随着微电子技术的发展，为了满足微小型多传感器组合导航系统对导航计算机的性能和外设接口的需求，论文研制了采用SOPC技术、基于Cyclone Ⅲ的导航计算机系统。论文在分析了组合导航计算机的功能和应用需求的基础上，结合Cyclone Ⅲ的功耗低，成本低高性能特点，提出了捷联导航计算机的系统设计方案。经过分析研究，本文采用以Nios Ⅱ嵌入式软核为基础的片上可编程系统(SOPC)作为嵌入式系统。以它的灵活性、可定制性和软硬件协同设计的能力可以快速有效地辅助用户完成系统硬件上的集成和软件算法的设计。论文设计了导航计算机的硬件电路。本系统设计采用双Nios Ⅱ系统，其中一个处理器主要负责系统的数据采集和接口的通信任务，另一个处理器主要负责数据的处理和导航的解算任务，充分发挥出SOPC的优点。在完成了硬件和FPGA片内的逻辑以后，为进一步优化系统的硬件结构和算法效率，设计了硬件浮点运算方法用以提高系统的计算速度和运算精度；在浮点运算的基础上研究了硬件加速算法（单精度的cordic算法），用以加速导航算法中三角函数的运算。最后，为了管理导航计算机中的系统任务移植了嵌入式实时操作系统，根据组合导航系统工作情况，将系统任务划分为：IMU数据采集任务（SPI）、GPS数据采集任务（UART）、捷联解算任务、调试通信任务（UART）、向OLED发送数据任务、LED显示任务。经过调试和测试，SOPC导航计算机设计达到了预定的目的，实现了微小型化、多信息源采集的组合导航计算机系统，而且具有较高的处理性能。SOPC嵌入式导航计算机的研制也为导航系统的进一步研究和开发打下了坚实的基础。