星载姿轨控软件仿真测试系统研究

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1、星载姿轨控软件仿真测试系统研究第1章前言1.1选题的背景目前，嵌入式软件花在测试的时间要比花在编码的时间多很多，随着编程和测试水平的提高而不断下降。通常情况下，嵌入式软件对安全性、可靠性和实时性的要求较高，嵌入式软件如果在安全可靠性上缺失可能会产生灾难性的后果，且由于硬件生产的高消耗性也会产生重大的经济损失。而航天型号的软件对安全性和可靠性的需求则更大，这就要求对嵌入式软件进行严格反复的测试和验证。随着航天型号任务的增加，越来越多的各种航天型号嵌入式设备投入运行，其中星载计算机姿轨控嵌入式软件的地位相当

2、重要，它关系到卫星在太空中姿态和轨道的控制，所以对星载计算机姿轨控嵌入式软件的测试显得非常必要，而星载计算机姿轨控嵌入式软件测试平台的选择则最为重要。航天软件产品的质量直接影响各类航天产品的发射、运行或控制，更关系到国家安全、国家利益和企业的生存以及航天员的生命安全。在航空航天领域，由于软件设计的缺陷或错误，造成质量事故的案例也是屡见不鲜。[13]航天器的高科技性、.难于在轨维护和特殊的空间环境，决定了它的高风险。[17]1996年6月4日，欧洲航天局发射的一架未载人的阿丽亚娜5号火箭，在发射升空40秒

3、钟之后发生了爆炸。这架造价70亿美元的火箭项目是10年研发后的首次发射，损毁的火箭和货仓就价值5亿美元。事故调查委员会两个周后给出了爆炸的起因，是由于惯性参考系统的一个软件错误引发的。航天发射讲求万无一失，因为一点点的软件失误和缺陷就会招致前功尽弃、功亏一篑的后果。人类探索太空的事业是值得用生命去冒险的，但是在我们向献身航天的英雄们致敬的同时，需要意识到自己肩上有一份责任，使航天成就的代价减到最少，由此可见软件测试对于保证软件质量是极其重要的。..1.2论文的国内外研究现状嵌入式软件测试，不仅需要考虑软

4、件本身，还需要考虑和硬件部件的紧密关系。嵌入式软件拥有嵌入性、实时性和安全可靠性要求高等特点，这极大地增加了嵌入式软件测试的复杂度和困难程度。上世纪七十年代，国外幵始对嵌入式计算机软件测试进行研究，一开始只关注了单个的系统软件测试方法。嵌入式软件测试一直落后于通用软件测试，直到R.L.Glass开始关注这一现状，并提出一些建设性的意见和解决方案。此后，国外的许多研究机构也开始进行大量研究，重点关注嵌入式系统软件的嵌入性、实时性和高安全可靠性等问题，嵌入式系统软件的测试慢慢得以发展。[15]国防科技上运用

5、嵌入式系统软件比较多，不少发达国家认识到其测试的重要性，在国防嵌入式系统软件的测试做了深入的研究，强大地科研团队和巨额资金投入到了嵌入式系统软件平台仿真的领域，并建立和推行了通用的测试标准。⑴随着嵌入式系统软件的复杂程度大幅度的提高，软件开发中出现错误或缺陷的机会越来越多。同时，人们对软件质量的要求越来越高，特别是一些涉及人身生命安全的应用领域，如航空航天、核电站等，其中的软件质量受到了空前的关注。[2]国内嵌入式软件仿真平台的发展才刚刚起步，上世纪九十年代，嵌入式软件测试技术和测试工具的研究开始被应用

6、于基于研究目的开发的测试系统，一些商业化的嵌入式系统测试平台由于投入巨大而无人问津。中国航天软件测评中心采用半物理仿真和全数字仿真技术创建仿真测试平台，在航天嵌入式系统软件测试过程中发挥重要作用。特别是载人飞船和天宫系列飞行器的成功飞行，表明仿真测试平台应用在航天领域取得巨大成功。.第2章软件测试的基本理论与测试平台方案选择2.1概述本论文按航天软件工程实施方案的要求，采取理论结合实践的方法，开展了一系列设计工作。根据某卫星姿轨控计算机软件需求及任务书的要求，编写了搭建该姿轨控计算机软件动态测试平台的设

7、计方案。通过查阅姿轨控计算机软件的外部接口协议，了解测试平台的外围仿真功能实施的可行性。从实际需求出发，充分利用单位现有的测试平台，吸取经验，深入了解本论文软件测试平台的需求，搭建一个完整的姿轨控计算机软件测试平台。2.2软件测试的基本概念在计算机技术发展的早期是没有软件测试这样一个独立的专业的，主要是由于当时软件的设计受硬件条件的制约都比较简单、应用范围也很有限，软件设计人员对软件测试的重要性和系统性的认识也没有达到足够的高度。随着软件技术的发展，软件应用范围的逐步扩大，软件测试也越来越被重视并得以发

8、展起来。国外发达国家的软件测试起源于20世纪60年代，以代码调试为主;70年代，以演示软件系统的正确性为主;80-90年代中期，在测试软件正确性的基础上开始检查程序中隐藏的错误；90年代以后，发展为更注重软件质量特性的整体评估。我们为什么要测试呢？两个主要原因是：对质量和可接受性作出判断，以及发现问题。我们进行测试是因为，是因为知道我们很容易犯错误，特别是在软件领域和软件系统中。[11]软件测试就是对软件按设计的需求进行操作，发现错误并指出