从DO-178C的新变化透视软件适航关注点

深刻理解DO-178C标准对于提升机载软件开发能力具有重要意义。分别从软件生存周期过程活动和过程目标两个维度对比和分析DO-178C与DO-178B的差异,按照计划过程、开发过程、验证过程、配置管理过程、质量保证过程和合格审定联络过程分类,列举了每个过程新增的或变更的考虑内容,并详细分析了过程目标的变化。根据差异分析,从强调以目标为中心、源代码到目标码的映射、参数数据、双向追踪、基于需求的鲁棒性测试和耦合性验证6个方面解析了DO-178C强调的思想,并总结了一些可行的实践。     

高安全分区信息物理系统的仿真验证研究

信息物理系统(CPS)强调借助网络对物理世界的感知和控制,往往系统规模较大、结构复杂,通常重视对系统开发前、中期的验证工作,而高安全的CPS对验证的要求更高。在实现分区调度、通信等服务的基础上,通过构建Windows平台上的模拟分区环境,我们完成了某高安全信息物理系统的建模,检验系统设计的可调度性、故障恢复能力等行为特性,从而验证了研究方法的合理性和正确性。     

随钻测斜用微小型导航计算机系统设计与实现

为了满足随钻测斜仪器在油气井中恶劣环境下的测量要求,本文提出了一种以数字信号控制器（DSC）和FPGA组成的双CPU导航计算机方案。该系统由DSC（dsPIC30F6014A）作为核心处理器完成导航计算和滤波算法;由FPGA完成对IMU（惯性测量单元）数据的采集控制及传输等功能。DSC与FPGA之间通过串口传输,最终导航结果由DSC输出给外部控制设备。该系统很好的满足了随钻测斜仪的性能尺寸要求,试验验证结果表明倾斜角、方位角、和工具面角均达到了预期精度指标。     

Graph-tree-based software control flow checking for COTS processors on pico-satellites

 This paper proposes a generic high-performance and low-time-overhead software control flow checking solution, graph-tree-based control flow checking (GTCFC) for space-borne commercial- off-the-shelf (COTS) processors. A graph tree data structure with a topology similar to common trees is introduced to transform the control flow graphs of target programs. This together with design of IDs and signatures of its vertices and edges allows for an easy check of legality of actual branching during target program execution. As a result, the algorithm not only is capable of detecting all single and multiple branching errors with low latency and time overheads along with a linear-complexity space overhead, but also remains generic among arbitrary instruction sets and independent of any specific hardware. Tests of the algorithm using a COTS-processor-based onboard computer (OBC) of in-service ZDPS-1A pico-satellite products show that GTCFC can detect over 90% of the randomly injected and all-pattern-covering branching errors for different types of target programs, with performance and overheads consistent with the theoretical analysis; and beats well-established preeminent control flow checking algorithms in these dimensions. Furthermore, it is validated that GTCGC not only can be accommodated in pico-satellites conveniently with still sufficient system margins left, but also has the ability to minimize the risk of control flow errors being undetected in their space missions. Therefore, due to its effectiveness, efficiency, and compatibility, the GTCFC solution is ready for applications on COTS processors on pico-satellites in their real space missions.     

飞行管理系统性能计算策略分析

根据飞行管理系统机载软件对于性能计算的需求,提出了理论公式计算方法和插值计算方法,对于传统的理论公式计算方法进行了延迟时间数据分析.对以上两种计算方法分别从计算过程、软件工程、系统工程三个方面进行了分析和比较后得出,插值计算方法在机载飞行管理系统软件中是比较合理的方法.针对大型客机先进的航空电子系统,描述了以上两种计算方法分别在电子飞行包软件和飞行管理机载软件中的不同应用和联系.     

机载电源系统故障规律分析

通过对机载电源系统的常见、多发故障进行总结分析．结合实际维修经验找出故障规律．以达到快速定位、准确排故的目的,为排除同类故障提供参考。     

机载220 GHz云雷达衰减订正模拟试验

针对220 GHz云雷达回波信号的衰减问题，结合典型云滴谱和云参数，对水云和冰云模拟取样2 100次，应用离散偶极子近似法计算了220 GHz云雷达探测云滴粒子的衰减系数kc和雷达反射率因子Z的关系。在考虑大气和云对220 GHz云雷达信号衰减的基础上，对水云和冰云的机载220 GHz雷达回波强度进行了数值模拟，根据得到的kc-Z关系，进行衰减订正的模拟试验。结果表明:水滴云比冰晶云的衰减系数大2~3个数量级;相对于小粒子的水云和冰云，大气吸收是造成机载220 GHz云雷达衰减的主要原因。高频段的雷达信号在传播路径上的衰减非常明显，本研究中给出的kc-Z关系适用于220 GHz频率雷达的云衰减订正计算。     

基于时空显著性建模的空中飞行器跟踪方法

以复杂背景下空中飞行器的鲁棒视觉跟踪问题为研究背景，为解决现有跟踪方法目标表征模型不够精确，算法鲁棒性严重受到目标形变、宽高比变化、复杂背景等因素干扰的问题，提出了建模跟踪场景中独立物体的显著性特性，用于构建精确的目标模型。提出的显著性估计方法有别于传统的单帧检测方法，利用跟踪算法提供的背景先验知识以及多帧图像观测数据，使用时空联合的方式进行建模估计，其结果用来指导目标跟踪算法选取有效视觉特征，建立精确目标表征模型，减小背景区域对算法模型的干扰。实验表明，提出的方法为上述难点问题提供了有效的解决方案，对空中飞行器的跟踪精度与鲁棒性优于大多数最先进的主流方法，在其他类型的目标跟踪任务中也有十分优越的性能表现。     

基于连接点的机载双天线InSAR系统相位偏置估计算法

针对在茂密森林或沙漠地区部署地面控制点(GCP)对其进行测量非常困难的问题,提出了一种基于连接点的机载双天线InSAR系统相位偏置估计新算法。基于InSAR原理建立地面高程反演的几何表达式,并根据重叠区域里的连接点高程在两次干涉测高过程中不变的特性建立相位偏置间的线性关系,在用最小二乘法求解相位偏置时,通过对不同的连接点进行加权,使估计出的相位偏置更加准确。对X波段机载双天线InSAR系统获得的实际数据进行处理,结果表明:与传统的算法相比,该算法无需GCP,具有更低的成本和更高的效率,且产生的数字高程模型(DEM)具有相似的精度。     

低速空降风洞试验的关键技术

低速空降风洞试验的一个重要目的是研究伞降人员在离机初期的运动姿态和空间轨迹，考察伞降人员的离机安全性。从不带伞空降风洞试验出发，分析归纳单次出舱和连续出舱空降风洞试验中的一些关键技术，包括试验方法的选取、相似参数的确定、空降模型的设计加工和调整技术、载机支撑方式和支撑干扰的影响、空降模型出舱姿态的控制、空降轨迹捕获和分析技术等。进而初步探讨带伞空降风洞试验的一些特有问题，旨在为进一步发展低速空降风洞模拟试验技术提供支持。