航空电子系统功能的复杂化和系统软件规模的日益增大,给系统的开发、验证及更新维护带来了极大挑战。建立可重用、可扩展的服务组件,设计和实现面向服务的开放式软件架构,是一种构建下一代航空电子系统软件的解决方案。另外,导航系统作为民用飞机的航空电子系统中的关键部分,其安全性、可靠性和经济性、适航性也需要进一步的提高。本文针对民用飞机导航系的统安全性、适航性和系统软件的可移植可重构性,开展了民用飞机导航系统的算法方案研究,并基于分区实时操作系统进行了组合导航系统的组件化设计与研究。论文开展了民用飞机导航系统多种算法的方案研究。为了在确保导航系统性能的基础上进行导航系统的实现,论文根据RNP进行了导航系统性能的需求分析,并结合开放式的航电系统架构,构建了以LRM为基础单元的导航系统架构;为了提高民用飞机的全球导航能力,提出了两种极区导航算法的对比方案,进一步得出了最适合用于民用飞机的极区导航算法,同时也为扩展组合导航系统功能,实现极区导航功能的组件化,增强软件组件的可移植性奠定了基础。论文面向开放式架构,针对航空电子系统可移植性和可重构性需要加强的情况,建立了一种基础服务平台。研究了典型的航空电子系统开放式架构规范并结合了各规范的特点开展了一种基础服务平台架构的设计。分析了航电子系统的公共服务需求,研究了通用功能的实现方法,建立了基础公共服务的通用接口,为实现组合导航系统软件的组件化、进一步增强系统的可重用性和可移植性奠定了基础。论文根据软件服务组件化的思想,对惯性/卫星组合导航系统进行服务组件的划分和封装;针对处理器资源分布不均衡的问题,提出了一种基于嵌入式分区实时操作系统的服务调度方式;基于OSATE建立了AADL系统模型,验证了组件化的组合导航系统及其任务调度方式在嵌入式分区实时操作系统下的可实现性。最后,论文基于网络互联的处理器建立硬件测试平台,对基础服务平台的公共服务功能以及组合导航系统组件化功能进行了测试,测试结果表明,基础服务平台能够进行服务组件的管理与控制,组件化设计的惯性/卫星组合导航系统能够在嵌入式分区实时操作系统下成功运行,这验证了论文研究内容的有效性,也为进一步实现航空电子系统的软件组件化设计与管理奠定了基础。