随着深空探测技术的不断发展和探测器系统复杂性的不断提高,探测器姿轨控系统软件的设计成为一个重要的研究课题,而将实时系统应用到航天领域更是当前研究的热点。本文针对深空探测器姿轨控系统高实时性、高可靠性、高复杂性等特点,结合软件体系结构的理论,在基于具有微内核结构的嵌入式实时操作系统VxWorks的前提下,设计了满足深空探测器姿轨控系统要求的系统软件和关键的功能模块,并运用实时操作系统VxWorks的集成开发环境对所设计的模块功能进行了仿真。首先,本文对深空探测器姿轨控系统各个模块的功能及相互之间的联系作了全面的分析,设计了最适合深空探测器姿轨控系统的层次结构和上层软件的层次结构;设计了针对80x86系列处理器体系结构的BSP,构造了基于VxWorks运行环境的VxWorks映像文件以及引导程序bootRom,并对必要的外部设备驱动程序进行了设计编写,为深空探测器姿轨控系统提供了底层软件支持。其次,针对深空探测器姿轨控系统的事件特点,本文设计了基于中断驱动与时间驱动并用的混合驱动模式,满足系统中各个模块对事件响应的不同要求;针对单粒子翻转现象对系统软件容错性进行了设计;根据系统结构及其特点,对系统任务进行了合理的划分,设计了任务调度模块。本文针对深空探测器姿轨控系统的各个模块对内存占用情况的特点,设计了合理的内存管理机制,不但从内存调度方面提高了系统的实时性,也确保了系统的稳定性。最后,在对深空探测器姿轨控系统软件可重入性要求前提下,设计了基于VxWorks的在轨编程方法。