无人飞行器飞行控制系统是飞行器的控制核心,主要完成飞行任务控制,姿态解算和飞行指令控制等功能,在无人机研发过程起到关键作用。无人机飞控系统半物理仿真平台是为无人机现场飞行仿真量身定制的仿真测试设备,为成型机飞行试验前的系统测试与飞行品质评估提供方便的可视化测试手段。本论文在分析不同的半物理仿真系统的实现方案的基础上,基于现场仿真需求和实时性运行环境基础上对仿真系统的各项相关关键技术和仿真总体架构进行分析研究,设计了一种基于嵌入式数据采集前端和分布式实时仿真系统的飞行仿真解决方案。该方案解决了传统实验室条件下,仿真系统体积较大不便外场携带的缺陷。同时由于系统采用模块化设计,由顶而下的设计思想解决了维护成本高且系统庞杂的弊端。在完成半物理仿真系统的原理分析与总体方案设计基础上,结合系统的关键技术指标和关键技术的分析后,本论文分别以仿真硬件实现方案设计与飞行仿真建模软件设计两部分进行详细的设计分析。首先,对无人机飞行控制数据流分析基础上,提出基于嵌入式系统的仿真数据采集系统的硬件与软件解决方案。出于实时性的需求提出了采集系统的实时操作系统移植问题来保证时间确定性。其次,在对飞行仿真建模的解决方案分析基础上,提出了分布式仿真的模型软件设计解决方案。然后在总体方案基础上着重介绍设备接口模型的详细设计和仿真模型的代码自动生成与调试。最后,完成对半物理仿真系统的仿真模型测试与飞行半物理闭环仿真测试。本论文实现的飞控系统半物理仿真平台基本完成了飞行控制系统仿真验证的指标需求,对各项性能测试后能覆盖飞控系统的各项飞行任务需求。与实验室环境下的大型半物理仿真设备相比,本平台的稳定性和功能实现基本一致,飞行仿真测试没有出现系统崩溃和丢包等不稳定状况。在实现相同功能前提下能最大限度满足便携性需求,结合分布式仿真系统能在外场条件下实现飞行仿真与三维视景实时显示飞行姿态与航迹。