型号软件可靠性和安全性设计标准化研究

通过编制国家军用标准《软件可靠性和安全性设计准则》的实践,概述了型号软件可靠性和安全性设计标准化研究的重要性,论述了其标准中的软件设计工作涉及到的软件需求分析、软件设计和软件实现等三个阶段需要特别注意的几个关键问题,而且均属于标准化范畴研究的问题。     

基于最小系统的小卫星在轨软件重构系统设计

提出一种基于星载终端处理设备最小系统的小卫星在轨软件重构系统设计方案。依据星上信息流实现现状,设计重构系统的系统框架,提出星载终端处理设备的最小系统组成、通用功能集和需要满足的整星安全性功能需求。系统中,应用软件程序数据按照注入帧格式通过遥控通道注入到星上,可缓存在星务存储器中再分发给终端目的设备,通过最小系统软件对应用程序进行引导和加载管理,整个过程均有差错控制设计以保证其可靠性和安全性。软件重构试验和容错试验表明,利用该系统可实现星载微计算机软件和FPGA配置数据的可靠上注、可靠存储和可靠加载。     

模糊控制技术在卫星主动控温仪上的应用设想

针对现有星上主动控温仪的不足,提出了将模糊控制技术应用于星上主动温度控制的设想。文章对模糊控制的基本原理及实现方法进行了简要的介绍,并对星上模糊温度控制器的设计方法做了较为具体而深入的探讨,比较详细地分析了其硬件电路和软件的构造原理。     

大功率通信卫星热真空试验闭环控温方法

为了提高大功率通信卫星整星热真空试验的控温精度、降低控温风险,设计了一种应用PID闭环控制技术对星上热管网络进行闭环控温进而对整星温度进行自动控制的方法。在某大功率通信卫星整星热真空试验中,进行了星上典型热分区的PID参数自整定试验,并参考自整定试验结果确定了星上PID自动控温参数,应用PID闭环自动控温方法对卫星进行整个热真空试验过程的自动控温,控温精度达到±0.5℃,满足试验控温要求,提高了试验控温的准确性与安全性。     

发动机工况实时调节软件设计

介绍了基于DSP/BIOS的某发动机工况实时调节软件的设计,包括需求分析、技术方案分析、软件设计与实现等。利用DSP/BIOS基于任务优先级的多线程机制,完成步进脉冲分配、调节器控制、工况参数解算及工况调节等,实现了发动机工况的实时、可靠调节。软件经过充分的测试、验证,其功能和性能完全满足要求。     

设计模式在任务调度软件中的应用

设计模式是一种基于面向对象思想的软件设计方法,合理应用设计模式能降低软件模块间的耦合度,提高软件灵活性。文章介绍了遥感卫星地面应用系统任务调度软件,并指出此类软件的开发存在需求不确定、输入易变的问题。在对通用需求和易变需求分析的基础上,应用Builder,Composite和Factory Method等设计模式,解耦任务执行控制、任务数据生成和算法调用接口等功能模块,得出一种任务调度软件的设计方案。该方案经过变更影响分析法的验证,能够将各种需求变更的影响控制在对应的模块内,复用通用功能模块,可有效减少变更工作量和降低修改难度。     

星上控温策略的地面模拟与验证

为充分验证卫星在轨温度控制策略的适用性和效果,针对航天器在轨温度控制的特点及方式,提出一种在地面模拟星上控温策略的方法。该方法包含:设计开发一套适用于航天器真空热试验的星上控温模拟系统及基于比例开关控制算法的星上控温模拟软件;采用并行驱动技术实现单个控温时间片为1 s的时间控制精度,工况稳定后温度控制误差不超过±0.3℃。该方法已成功应用于某型号卫星真空热试验过程,系统配置灵活、操作简单、控温周期短、控温精度高,实现了星上控温策略的有效验证。     

应用有向图的航天器信息流设计方法

针对多任务、多舱段、任务时序不可逆的复杂航天任务信息流设计需求,文章分析了传统基于文档驱动的信息流设计方法存在的问题以及复杂航天器信息流设计规律和特点,并结合系统工程的设计理念,提出了一种应用有向图的分层航天器信息流设计方法。将传统的非结构化文档设计模式转换为用数字化模型描述的设计方法,建立了典型的遥控遥测信息流的数学模型,并在航天器信息流设计的工程实践中进行了应用验证。该方法具有一定的通用性、可扩展性和可复用性,实现了信息流设计过程的数字化和可视化,可为后续复杂航天器信息流设计和自主健康诊断等提供参考。     

北京三号A/B卫星星务分系统信息处理技术

介绍了北京三号A/B卫星星务分系统的信息处理技术。星务分系统提高测温精度,优化控温算法,利用比例-积分-微分(PID)控制系统,实现对卫星关键部件的高精度控温功能;设计专用的协处理器,实现星上完全自主任务规划,用户只需要挑选期望观测的目标,星上自主任务规划软件就能根据目标信息完成所有观测任务的编排。借助星上全球导航卫星系统(GNSS)接收机,设计高精度时间管理系统,使得任意时刻卫星的时间同步精度优于0.1 ms,保证卫星姿态机动时的成像精度。同时,给出了综合电子技术、软件构件库和数字卫星技术在卫星上的应用情况,可为后续卫星星务分系统的研制提供参考。     

基于RISC-V微处理器的软硬件调试方法研究与实现

良好、完备的调试接口不但可以加快星上软件的开发速度,也为在轨编程提供有效的解决方法。文章在分析比较硬件、软件、软硬件结合3种调试方式的基础上,提出一种基于RISC-V (第五代精简指令集)调试机制的软硬件相结合的调试方法,利用RISC-V微处理器提供的DM机制进行调试、仿真设计;采用GDB调试工具、 TCP/IP协议、 JTAG协议等,结合DM机制完成软硬件调试。