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工程中实用的导航设备，需要在采集传感器数据后进行在线计算，立刻输出导航结果。出于体积和功耗的考虑，导航计算过程一般在诸如DSP或单片机等嵌入式处理器中进行，而非在通用计算机中进行。上述条件下，在线导航程序的调试具有较大的难度。经常发生的问题是，在线导航程序计算结果不对，但是技术人员不会调试。
造成在线导航程序的调试困难的原因有：（1）在线计算难以回溯故障点。在发现导航结果异常时，产生异常的软件故障点已经运行完毕了、难以找到。（2）嵌入式系统难以输出波形图、数据存储容量较小，不利于调试。（3）传感器采样的问题，与数据计算的问题混在一起，难以分开。
制作嵌入式组合导航程序的关键，是要做到数据采集与计算过程的分离，实现高内聚低耦合。研发在线导航程序时，为了便于调试，应该按照这样的步骤：（1）嵌入式系统的程序，采集传感器数据，并输出至通用计算机；通用计算机实时记录传感器原始数据。（2）利用Matlab程序，离线处理传感器原始数据，输出导航结果；应当在这一步完成算法部分的调试，确保计算结果正确。（3）编写C语言程序，离线处理传感器原始数据；这一步要达到C语言输出与Matlab输出相符的效果。（4）将C语言程序移植到嵌入式处理器，进行在线计算实验；这一步应该尽可能不更改组合导航算法部分的程序代码。（5）输出传感器原始数据和导航结果至通用计算机，利用传感器原始数据离线复算，验证在线计算的结果与离线复算的结果一致。
上述操作规避了在线调试算法的难点。经过上述操作后，可以确保嵌入式程序的算法部分是正确的。如果再有软件异常问题，那么可以排除算法部分的故障，而是专门关注其余可能的问题。
研发在线导航程序时，还需要注意几个嵌入式处理器可能存在的问题：（1）嵌入式处理器应当具有硬件FPU（浮点数处理单元）；如果没有硬件FPU，容易发生计算速度不够的问题。（2）注意内存堆栈容量；组合导航需要矩阵计算，如果堆栈容量偏小，可能发生堆栈溢出的问题。（3）合理设计时序，避免数据传输过程占用时间过长、耽误计算；可以合理利用DMA（直接内存访问）等方式实现数据传输，为计算预留更多时间。
如需引用本文，请引用《组合导航应用笔记》，东南大学出版社，2025。
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