基于嵌入式linux操作系统导航计算机系统设计

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1、工学硕士学位论文基于嵌入式Linux操作系统的导航计算机系统设计黄正仙哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TP368.2国际图书分类号：621.3工学硕士学位论文基于嵌入式Linux操作系统的导航计算机系统设计硕士研究生：黄正仙导师：曲延滨教授申请学位：工学硕士学科、专业：电气工程所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TP368.2U.D.C：621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTHEDESIGNOFANAVIGATIONCOMP

2、UTERSYSTEMBASEDONEMBEDDEDLINUXOPERATINGSYSTEMCandidate:HuangZhengxianSupervisor:Prof.QuYanbinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ElectricalEngineeringAffiliation:SchoolofInformationScienceandEngineeringDateofDefence:June，2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteo

3、fTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要捷联惯性导航系统是一种十分先进的惯性导航技术，通过导航计算机系统实时计算出姿态矩阵，建立起数学平台，以数学平台代替传统平台式惯性导航系统中的物理平台。导航计算机系统是整个导航系统的核心和关键，捷联惯性导航系统正向高精度、高可靠性、低成本、小型化、数字化的方向发展，提出一套合理的导航计算机系统设计方案，成为惯性导航系统的发展需要。本文结合导航计算机系统的设计要求，提出一套基于嵌入式Linux操作系统的导航计算机系统设计方案。选用ARM微处理器作为导航计算机系统的处理器，在ARM硬件平台上，移植了嵌入式Linux操作系统，

4、建立了导航计算机系统的嵌入式系统硬、软件平台。高性能的ARM微处理器保证了导航计算机系统的数据处理能力，并且具有丰富的接口，方便导航计算机系统与导航系统中其它部分通信。采用ARM微处理器实现了单CPU的导航计算机系统，有效地精简了导航计算机系统的体积。在ARM硬件平台上移植了嵌入式Linux操作系统作为导航计算机系统的软件平台。嵌入式Linux操作系统具有内核稳定、功能强大、移植性好等特点，采用自由软件嵌入式Linux操作系统建立导航计算机系统的软件平台可以获得较高性价比。在PC机的Linux操作系统环境下，采用交叉编译的方法，根据需要裁减嵌入式Linux操作系统内核，交叉

5、编译生成目标代码，下载到硬件平台上实现导航计算机系统的软件平台。建立起导航计算机系统的硬、软件平台后，编程实现一种导航算法。选用基于角速度输入的导航姿态算法，通过PC机编程实现，再采用交叉编译的方法生成导航计算机系统上可运行的导航应用程序，下载到导航计算机系统中。嵌入式硬件平台、软件平台以及导航应用程序构建了整个导航计算机系统。采用PC机编程模拟惯性元件，建立了导航计算机系统的运行环境，由导航计算机系统运行，导航计算机系统的运行结果表明导航计算机系统能够顺利完成导航计算机系统的相关功能，从而验证了本文提出的导航计算机系统设计方案的合理性。关键词捷联惯性导航系统；导航计算机系

6、统；嵌入式系统；ARM；LinuxI哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractStrapdowninertialnavigationsystem(SINS)isakindofveryadvancedinertialnavigationtechnology.TheSINSusethemathematicsplatformbuildontheattitudematrixcalculatedbythenavigationcomputersysteminsteadofthephysicalplatformofplatforminertialnavigationsystem.Th

7、us,thenavigationcomputersystemcomestobethehard-coreandkeypartoftheentirenavigationsystem.AstheSINSdevelopingtowardsthedirectionofhigh-precision,high-reliability,low-cost,miniaturizationanddigitalization,toraiseareasonabledesigningmethodofnavigationcomputersyst