗版地图。所以PND的销量和使用PND所用正版电子地图量有很大落差。
作为GPS导航的灵魂和核心的GPS导航电子地图产业,虽然经受PND市场盗版的疯狂腐蚀,还是取得快速的成长。前装导航地图供应商除老霸主四维图新和高德外,道道通在2008年凭借与长安福特等车厂的合作,成功地挤入前装导航地图行列,并占有一席之地。易图通和城际通则稍差,整个前装车载导航地图市场,形成两大三小的格局。
而后装导航市场,依然是国内7大地图厂商争夺重地。
道道通凭借其在车载DVD改装后装市场的得天独厚优势,在整年导航地图销售量位居榜首。其销售量占整个正版GPS导航地图总销量的半边江山,达到52.45%。
而单独看前装GPS导航地图销售量,四维图新则以55.94%的市场占有率雄居榜首,高德以28.51%的份额位居第二,道道通近两年取得长足发展,成功进入前装市场,分额达到 17.47%位居第三。易图通和城际通均只占微小比例。
而改装正版GPS导航地图出货量,虽然受到PND产品IT市场盗版的影响,其出货还是超过了220万套。其中道道通以116.43万套占整个后装正版GPS导航地图出货量52.45%的市场份额,其次是凯立德,占39.86%。高德和四维图新则分别占3.65%和2.32%.动态交通信息成为导航地图功能的需求非常迫切,目前各城市交通拥堵问题越来越严重,日常的上下班或市内出行,几乎不用导航仪帮助寻找道路规划路线,大部分人切实需要的是导航仪可以显示出哪条路更顺畅。当然,除了动态交通信息、上网等功能,导航地图与救援、交通调度等方面的结合也有非常好的前景。GPS导航使用情况调查中,40%的用户对实时交通信息感兴趣,甚至41%的用户对此信息非常有兴趣,而只有1%的用户对此不关心,所以导航系统能否能提供准确及时的路况信息很大了影响了用户选择哪款导航。
根据水清木华研究中心2010年2月的调查,35.4%的人认为汽车必须配备导航,34.6%的人认为汽车导航对自己比较重要,说明GPS导航的需求已经很大,而现在受访者中仍有54.52%的人还未装导航,所以GPS电子地图的市场潜力巨大。
中国市场上现有的导航电子地图生产厂家,除了在激烈的市场竞争中不断的完善自己的产品,为用户提供更详尽更准确的地图外,还需要更多的关注地图的盗版问题。目前国内GPS导航地图中盗版或者破解版用户群的巨大,如何把这些用户也纳入到正版电子地图用户中来是众多电子地图厂商需要亟待解决的问题。
车载导航市场分析 篇2
日前,易图通正式加入NDS协会,并多次参与NDS协会组织的国内外会议,积极投身于NDS的交流之中,随时把握NDS的发展动态。在NDS的研发方面,公司具有一支导航业界经验丰富、极具创造力的专业团队,已经开始NDS数据的研发。研发团队和NDS协会核心技术人员建立了良好的关系,可以高效及时地对技术问题进行沟通。同时,NDS对地图显示如此重视,反应了高级地图显示对客户的重要性,而这也给易图通带来了一个机遇——易图通的三维数据可以在此开辟另一番天地。
2006年,由欧美和亚洲数家主要汽车厂商、系统商及数据商为主导成立了NDS协会(导航数据标准), 旨在通过多方的共同努力,制定出新的适合汽车制造商、系统供应商及地图供应商未来发展的标准导航电子地图数据格式(NDS)规格。NDS数据标准是面向未来的一种数据标准格式,有很多的创新和前瞻性,NDS的一个重要目的就是实现在线式增量更新。有了增量更新技术,未来车厂将要求图商提供导航地图的月更新服务,这个要求必将对图商带来非常大的挑战。
目前,欧洲众多的汽车生产商已明确表示,希望在未来全球的新产品中应用NDS作为导航数据的标准格式,并都有相应的项目不断陆续推出,例如戴姆勒的NTG项目,大众的MIB2项目以及宝马后续的NaviEntry等项目。阿尔派、博世、Garmin、Harman等众多的系统供应商也都已经致力于并完成了基于NDS标准格式的操作系统。2012年在中国上市的宝马新车上也已经开始使用。在未来几年内,NDS将成为众多欧美及亚洲汽车厂商、系统供应商以及地图供应商主要要求的一个导航数据标准格式。
车载导航仪迎战手机 篇3
那么,今后车载导航仪市场将如何应对这一挑战呢总的来说有3种进化模式。第一种是完全依赖智能手机的车载终端,应用软件的执行和网络通信完全通过手机完成,而汽车的音响和大画面触屏成为辅助,汽车和智能手机之间以无线LAN或蓝牙等进行短距离通信,这是现在或近未来汽车导航仪的主流。第二种是车载导航仪自身高性能化,除了有智能手机的全部功能外,还投入电脑操作和高级音响视频效果。这是未来高档汽车所配备的模式。第三种是处于两者之间的过渡产物,智能手机和车载导航仪各自承担一部分功能,相互联合使用。
富士通TEN公司推出了和iphone软件组合使用的闪存型车载导航仪“ECLIPSE”系列,于2012年10月开始上市。iphone/ipod上的视频和音乐可以传到导航仪上播放和操作,并且也可以显示iphone上的YouTube画面,还可以利用驾驶专用音乐服务平台「music Chef」。由于该导航仪能对应蓝牙通信,所以能对应无线音乐播放及免提电话等无线功能。除此之外,其最大特点是能和App Store刚刚免费发布的“Drivie Port”软件联合使用,此软件里装有图片浏览器、目的地检索、软件下载功能,还能对应像“Driview”软件用于介绍和指示自驾旅游的周边风景、“Rimotoku”软件用于关于某地方的语音信息投稿和信息交换。
走车载导航仪和智能手机联手路线的还有电装DENSO公司,该公司改车载导航仪的用户界面UI为智能手机软件操作,开发出了专用软件“NaviCon”。使用该软件,地图画面的转换和目的地的设定都是通过iphone来完成,并且iphone上的地图会同步传到导航仪上显示,灵活应用iphone的UI来填补车载导航仪UI的弱点,是DENSO导航仪的开发构想。
从以上导航仪产品来看,智能手机作用占据了主要的功能部分,导航仪基本上就成为了音响显示器的作用。许多没有车载导航仪的汽车,只要装个车载显示器,再连上智能手机,对于廉价车来说足够使用了,这样导航仪厂家也就不会再有市场了。其实,智能手机并不能完全替代车载导航仪。比如说汽车刹车和悬架等控制系统的状况信息,一些高档汽车上的车载导航仪还兼有车况监测功能,关联着汽车安全的控制系统信息,智能手机很难担负此功能,要开发这方面的软件,就要具备深度的汽车知识。
丰田汽车在此方面也做了尝试,汽车导航仪能把汽车CAN(Control Area Network)里的转向动作信号等控制信息传送给智能手机。这确实是一步惊人的举动。汽车厂家一向都是重视汽车的安全性和信赖性,对待负责控制系统的信息一般都是很谨慎的。万一从外部传入汽车CAN里不利的错误信息,将会引发重大的交通事故,因此一般汽车的CAN都会和外部网络隔断。
采用此功能的是普锐斯PHV汽车,车载导航仪在连接处设置了关口并有安全认证,只有通过认证的手机才可以和汽车CAN进行信息传送。该功能只允许汽车CAN的信息单方向传送给智能手机,再由智能手机专用软件传给丰田汽车智能中心来处理汽车数据,根据数据分析后,丰田的智能中心会提供一些附近充电站向导和节能驾驶技巧等信息反馈给汽车终端的智能手机。这些智能手机专用软件也是由丰田汽车提供的,可以利用此项服务的汽车是装有DCM通信模块的车载导航仪。而对于没有通信功能的汽车,丰田汽车采用的是装备一种叫CAN-BT(就是CAN加蓝牙)的装置,智能手机和CAN-BT能以蓝牙通信,同样可以使用以上的丰田服务。但是,要使用遥控空调和遥控充电等功能,如果汽车没有DCM的话,目前还不能实现。
也许,将来可能会实现用智能手机和智能中心联合来处理汽车的控制系统信息,然后发指令来控制汽车行进。那样的话,智能手机就将完全可以取代车载导航仪了。
而对于独立型智能车载导航仪,主要以高性能和高价位提供,也正处于积极开发中。富士通TEN正在开发采用了NVIDIA Tegra 2处理器和Android操作系统的车载导航仪,汽车的通信功能将会变得更加强大。但是此机种的出台时间还没有明确。
据预测,世界车载导航仪/PND/车载显示器市场从2011年到2015年的年均增长率,车载显示器为217.8%,车载导航为14.1%,而PND将减少为-8.2%。从这个预测来看,和智能手机联用将是未来车载设备的发展方向。
车载导航市场分析 篇4
GRGT环境可靠性试验设备能按IEC、MIL、ISO、GB、GJB等各种标准或用户要求进行高温、低温、温度冲击(气态及液态)、浸渍、温度循环、低气压、高低温低气压、恒定湿热、交变湿热、砂尘、盐雾腐蚀、气体腐蚀、霉菌、淋雨、太阳辐射、光老化、高加速老化试验,高加速寿命试验等。
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区域导航星座分析设计研究 篇5
区域导航星座分析设计研究
导航星座设计涉及诸多参数的优化组合,星座设计目标就是寻找一组参数组合,使其构成的星座在指定覆盖区域既能获得最优星座性能,又节省系统建设成本和星座长期维持费用.在详细论述导航星座性能指标及其可用性算法,以及导航星座参数设计因素的.基础上,进一步提出了半分析式区域导航星座设计方法,并综合分析得到4种区域导航星座设计方案.最后,通过对比研究星座性能指标及定位精度仿真结果,初步说明区域导航星座设计方法和设计方案的可行性和合理性.
作 者:帅平曲广吉 陈忠贵 SHUAI Ping QU Guangji CHEN Zhonggui 作者单位:中国空间技术研究院总体部,北京,100094刊 名:空间科学学报 ISTIC PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF SPACE SCIENCE年,卷(期):26(4)分类号:V474.25关键词:区域导航星座 性能指标 星座可用性 导航定位仿真
深空自主导航系统的可观性分析 篇6
深空自主导航系统的可观性分析
研究了深空自主导航系统的可观性分析.建立了自主导航系统的观测模型,并提出了一种基于位置确定分析和可观性秩条件的导航系统可观性分析方法;该方法克服了直接利用多个导航目标的视线方向、视线角、夹角和图像信息等非线性观测量进行导航系统可观性分析的.困难.针对观测矩阵的秩无法通过表达式直接确定的问题,给出了基于观测矩阵奇异值分解的导航系统可观性分析方法,并用来分析了几种观测模式对应的导航系统的可观性和轨道参数可观度.可以为在不同轨道段组合不同的敏感器提高轨道的估计精度提供参考.
作 者:黄翔宇 崔平远 崔祜涛 HUANG Xiang-yu CUI Ping-yuan CUI Hu-tao 作者单位:黄翔宇,HUANG Xiang-yu(北京控制工程研究所北京2729信箱20分箱,北京,100080)崔平远,崔祜涛,CUI Ping-yuan,CUI Hu-tao(哈尔滨工业大学137信箱,哈尔滨,150001)
刊 名:宇航学报 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF ASTRONAUTICS 年,卷(期): 27(3) 分类号:V448.224 关键词:自主导航 观测模型 非线性系统 可观性分析车载导航市场分析 篇7
INS/GPS即惯性导航系统 (Interial Navigation System, INS) 和全球卫星定位系统 (Global Positioning) 组成的组合导航系统。
全球定位系统的具有以下四个优点:1. 全天候;2. 全球覆盖;3. 维定位且精度高;4. 速度快且效率高;缺点是:它得接收到卫星信号才能提供准确连续的定位信息。全球定位系统在通常情况下都是导航定位的最佳选择, 但是当收到外部环境影响比如建筑物密集地, 或者是森林覆盖区, 这些地方会出现信号难以接收的问题, 这样就会导致难以实时更新位置信息。
惯性导航系统有以下几个优点: 1. 可以工作在水下, 空中, 还有地面; 2. 不依赖于外部信息。缺点是:导航信息通过积分得到, 所以误差随着时间增加而累积。
1 组合导航系统设计
车辆导航对于精度要求不是很高, 所以可以采用松组合的方式。 INS和GPS各自独立工作, 滤波器把这两个的位置和速度信息进行融合得到最优估计结果, 再反馈给INS对它进行修正, 优点是工作比较简单容易实现。
2 捷联式惯性导航基本方程
惯导系统中, 加速度计测量的是载体的比力f和地球的引力加速度矢量之和, 若用R表示载体在惯性空间中的位置矢量, 则有:
式中下标i标是相对惯性空间取微分, 为了研究载体相对于地球的运动速度V与加速度计输出信号之间的关系, 需要将 (2-1) 式变形, 经过一系列推导后, 可得:
其中下标t表示相对地球坐标空间取微分, 表示重力加速度, 表示地球自转角速度, R为地球半径。
地球自转角速度在地理坐标系投影:
其中 Ω 为地球自转角速率。
经纬度更新方程为:
RM为子午面曲率半径, RN卯酉面曲率半径。
3 卡尔曼滤波
卡尔曼滤波由三个部分组成, 预测、实测、修正。依据系统量测值消除随机噪声, 恢复系统的本来状态。通过信号和状态空间模型利用估计值和观测值来更新下一个估计值, 从而达到过滤噪声的目的。
其中K是表示时刻, X (k) 是状态矢量, Z (k) 是观测矢量, 状态转移矩阵向量, U (k) 对系统的控制量, 系统控制矩阵向量, W (k) 系统噪声向量, H (k) 观测矩阵向量, N (k) 观测噪声向量。
一步预测方程:
左式是利用k-1 时刻对k时刻警醒估计, 是k-1 时刻的状态估计值, 为状态转移矩阵向量。
状态估计计算方程:
左式是状态估计值, K (k) 是滤波增益阵, H (k) 是观测矩阵向量, Z (k) 是观测矢量。
4 仿真结果和分析
通过轨迹发生器输入进行仿真, 由图4-1的结果可以看到组合导航系统的速度和位置误差都很小, 而且较为稳定。仿真数据证明INS/GPS组合导航可以提高定位精度。
参考文献
[1]王惠南.GPS导航原理与应用[M].科学出版社, 2003.
[2]李鹏程.组合导航及其滤波算法研究[D].西安电子科技大学, 2010.1.
[3]1441 Gao W, Miao L, Ni M.Multiple fading factors Kalman filter for SINS static alignment application[J].Chinese Journal of Aeronautics, 2011, 24 (4) :476-483.
[4]周战馨, 余志勇.一种快速GPS/DR组合航系统状态估计算法研究[J].仪器报, 2006, 27 (zl) :623-625, 641.
GPS导航仪手持、车载全能选手 篇8
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GPS也娱乐
车载导航市场分析 篇9
作者: 张帆,陈杨
指导教师:刘瑞华
(中国民航大学新航行系统研究所,天津,300300)
摘要
利用卫星仿真工具包STK,结合国外全球导航系统的技术经验和北斗卫星导航系统目前公布的技术资料,对北斗卫星导航系统的星座设计、卫星可见性、定位精度等方面进行了详细的仿真与分析。STK逼真的图形显示使得北斗卫星导航系统的星座仿真具有良好的可视化效果,通过对卫星可见性及定位精度的分析,结果表明北斗卫星导航系统是一种全球构架下并具有优良区域定位性能的卫星导航系统,能为用户提供高精度的导航定位服务。所做工作为北斗卫星导航系统的建设与应用提供了一定的参考意义。关键词:北斗卫星导航系统;卫星仿真工具包;星座设计;卫星可见性;精度因子 中图分类号:V324.2+4 文献标识码:A
联系人:张帆
联系电话:*** 联系人:陈杨 联系电话:*** 电子邮箱:ychen2_04@163.com
Analysis and Simulation of BeiDou Navigation Satellite System
Based on STK
ZHANG Fan CHEN Yang
LIU Rui-hua
(Institute of CNS/ATM, Civil Aviation University of China,Tianjin,300300)
ABSTRACT Combines the technology of the foreign Global Navigation System and some current information, this thesis makes some simulation and analysis on constellation design, satellite visibility and positioning accuracy for Beidou Navigation Satellite System by the Satellite Tool Kit(STK).It shows that Beidou Navigation Satellite System can provides not only global navigation, but also strong Local navigation ability which can be quite efficient and convenient.In addition, this thesis can provide great reference significance to the construction and application of the Beidou Navigation Satellite System.KEYWORDS:Beidou Navigation Satellite System;Satellite Tool Kit(STK);constellation design;satellite visibility;dilution of precision 1 引言
北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
基金项目:国家高技术发展计划(863计划)(2006AA12Z313)目前,我国北斗卫星导航系统正处于星座组网建设阶段,根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力;2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。因此,对系统进行模拟仿真是我们开展后续工作的前提。鉴于上述背景,本文借助国际著名的仿真分析平台Satellite Tool Kit(以下简称STK)对北斗卫星导航系统的星座设计、卫星可见性及定位精度等方面进行详细的仿真和分析。星座设计及仿真
目前世界主要卫星导航系统均采用Walk-er星座布局。Walker星座由一组运行于相同轨道周期和倾角的圆轨道卫星组成,记为Walker T/P/F每个轨道上的卫星等间距均匀分布,各轨道面间的升交点经度间距也以相同角度平均分布,因此T(卫星数量)=s(同轨道面的卫星个数)×P(轨道面个数)。两条相邻轨道间卫星相对相位由相位参数F确定,F为最东方的卫星至最西方卫星轨道间的“缝隙”数量(360°/T),F为0到P-1的整数。
卫星导航与卫星通信系统相比,对星座有着大不相同的机和限制,其中最明显的就是需要多重覆盖(即导航应用中需要更多同时可见的卫星)。以GPS系统为例,GPS导航解算最少需要4颗用户可视的卫星,以提供用户确定三维位置和时间所必需的最少4个观测量。因此,GPS星座的一个主要限制是必须一直提供至少4重覆盖。为可靠地保证这种覆盖水平,实际的GPS星座设计为提供4重以上的覆盖,这样即使有一颗卫星出现故障,也能至少维持4颗卫星可见。
对于卫星无线电导航系统(RNSS系统)星座的选择,理论和实践表明,高度在2000km以下的低轨卫星星座是不合适的。分析表明2000km高度的Walker星座卫星数是20000km的Walker星座卫星数的4倍[1],这将使系统的成本和维持费用猛增。对于高度为20000km的MEO Walker星座,无论卫星总数是24颗,27颗还是30颗,采用3个轨道平面的可用度最高。欧盟伽利略卫星导航系统在进行星座设计时所得出的结论和经验如下[2]:
1)为达到中高等级的性能指标,至少需要24颗卫星。卫星高度对性能指标的影响随卫星数量的增加而减弱。当全球星座卫星数大于等于27颗时,已无需考虑卫星高度对精度的贡献;
2)30颗MEO卫星的星座方案为优,选Walker 30/3/1的星座设计为最优方案。当半长轴大于等于25000km时,均能使垂直与水平精度优于5.5m(可用度优于99.7%);
3)为了进一步提高可用度,应增加在轨备份卫星,而不必进行星座修改。
参考文献[3]指出,北斗卫星导航系统在空间段由5颗GEO卫星和24~30颗MEO卫星组成,位于轨道倾角为55o的3个轨道平面内,运行周期12小时55分钟,是一种全球构架下并具有优良区域定位性能的卫星导航系统。
综合以上讨论的各种因素,选择5GEO+ 30MEO的星座方案,利用STK软件对星座进行建模仿真[4]。在STK自带的卫星数据库中可以查到Beidou1A~Beidou1C这3颗北斗双星导航系统的GEO卫星以及北斗MEO卫星Beidou2A的卫星数据,以其中的Beidou2A为种子星展开Walker 30/3/1星座。同时,考虑到中国及周边地区区域导航的要求,建立两颗位于(86°E、0°N、36000km)和(120°E、0°N、36000km)的GEO卫星。为了保证卫星轨道仿真计算的精度,在计算模型中选取高精度地球引力势模型、大气阻力模型(Harris Priester大气模型)、太阳光压模型等,采用高阶Runge-Kutta-Fehlberg算法积分求解卫星运动方程[5],最终仿真北斗卫星导航系统的星座分布三维视图,星下点轨迹二维投影分别如图1及图2所示,其中Beidou1A~Beidou1E为5颗GEO卫星,Beidou2A 101~Beidou2A
110、Beidou2A 201~Beidou2A 210及Beidou2A 301~Beidou2A 310分别为对应3个轨道面的30颗MEO卫 星。
图1 5GEO+30MEO卫星空间星座图
图2 5GEO+30MEO卫星星下点轨迹图 卫星可见性分析
为了及时捕获卫星信号,需预先估计出卫星相对于某一地面站点的进出场时间、可视卫星数目等对于充分了解其运行状况,合理开展相关卫星捕获等具有重要意义[6]。建立某地面站Beijing,其位置信息为(116.388°E、39.9062°N),分析其在仿真时段内卫星的跟踪状况。
1)单颗卫星跟踪分析。利用STK提供的Access Tool分析工具,以Beidou2A卫星为例仿真时段设定为2007年7月1日12:00至2007年7月2日12:00,时间跨度为24小时。在报告栏选择Access即可获得Beijing站捕获Beidou2A卫星的跟踪时段信息,如表1所示。
表1 Beidou2A卫星对Beijing站进出场时间
Access
Start Time(UTCG)
Stop Time(UTCG)
Duration/s
2/7/2007 05:36:15.607
2/7/2007 12:00:00.000
23024.393 表1中,Access值对应为1,表示在该时段Beidou2A卫星只经过Beijing站上空一次,起始时刻为当天UTC时间5:36:15.607,截至12:00:00,历时23024.393s。
2)整个星座的跟踪分析。对所有35颗北斗导航卫星进行跟踪分析,可以得到所有卫星对Beijing站的进出场时间,如图3所示。可以看出,大部分卫星在一天内出现1~2次,这 也符合北斗卫星导航系统12小时55分钟的运行周期。
图3 35颗北斗导航卫星对Beijing站进出场时间图
3)可见卫星数目分析。利用STK链路工具,新建一个链路分析。将上述Beijing站和北斗导航卫星星座作为链路中的两个对象添加至当前链路,就可以分析仿真时段内任意时刻Beijing站的可见卫星数目,如图4所示。
图4 可见卫星数目图
图4表明,在几乎所有时刻,该地面站点均能同时接收来自北斗系统的13颗以上的卫星,且最多可达18颗。也就是说,满足多重覆盖的要求。
在STK中,卫星的可见性还反映在图形窗口中,三维图形中,可以看到卫星的在轨运行状态,当卫星对地面站可见时,卫星和地面站之间有一条线进行连接,当该卫星不可见时,连线消失,如图5所示。通过三维图形显示,直观形象地描述了地面站对北斗卫星导航系统的可见性。
图5 卫星可见性三维空间显示图 定位精度分析
对于大多数用户而言,最关心的是位置精度和给定精度下的可信度。利用北斗卫星导航系统进行定位,其精度主要决定于以下两个因素:其一是所测卫星在空间的几何分布,通常称为卫星分布的几何图形;其二是观测量的精度。位置精度用以下公式表示[7]:
Accuracy=UERE×DOP
(1)其中,Accuracy为位置精度,UERE为用户等效距离误差,DOP为精度因子,其数值越小,用户定位精度越高。等效距离误差是根据卫星至接收机的路径上的各种因素(如钟差、电离层延迟等)预测的伪距观测值的变化值,精度因子反映卫星的空间几何分布,它是星座大小和轨道参数的一个函数。通常有平面位置精度因子HDOP、高程精度因子VDOP、空间位置精度因子PDOP、接收机钟差精度因子TDOP和几何精度因子GDOP。利用以上各项精度因子,便可以从不同的方面对定位精度做出评价。
利用STK的覆盖分析模块,可以分析单个或星座对象的全局和区域覆盖问题。在进行覆盖分析时,STK不仅可以提供详尽的分析报告和图表,能对覆盖的变化进行同步仿真,而且还会充分考虑所有对象的访问约束,避免计算误差。
对于地面站Beijing,计算仿真时段内该站点各DOP值,并绘制其随时间变化的曲线,如图7和图8所示。
图7 GDOP、VDOP和HDOP随时间变化曲线图
图8 PDOP和TDOP随时间变化曲线图
此外,对全球范围进行覆盖分析,考察DOP值随地理位置的空间变化情况。空间分辨率取1°×1°,分析几何精度因子GDOP随经纬度的变化,如图9和10所示。
图9 GDOP随纬度变化曲线图
图10 GDOP随经度变化曲线图
从图中可以看出,在全球范围内北斗卫星导航系统的GDOP值均在1.7以内,总体上曲线起伏较小,说明北斗卫星导航系统具有良好的系统连续性。GDOP值随经度变化较纬度方向略为显著。在中低纬度地区的GDOP值相对较小且稳定,整体上在1.65左右。由于存在5颗增强区域导航性能的GEO卫星,故在我国及周边地区的经度范围内GDOP较之其他经度范围略小,处于1.30左右,其他经度范围内,GDOP水平在1.60左右。
因此,上述分析表明北斗卫星导航系统的设计在全球范围内具有良好的覆盖品质,同时是一种全球构架下并具有优良区域定位性能的卫星导航系统,能为用户提供高精度的导航定位服务。5 结束语
STK作为一款先进的卫星工具,具有强大的计算能力、逼真的图形显示、全面的分析功能以及可靠的数据报表等特性。本文借助它对北斗卫星导航系统的星座设计、卫星可见性分析以及定位精度等方面进行了详细的仿真与分析。卫星星座和星下点轨迹的显示具有良好直观的可视化效果。星座中各卫星的进出场时间(跟踪)以及可见卫星数目的仿真对合理有效地开展相关信号捕获工作具有重要意义。从定位精度分析所得的图表报告中可以直观的了解到北斗卫星导航系统在全球范围内具有良好的覆盖品质,是一种全球构架下并具有优良区域定位性能的卫星导航系统,能为用户提供高精度的导航定位服务。
北斗卫星导航系统目前仍处于建设阶段,本文利用STK提供了强大的卫星仿真平台对北斗系统进行了仿真分析,仿真精度还有待于系统完全建成,并投入运行后得到进一步验证。本文所做工作对开拓北斗卫星导航系统应用领域具有一定意义,同时可以为具体的空间任务设计提供相应的参考依据。
参考文献
车载导航市场分析 篇10
扩展卡尔曼滤波(EKF)是在非线性系统中常用的一种滤波方法,Unscented卡尔曼滤波(UKF)是一种新的非线性滤波算法,其主要特点是与EKF一样传递状态的前两阶矩,但不用计算Jacobian矩阵.将EKF和UKF分别应用到INS/GPS系统的.滤波中,仿真结果表明UKF比EKF更适合于在INS/GPS系统中使用.
作 者:徐慧娟 吴美平罗兵 Xu Huijuan Wu Meiping Luo Bing 作者单位:国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙,410073 刊 名:航天控制 ISTIC PKU英文刊名:AEROSPACE CONTROL 年,卷(期):2006 24(6) 分类号:V4 关键词:组合导航 EKF UKF INS/GPS★ 人工神经网络在GPS高程异常拟合中的应用
★ 一种结合UKF与TLS的GPS机动跟踪算法
路畅一部中国车载导航的发展史 篇11
为更深入了解这个行业的基本状况,梳理整个行业的发展脉络,本刊对话中国汽车电子的代表企业深圳路畅科技股份有限公司的“三驾马车”——总裁张宗涛、副总蔡桐才、技术总监胡锦敏。
车载导航作为汽车电子行业最主要的组成部份,在中国经历了从无到有,从有到爆发,从爆发到稳健发展,也就是这短短十来年之间,而深圳路畅科技有限公司基本可以说是中国汽车导航发展史的见证者和亲历者,毫不夸张的说,路畅科技本身的发展历程就是一部中国车载导航发展史的缩影。
路畅的组织架构在中国的民营企业里是值得表扬的,大股东对职业经理人充分信任和授权,核心管理层的九位成员用自己的专长服务于不同的岗位。本次参与对话的就是他们其中的代表人物,张宗涛沉稳、谦逊、内敛,有着领袖的雍容气度,执掌公司的全局;蔡桐才机敏、睿智、健谈,对市场洞若观火,统领公司的销售和市场;胡锦敏思路清晰、对车联网的技术发展如数家珍,任职公司的技术总监。在血液里始终有着一山不容二虎基因的中国文化中,这样的组合在中国的企业团队中并不多见。
张宗涛:我们是熬过来的
早在2001年,路畅的大股东和其他几个股东就看好汽车导航这个行业的未来,但一直做到2005年仍不见盈利,而且看不出盈利的前景,其他股东都熬不住了,纷纷退出,不愿再投入,但大股东还是坚持要继续做下去,于2006年重组建立了现在的公司。多年的媳妇终于熬成了婆,2007年随着整个行业技术的成熟,导航市场开始化茧为蝶,大股东的坚持,换来了市场不菲的回报。期间这个行业也有很多大家电企业砸钱进来做,但最后由于各种原因都不了了之,张宗涛认为这个行业还是有一定的技术门槛,除了投入的时机和运气外,专注和坚持很重要。张宗涛在叙述这个创业过程的时候显得波澜不惊,不过,他坦言,这是在代老板聊,他对自己的定位很清醒,也很洒脱,但作为听众我们都深知这个过程的困难与艰辛。
2002年加入路畅科技的前身公司之前,张宗涛是内地一个电力系统的员工,过着安怡而平静的生活。用他的话说就是“比较休闲,都是等着故障。”当我问他,进入路畅的十年刚好是中国电子行业高速发展的十年,这中间有没有遇到什么困难?有没有想过要退出?他说困难是有的,而且很多,最早的时候要克服的是GPS精准度的问题,当时在上海做试验,误差达到100米,路都不知在哪里,更不要说导航。随着美国对GPS屏蔽技术的取消,这个问题才得到最终的解决。但那时生产出来的产品笨重不堪,甚至要在车上装电脑,装硬盘,当时本以为能把产品制造出来,就完事了,没想到还有那么多困难要克服。“不过动摇的时间却没有,因为老板没有动摇,我们也跟着干了。”张宗涛笑着说。
当问及对未来的车载导航发展怎么看时,他说:“先从GPS的普及率来说,目前GPS的普及率还不够好,一个因素是之前在4S店和其他渠道价格比较贵;另外一个因素是GPS产品的价值还没充分发挥出来,很多客户都觉得GPS导航只有一个导航功能,这也是我们为什么打算加入后台、网络连接这些功能的原因,只要价值提高,价格再调整合适,我相信中国人的消费接受能力还是比较好的,这从汽车销售和我们GPS产品整个行业来看,足以说明。目前中国存量汽车大概接近一亿辆,每年大概会新增一千万辆车,中国目前配备汽车GPS导航的大概有一千多万辆,只占10%左右,市场空间是十分广阔的。”
蔡桐才:潮水退后,才会看到谁在裸泳
蔡桐才是台湾人,身上有台湾人特有的儒雅和对市场灵敏的嗅觉,他原先任职于美国公司,是路畅“聚才工程”引进的人才,目前路畅市场营销的操盘手。甫一见面就和我们聊起了导航业的现状,在蔡桐才看来,导航市场赚快钱、好赚钱、群龙无首、各自为政的战国时代已经结束,现在进入大鱼吃小鱼,快鱼吃慢鱼的重新洗牌,江湖排座次的时代。“我想2009和2010年是这个行业最辉煌的两年。大家都做得不错,都赚到了钱,都很快地成长。不过在这两年过去后,再过来就看哪一家的底蕴比较好,思路比較清晰。正好路畅在这一方面,我个人觉得,做得比别人都好,我们做大了,你看我们在生产的设备上,研发人员的招募上、培育上,我们花了很大的心血。因为我们一直想做强做大的,不是看短期的利益,所以我们在10年以后,像路畅这种企业,就走得比较稳健。2010年我们做了一个 ‘聚才工程’,在我们这个领域里是最有名的了。我在这个行业做营销还算不错,后来被请了过来。公司在人才的储备和吸收方面眼光非常长远,因为公司到一定的阶段,要老干新枝,嫁接到一块,这样的树果实才长得好。所以我们在10年以后,还是非常地平稳。回头看我们这个行业,那些安于现状,眼光短浅的企业,马上就会出问题。因此,我觉得经营是最明显的,正儿八经在我们车载导航复苏台面的,应该是硕果仅存几个牌子,剩下都在这个台面之下,这些会很痛苦,因为行业已经到了一个成熟期,包含性能、价格等方面,没有凸显优势在那里,做起来会比较难。我个人觉得,这么多年来,现在已经是分水岭的时代了。”
“现在经过这一两年成熟期的竞争,很明显,这个行业就分成了一线、二线、三线的品牌,路畅很明显已经在一线品牌里边,应该是趋于坐二望一,数一数二的位置。我们自己也做了一个评估,这个评估是综合性的,包含了营业额、市场占有率,包含了公司未来发展的潜力,这些方面我们都全面做了评估,评估结果表明,路畅应该在国内市场是属于第一或者顶尖的品牌了。昨天我和胡博士在飞机上看到一本杂志,讲的是中国汽车后市场车载导航这一方面的内容。杂志提到现在市场经过一番筛选,消费者都是向有品牌形象的,品质比较稳定的品牌靠拢,比如路畅、飞歌。杂志第一个就提到我们,说明我们在行业内应该处于领先地位。这或许有多种因素在里边,其中一个是,07、08年移动互联网开始的时候,我就和胡博士说,手机、移动互联网开始以后,又将会把我们的产品赋予一个新的生命。原来的产品就是一个硬件,DVD导航、蓝牙、电子狗,现在不一样了,现在有3G,然后又可以打电话,我们现在叫车联网,车联网恰恰在行业内是朝阳行业。我们关注车联网是从07、08年开始的,胡博士在这个领域里应该是领军人物,所以与我们很自然地一拍即合。说实话,我们的硬件生命是有限的。现在不一样,移动互联网给了它新的生命诠释,应该在未来的十年有看头。再加上国家的‘北斗计划’,这两个一起结合,又会有新的生命出来。”
“市场有需求和供给,我们是属于供给方,正好是市场的需求造就了我们这个产业,又有些需要有不同的转型、改变。举个例子,像4S店,09、10年卖一台导航,很少到一万以下的,一个凯越都要卖9500元。但是随着汽车行业不景气,现在说实话,4S店卖导航也没利润,也就是三四千元,有的为了要卖车,他们还赠送导航。因此,对于4S店来说,导航慢慢又变成一种食之无味,弃之可惜的状态,毛利率没有太阳膜的那么高。这样的情况下,又给我们一个转型的机会。4S店在未来一两年,机器随车卖也好,随车赠送也好,4S店都需要思考怎样利用这个机器,增加客户的粘度。这个机器已经有3G,有监控,有了这个平台后,可以方便车主清楚知道什么时候车该保养了,什么时候有需求,可以通过OBD的远程监控诊断整个车子的问题,导航可以朝这个方面增加客户的粘度,所以这又是给我们的另外一个机会。路畅在这些方面的研究还比较深入的,我们提供一个平台,对它的车主做CRM的管理,让车主的粘性更高。有了这个平台后,4S店可以知道车辆在哪里,跑了多少公里,什么时候该回来保养,甚至一键导航,24小时救援等等,它衍生到各个功能去了,这就是市场的需求,所以我们在未来一段时间,路畅在这些方面,已经不是一个硬件了。作为供给方,市场有需要,我们迎合了市场的口味。这种方向的调整,它就在考验我们。我刚才提到的那些小厂,那些组装厂,他们没有能力去做,因此在未来,在台面下的工厂,其实他们也很痛苦,他们在成长、在利润面前挣扎。我个人觉得到明年,挣扎之后,还是那几家大的公司经过市场的洗礼最终留下来,这是一个市场法则、自然规律。”
胡锦敏:一百个人中有一百种车联网
胡锦敏就是蔡桐才口中的胡博士,车联网方面的专家级人物,他所写的《共建车联网的生态系统》在业界有一定的影响。没到路畅之前在金蝶软件任职,他是张宗涛的大学同学,因为张宗涛对车联网的重视,他们走到了一块。在胡锦敏看来,车载导航的发展接下来主要就看车联网,谁在车联网方面取得领先优势,谁就可以主导车载导航的未来。胡锦敏认为,就像一百个人心中有一百个哈姆雷特一样,一百个人中也有一百种车联网。而这些都没有错,关键是看你基于什么位置,想要得到什么东西,而路畅在这方面思路很清晰,知道自己的使命和能够为行业为消费者提供什么东西。
“对于车联网,不同的人会有不同的看法,可以说从国际角度来看它是一个新兴产业,这个产业很大,运营商也是物联网的一部分。这个产业里面有很多角色,类似我们这个行业的,有做应用的,有做服务的、有提供服务的。从我们的角度来看车联网跟别的肯定不一样,它主要是通过视频来分享各种服务。几大运营商他们也想做车联网,主要针对的是车主,给车主提供更贴心的服务,比如在开车的时候打开电话,还有其他的服务等等,这一块也是我们所关注的。汽车企业也想上车联网,因为他们想通过电子,通过网络关联到车主,现在很多汽车广告都在着重突显车子的导航系统也是这个原因。这个东西越来越重要,在车上体现的价值更直接、更多、更贴近用户。除此以外,车子的其他部分都是机械功能,每个牌子都一样。网络对人类的生活产生深刻的变化,移动互联网和家庭用的互联网相对来说是比较成熟的,网络是无孔不入的。将来车子里面一定是有这个网络环境,让你在车上同样获得需要的信息,但是不一定跟它同质。我们可以想象,有人肯定可以做出适合你在这个网络使用的应用,给你提供服务,这是从技术发展来说的。另外从汽车本身的发展来看,会把自动驾驶作为一个追求的目标。实现自动驾驶不一定意味着开车没有了乐趣,或者说自动驾驶不安全等,只要能实现自动驾驶就说明汽车已经非常安全的。车联网提供的是高度的辅助驾驶,这些功能,可能会融合道路信息,车的信息,后端的服务信息,通过这个东西整合到一块,这样可以直接感受得到它带给你的体验。
未来的定位系统会越来越精确,当定位的准确度到达一个更高的级别产生的应用情况下,影响是巨大的。现在亚米级的定位,误差范围不到1米,当车道发生很大的变化,比如说,前方100米左转,告诉你在第几条车道左转,告诉你要行驶在哪条车道上,但是你可能不知道你是否在此条车道上。如果再精确到分米级或者厘米级,那么对于交通碰撞或者其他什么意外,都可以起到防撞防意外,从而更安全地行驶。我们现在已经可以给消费者提供很好的行车服务,比如原来你要手动操作的,我们现在都为你调试好;去目的地,不需要你自己找地图,一键导航就可以了;你打个电话,或者查询一下信息,就相当于提供一个秘书服务。还有社交网络的关联,一切都可以用语音来操作,用语音来沟通。未来会融合更多的信息发展,车内车外都能够捕捉到的信息。车载导航基本就是一个核心板块,配不同的模块,然后就是颜色的搭配,这样基本上就可以打遍天下了。我们这个东西,年年有新车型来,月月有新车型来。这个变化的环境手机是无法比拟的,手机没有外部变化元素,你想做成一个怎样的手机,最终就做成一个怎样的手机。我们是有外部因素的,外部因素体现在哪里?大家看到这款新车型,外观发生变化了,我们要重新开模,仅仅这一点的话,很多人都可以做得了。很多跟车有连接的协议和电子接口都会发生变化,就是同一款2011、2012款的车,有可能它的电子协议都会发生变化。这些区别在于,这些技术是可以很好地匹配,这是最核心的技术,比速度,比稳定性都是它。一般的小厂,很多装上去了以后,它就把原车的功能抛弃了,屏幕显示不了,收音机是摸着也不知道在收哪一个频道,这些就是跟车有关联的技术。另外一个就是,你的车载系统,硬件和软件,应用的掌握。轮胎的检压有两种方式,一个是靠传感器,一个就是平衡检测,这些对技术的要求不高,更多的是将别人的东西整合进来。这样一块屏,它是用户的窗口,那就很多东西都要通过它的屏了。你的集成能力也是很重要的,这个在终端的集成,还有一个在后端的集成,这是靠软件开发的。给4S店做系统,做他的服务平台,呼叫中心的服务平台,甚至包括它内部的关系管理和系统管理细分集成起来,最终按信息整合起来。”
车载导航市场分析 篇12
动态车载导航系统是一个大型分布式系统, 且是一个软件密集型系统。在这个系统中, 物理实体包括车载终端、车载网关、基站、Wi-Fi接入点以及交通信息中心的服务端网关/代理和各服务节点。如何进行系统的功能模块划分以及各功能模块之间如何通信, 这些都是系统架构设计将要回答的问题。
最常见的架构设计方法是使用各种图表从不同角度对系统进行描述, 如使用“4+1”视图或其该进版本。使用图表能够形象地刻画软件系统的结构, 各组件间的交互。但是, 这种方法有一个问题:它是一种非形式化方法, 无法量化评价, 因此无法精确判断架构设计的正确性。为此, 人们提出了使用形式化方法对系统进行建模, 然后通过形式化模型导出架构设计, 这也正是本文所采用的架构设计方法。本文将基于Event-B这一形式化建模方法对车载导航系统建模。
Event-B最早由Abrial教授于2003年的两篇论文中提及, 可以用于复杂系统建模。Event-B自出现以来便受到了广泛关注, 相关研究从未停止, 如应用Event-B对网络协议建模、应用Event-B进行并发编程以及应用Event-B开发卫星软件等。由于Event-B是一种形式化建模方法, 整个模型均是使用严格的数学语言进行描述, 因此可以量化分析, 并可通过自动化的软件工具进行辅助建模, 如Rodin平台, 它可以实现自动的推理规则证明, 从而提高建模效率。
2 动态车载导航系统模型
2.1 需求
本节将应用Event-B对动态车载导航系统建模, 这是一个反复迭代的过程。从初始模型开始, 不断对其精化, 直到模型满足要求为止。
首先, 我们得确定系统需求。从目前市面上普遍使用的车载导航系统出发, 可以得出车载导航系统应具有的基本功能:地图显示、导航和路线规划。为了方便后续分析设计, 我们将以一种规范的形式描述需求:每个需求除了有文字描述之外, 还必须对其进行标记, 以方便后续引用。
针对上述基本功能, 可以得到如表1需求描述。
除了上述3项基本功能外, 由于动态车载导航系统特殊的系统结构:系统可分为客户端子系统 (主要运行于车载终端) 和服务端子系统 (主要运行于各服务节点) 。则客户端子系统的需求如表2所示。
服务端子系统的需求如表3所示。
2.2 精化策略
精化策略是建模前需要考虑的建模步骤。建模过程是按步骤向前推进的, 每一步会输出一个模型, 后一个模型总是比前一个模型更详细, 更完善。
思考精化策略可以从需求出发, 对需求排序, 然后确定每一步模型需要满足的需求。在对系统需求排序之后, 可以形成如下精化策略:
(1) 初始模型将只考虑需求E-1和E-4, 实现动态导航系统的地图传输功能;
(2) 下一步将引入地图显示功能 (需求F-1) 。此时, 我们实现了导航系统的第一个基本功能;
(3) 然后, 将考虑需求E-2、F-4和E-5, 实现导航系统的路网传输和地图匹配功能;
(4) 在下一次精化, 将完善客户端地图匹配与地图显示之间的操作流程, 为后续实现导航和路线规划做好准备;
(5) 最后一次精化, 将实现需求E-3、F-5和E-6, 从而最终实现F-2 (导航) 和F-3 (路线规划) 。至此, 实现了导航系统的三大基本功能。
2.3 建模
为了更好地描述初始模型, 不妨假设车载终端为客户端, 它与服务端之间构成了一个C/S结构, 客户端和服务端将被抽象成模型的两个机器 (Machine) 。它们之间的数据传输如图1所示。
之后, 我们可以为每个Machine定义上下文:集合、常量和公理, 通过这些元素可以定义映射:在Machine的事件中可用于表达函数。
Event-B建模的重点是定义事件, 它负责改变Machine的状态, 从而实现相应的系统功能。为此, 我们还需要定义变量、不变式 (变量应满足的条件) , 并将系统功能描述为一系列执行步骤, 然后为每一步定义一个事件, 从而完成建模。
最终, 我们可以将模型输入Rodin平台, 利用其自动证明功能来完成模型验证。对于本文的导航系统, 我们定义了5个模型, 分别对应精化策略的5个步骤。这5个模型在Rodin平台共生成了69条证明义务, 并全部自动证明成功。因此, 我们可以得出结论:这些模型在理论上是正确的。这也间接验证了导航系统架构的正确性。
3 总结
本文分析了动态车载导航系统的主要需求, 但并未在需求分析之后直接开始软件架构设计, 而是在架构设计之前进行系统建模, 这看似增加了系统开发的工作量, 但由于使用的建模方式是形式化建模, 可以借助相关数学理论对模型进行验证, 修正模型中的错误, 直至最终构建出正确的模型。这实际上是将传统软件开发只能在编码阶段进行的调试工作提前到架构设计之前, 能提早发现并修改错误, 在一定程度上避免了重大设计缺陷在编码阶段才暴露的问题, 因而, 这种架构设计方法节约了开发与维护的成本, 提高了系统开发效率。
摘要:传统的软件架构设计一般采用非形式化的方法, 通过各类图表从不同角度对系统进行描述, 这种架构设计方式依赖设计者的经验知识, 无法保证设计质量。本文将形式化建模引入架构设计, 通过严格的形式化定义描述系统运行过程及需求约束, 在保证模型正确的基础上导出架构设计, 从而保证架构设计质量。
关键词:Event-B,形式化建模,软件架构,动态车载导航系统
参考文献
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