[发明专利]基于多任务实时操作系统的惯性/卫星组合导航任务调度方法

说明书

本发明公开了基于多任务实时操作系统的惯性/卫星组合导航任务调度方法，步骤：惯性/卫星组合导航系统为多任务系统，对其进行服务划分；根据步划分的各服务的任务周期和运行时间确定各服务的优先级，将各服务划分到不同的分区中，根据分区内服务的优先级确定分区的调度先后顺序，并确定分区主时间框架的时间长度；根据得到的服务分区和各分区调度优先级，结合多任务实时操作系统的优先级抢占调度机制和轮询调度机制，进行组合导航任务调度设计。本发明提高了组合导航处理器资源利用率和系统的整体效率。

技术领域

本发明属于组合导航系统领域，特别涉及了一种惯性/卫星组合导航任务调度方法。

背景技术

GNSS具有定位精度高、误差不随时间积累等优点，也存在着信号容易受到遮挡或干扰、数据更新率低、缺少姿态信息输出等缺点。相比较而言，惯性导航系统(INS)是一种完全自主的导航系统，其拥有高数据更新率，并具备姿态信息输出，但是由于陀螺误差漂移的存在，即使高精度的INS也面临误差随着导航时间延长而不断累积的问题。由于GNSS和INS之间存在良好的互补特性，惯性/卫星组合导航系统体现了以下几方面的组合优势：

1)GNSS可以实现对惯导系统传感器的校准、提高初始对准精度和速度、提高高度计算的稳定性，从而有效提高整个惯导系统额精度和反应时间；

2)惯导系统可以提高卫星的跟踪和捕获能力，提高接收机的动态性能和抗干扰性；

3)采用卡尔曼滤波等信息融合方法，抑制惯性导航系统的误差,可以进一步提高系统的综合性能。

在单任务操作系统中实现组合导航各个任务调度需要满足多个任务按顺序触发的关系，但是由于组合导航各个服务运行时间和调度周期不同，例如捷联惯导解算服务周期为T，其计算时间为t₁，在没有卫星数据输入时，每个周期只需完成捷联惯导解算，其处理器计算资源开销只需t₁，但是在某一个捷联惯导计算服务周期中需要同时完成一次捷联惯导计算任务和基于Kalman滤波的组合导航计算服务(其计算时间远大于惯导解算，为t₂)，此时处理器计算资源开销为t₁+t₂。这就导致处理器计算资源在数据输出时间上的分配不均衡，造成了数据输出时间间隔不均匀和处理器资源利用率的降低。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了基于多任务实时操作系统的惯性/卫星组合导航任务调度方法，提高组合导航处理器资源利用率和系统的整体效率。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

基于多任务实时操作系统的惯性/卫星组合导航任务调度方法，包括以下步骤：

(1)惯性/卫星组合导航系统为多任务系统，对其进行服务划分；

(2)根据步骤(1)划分的各服务的任务周期和运行时间确定各服务的优先级，将各服务划分到不同的分区中，根据分区内服务的优先级确定分区的调度先后顺序，并确定分区主时间框架的时间长度；

(3)根据步骤(2)得到的服务分区和各分区调度优先级，结合多任务实时操作系统的优先级抢占调度机制和轮询调度机制，进行组合导航任务调度设计。

进一步地，在步骤(1)中，服务划分遵循以下原则：

(a)功能独立的操作应当划分为一个单独的服务；

(b)功能联系紧密的操作应当划分为同一个服务；

(c)拥有大量运算的操作应当划分为一个单独的服务。

进一步地，在步骤(2)中，服务的实时性要求和运行频率越高，该服务的优先级越高，当服务的任务周期相同时，根据各服务之间的运算先后调用关系确定服务的优先级。