基于VxWorks的慣性導航軟件設計與實現(xiàn).pdf

1、導航計算機是捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的核心，它肩負著數(shù)據(jù)采集、姿態(tài)解算、誤差補償、導航信息發(fā)布和故障診斷等任務。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展與進步，其應用領(lǐng)域已經(jīng)擴展至社會經(jīng)濟、航天、軍事、艦船、通信等相關(guān)行業(yè)，嵌入式相關(guān)軟件技術(shù)也日益成熟，嵌入式界面開發(fā)工具，嵌入式通信技術(shù)都有了突飛猛進的發(fā)展。這些都為慣性導航軟件的實現(xiàn)與優(yōu)化提供了堅實的基礎(chǔ)。
　　課題以VxWorks實時嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件平臺，使用Tilcon作為系統(tǒng)GUI開發(fā)工具，運用串行

2、通信手段，充分發(fā)揮實時操作系統(tǒng)的實時性與安全性，設計了一款慣性導航系統(tǒng)軟件。課題使用虛擬終端代替實際的物理平臺進行軟件測試，節(jié)省了軟件在實際投入使用前的調(diào)試成本。
　　本文開始扼要介紹了慣性導航和實時嵌入式操作系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。
　　首先，基于捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的工作原理，利用四元數(shù)法完成了導航信息的解算；采用慣性系下的粗對準以及系泊精對準完成了導航系統(tǒng)的初始對準；利用分立式標定確定了慣性測量元件的誤差系數(shù)

3、，對其進行了補償，為慣導軟件的解算功能提供算法支持。
　　其次，依據(jù)對慣性導航系統(tǒng)軟件基本功能及其性能指標的分析，對整個系統(tǒng)軟件平臺做了整體設計。包括開發(fā)平臺的選取，開發(fā)開方法的確定，并根據(jù)所選用的模塊化軟件開發(fā)方法結(jié)合慣性導航系統(tǒng)的功能特性進行了系統(tǒng)功能模塊的劃分（包括通信模塊、解算模塊、顯控模塊）、具體任務及其優(yōu)先級的確定，并進行了軟件工作機理的設計。
　　然后，在虛擬終端上搭建了完整的VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境，為系統(tǒng)

4、軟件的實現(xiàn)做好準備工作。
　　最后，根據(jù)所劃分的功能模塊依次進行實現(xiàn)，并最終進行整合測試。主要包括：針對HY-820光纖慣性測量單元IMU的輸出數(shù)據(jù)格式實現(xiàn)串行通信與數(shù)據(jù)采集；根據(jù)導航算法實現(xiàn)了導航解算功能模塊，同時提高了程序的運行效率，縮短了運行時間，更好的滿足了慣性導航系統(tǒng)對實時快速性的要求；采用嵌入式圖形開發(fā)工具Tilcon，完成了慣性導航系統(tǒng)軟件顯控界面等。測試結(jié)果驗證了慣性導航系統(tǒng)軟件可行性，并能較好的滿足導航系統(tǒng)的功能