卫星控制系统软件可靠性设计及工程应用研究

摘要

卫星控制系统是卫星的“大脑”，卫星控制系统软件是卫星控制系统的核心，它控制着卫星在太空中的运行姿态和运行轨迹，卫星控制系统软件的可靠性研究关系着卫星能否实现既定的任务和功能。随着卫星从以往完成短期工作任务（往往仅有一至两年设计寿命）的单一功能卫星，向更高可靠性、更高精度、更长寿命的大型综合型卫星以及具备足够可靠性、能快速发射投入应用的小型专用型卫星的两极分化发展趋势，对卫星控制系统软件的可靠性设计提出了更高的要求。
　　本文首先综述了软件可靠性技术的发展历程和设计原则，阐述了软件可靠性的概念和内在含义，奠定论文进行软件可靠性设计的理论基础，然后结合实际工程背景，系统分析某卫星控制系统软件可靠性设计需求，为提出软件可靠性设计方案提供了必要的前提条件，基于通用软件可靠性设计方法，针对某卫星控制系统软件的工程研制需要解决的可靠性设计需求，提出了一套经过测试验证的智能自主管理可靠性设计方案。
　　针对外太空的环境现状和软硬件环境等约束，从基于信息融合的软件查错和避错设计、基于容错计算机系统的软件容错和纠错设计两个角度出发，将这种基于SPARC V8架构与Ada语言的卫星控制系统软件智能自主管理的可靠性设计方案，应用到某卫星控制系统软件的工程中，为解决以其为代表的高精度、长寿命、大型综合型卫星所带来的高精度数据处理需求和长寿命可靠运行的技术难题，并进行覆盖性测试和可行性验证，对后续卫星提高避错、查错、纠错、容错的能力具有重要的理论和实践意义。

目录

答辩决议书

第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 研究的目的和意义

1.3 主要工作与论文结构

第二章 软件可靠性的定义及基本概念

2.1 软件可靠性的研究背景

2.2 软件可靠性的定义

2.3 软件失效机理

2.4 软件可靠性与硬件可靠性的比较

2.5 本章小结

第三章 卫星控制系统软件可靠性设计方法研究

3.1 卫星控制系统软件概述

3.2 软件可靠性设计方法

3.3 卫星控制系统软件的可靠性设计需求分析

3.4 本章小结

第四章 某卫星控制系统软件可靠性设计方案

4.1 运行环境

4.2 智能自主管理软件可靠性设计方案

4.3 本章小结

第五章 可靠性测试验证

5.1 测试准备

5.2 测试策略分析

5.3 测试结果

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文