题目：微小型飞行器MGNC系统高性能导航计算机系统设计实现

课题来源于本单位所承担的一个国防基础科研预研项目，研究目的在于针对高性能微小飞行器的导航、制导与控制系统集成技术需求，研制出一种处理能力强、扩展性好、体积小、功耗低的嵌入式导航计算机系统。对于提高军、民用微小型系统（微纳卫星、微小型无人机等）以及低成本制导武器（精确制导炸弹等）性能具有重要的研究意义。本文针对微小飞行器的导航、制导与控制系统提高其导航计算机处理能力、体积、功耗及适用性等方面性能的要求，通过相关技术成果调研、半实物仿真及性能对比，提出了一种集信息获取、导航、控制和通信功能为一体的高性能，可扩展的导航、控制用嵌入式计算机系统方案。根据所设计方案，采取以ARM/DSP双组合处理器为核心，并进行外围设备、接口扩展，系统构建了导航信息处理模块、控制管理模块、信息采集模块、内部数据传输模块及外围接口模块等几各部分的硬件平台，同时，进行了嵌入式操作系统Linux的研究并编写、移植了基于此的Bootloader、U-Boot的驱动代码与自引导程序。在完成系统软、硬件构建基础上，进行了导航、制导与控制各项算法软件的改编、移植。在专用编译、测试环境下对捷联惯性导航算法，Kalman滤波算法，飞行控制算法进行了任务分配与调度。最后在实验室环境下以导航计算机系统为平台进行应用软件的测试与性能评估，测试结果表明，在有效的保证信息处理精度基础上，导航、滤波处理速率提高了一个量级（分别为45μs和16ms）；系统扩展了SPI接口、RS232 接口、PWM输出接口等提高了系统的应用灵活性；功耗有效的控制在3W以内；体积为80×56×20mm3；以及在应用软件的调试灵活性方面，都达到了指标的要求。