基于VxWorks的慣性導(dǎo)航軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的核心，它肩負(fù)著數(shù)據(jù)采集、姿態(tài)解算、誤差補(bǔ)償、導(dǎo)航信息發(fā)布和故障診斷等任務(wù)。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展至社會(huì)經(jīng)濟(jì)、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(jìn)的發(fā)展。這些都為慣性導(dǎo)航軟件的實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　課題以VxWorks實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)，使用Tilcon作為系統(tǒng)GUI開發(fā)工具，運(yùn)用串行

2、通信手段，充分發(fā)揮實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與安全性，設(shè)計(jì)了一款慣性導(dǎo)航系統(tǒng)軟件。課題使用虛擬終端代替實(shí)際的物理平臺(tái)進(jìn)行軟件測(cè)試，節(jié)省了軟件在實(shí)際投入使用前的調(diào)試成本。
　　本文開始扼要介紹了慣性導(dǎo)航和實(shí)時(shí)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(shì)。
　　首先，基于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理，利用四元數(shù)法完成了導(dǎo)航信息的解算；采用慣性系下的粗對(duì)準(zhǔn)以及系泊精對(duì)準(zhǔn)完成了導(dǎo)航系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)；利用分立式標(biāo)定確定了慣性測(cè)量元件的誤差系數(shù)

3、，對(duì)其進(jìn)行了補(bǔ)償，為慣導(dǎo)軟件的解算功能提供算法支持。
　　其次，依據(jù)對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)軟件基本功能及其性能指標(biāo)的分析，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)軟件平臺(tái)做了整體設(shè)計(jì)。包括開發(fā)平臺(tái)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(dǎo)航系統(tǒng)的功能特性進(jìn)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(wù)及其優(yōu)先級(jí)的確定，并進(jìn)行了軟件工作機(jī)理的設(shè)計(jì)。
　　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(shí)現(xiàn)做好準(zhǔn)備工作。
　　最后，根據(jù)所劃分的功能模塊依次進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并最終進(jìn)行整合測(cè)試。主要包括：針對(duì)HY-820光纖慣性測(cè)量單元IMU的輸出數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)串行通信與數(shù)據(jù)采集；根據(jù)導(dǎo)航算法實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航解算功能模塊，同時(shí)提高了程序的運(yùn)行效率，縮短了運(yùn)行時(shí)間，更好的滿足了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)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(dǎo)航系統(tǒng)軟件顯控界面等。測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)軟件可行性，并能較好的滿足導(dǎo)航系統(tǒng)的功能