● 摘要
本课题来源于国防基础科研项目“微小型导航、制导与控制器件及系统集成技术研究”。 MGNC（Micro Guidance Navigation and Control，微小型导航、制导与控制）系统已成为制约新一代微小型系统发展以及低成本制导武器广泛使用的主要瓶颈之一，传统的MGNC系统软硬件设计方法中存在着诸如多任务管理不够灵活、平台移植性和软件复用性较差、系统实时性和可维护性不易保证和安全可靠性不够高等不足，继续提高其性能是微小型系统技术的重要发展方向。本论文针对我国微小型MGNC技术发展的需要，在对嵌入式操作系统作了大量调研的基础上，提出了基于嵌入式软件技术的MGNC系统软件平台开发方案，进行了从MGNC系统的板极支持包BSP开发及嵌入式实时操作系统VxWorks在微处理器上的BSP设计、MGNC系统应用程序的开发到微小型飞行器MGNC系统地面监控软件平台设计的开发。根据所设计方案，从分析MGNC系统硬件环境特性入手进行BSP（Board Support Package，板极支持包）的开发，编写VxWorks预内核初始化文件及启动VxWorks内核通用初始化文件，配置并构造VxWorks操作系统引导程序，接下来分析了VxWorks环境下任务调度、任务控制和任务间通信等多任务机制以及MGNC系统的导航与控制多任务需求的基础上，提出了MGNC系统多核处理器之间的任务划分原则并对任务进行初步划分，在任务调度策略上采用局部调度和全局调度相结合的方式，增强MGNC系统任务管理的灵活性，提高了实时性能。最后进行了微小型飞行器MGNC系统地面监控软件平台的设计与优化研究，该监控平台实现了导航参数实时获取，飞行控制参数在线调整、航迹规划与回显、数据存储及分析等功能，解决了飞控参数实时修改以及系统高稳定可靠等问题，配合实验室自研的自驾仪系统完成了微小型飞行器定高、定姿和定航线飞行。通过多次外场跑车及试飞实验，验证了系统具有显示直观、控制实时，稳定可靠等特点。