当前，小卫星以其一些突出的优点在国内外掀起了研制热潮，星载计算机是卫星运行控制和指挥中心，它被要求实现越来越多的功能。星载软件作为嵌入式系统软件，需要操作系统的管理和调度，辅助应用软件的开发，提高系统可靠性。市场上还没有专为卫星系统开发的实时操作系统(RTOS)，国内外很多卫星的星上软件使用商用嵌入式操作系统(EOS)。对于卫星有限的硬件资源和特殊的在轨运行环境，商用EOS有许多不足之处。　　 本文描述了实时操作系统基本原理，分析了多个主流的嵌入式操作系统，阐述了星载软件对实时操作系统的要求，并提出了一个适合于卫星嵌入式系统的软件微内核的设计方案，其特点是:面向卫星、占资源少、可在轨重构、实时性强、可靠性高。同时创新性地将卫星测控和单粒子防护融入操作系统内核中，使操作系统更贴近星载软件需要，此内核取名为Sat-μk。结合型号任务和实验室现有条件，编码设计Sat-μk实例，完成了其向星载计算机的移植，从资源、实时性等方面与星载软件较常用的操作系统pSOS进行比较和分析。　　 本文主要研究工作的贡献和创新点如下:　　 1.提出一种专为星载计算机设计实时操作系统微内核的架构，完成了星载微内核主要模块的功能设计;　　 2.结合卫星运行必须的测控环境，将星地测控需求融入到微内核中，便于地面对星载软件的全面监控;　　 3.结合星载计算机在轨运行环境，微内核中加入单粒子事件防护功能，增强了内核软件运行的可靠性，同时为应用进程提供了一定的数据保护服务;　　 4.完成了星载操作系统微内核(Sat-μk)的编码设计，在某型号星载计算机平台上完成调试和测试，对其性能与原操作系统进行了比对，结果表明性能有明显提高。