BDS地面软件可靠性分析验证技术探究

BDS地面软件可靠性分析验证技术探究

李柯 贺娟荣 马万

西安黄河机电有限公司 陕西西安 710043

摘要：BDS是由中国自主研发的全球卫星导航系统，可以进行精确的定位、便捷的导航和授时服务，极大程度上便捷了人们的出行，在导航区域可以将定位精确到分米厘米，满足了国家的经济发展需要和人民的生活需要，BDS系统秉持着自主、开放、兼容、渐进的原则为我国的发展与建设提供了良好的保障。越来越多的领域以及地区开始采用这一技术，BDS地面软件是卫星导航系统精确度的核心，也是对卫星导航系统平稳运行的有力保障，一旦BDS地面软件出现问题，将会造成严重的损失，导致最后的任务失败，因此，本文将针对BDS地面软件的可靠性进行分析，并从整个系统的设计，以及用户的需求和代码等层面进行阐述，说明BDS地面软件可靠性的检验方法，以保障我国北斗卫星导航系统的平稳运行。

关键词：软件可靠性；分析验证技术；北斗卫星导航系统；地面控制管理软件

引言：

随着我国经济的不断发展和进步，技术水平也在随之提高。卫星导航系统为人民服务需要极高的精确度和及时性，该项技术也越来越多的步入其他领域中，如军事领域和地理科研，由此可见卫星导航系统在我国经济建设中的重要作用。其中，BDS地面软件是控制其卫星导航系统精确度何其平稳运行的核心，如果正在使用时发生了失效，那么将造成不可估量的危害，所以BDS地面软件的可靠性十分关键，同时也对BDS地面软件也有着非常高的要求，正常在对软件进行测试时，首先会对软件的代码进行检测，代码没有问题之后再对其运行工作进行检测。但是软件的分析验证则是贯穿于软件生产的始终，可以从软件设计、顾客需求和其代码实现等几个阶段进行独立测试，以保证我国BDS地面软件的可靠性，为我国卫星导航系统提供持久的保障。

一、BDS 地面软件可靠性分析验证研究

在质量管理方面，BDS地面软件可以采取软件工程的方法，提高软件的质量，对于软件的各个方面，有一个严格的把关，对BDS地面软件进行测试，可以发现其存在的设计缺陷以及考虑不足的地方。目前对BDS地面软件进行测试可以提高其可靠性，更好的升级系统满足客户的需求，以及对设计之初考虑不周的地方进行更改，经过不断的测试来明确失效模式以及一旦BDS地面软件失效后，会带来的影响，更加明确失效原因，提出更好的解决方法，为BDS面软件的升级和稳定运行提供保障。

二、可靠性分析验证方案设计

首先，可以从系统需求设计带源码等四个方面来对软件进行可靠性的分析，整个分析方案有三个层次。系统层文档分析包括接口文件、技术要求、系统规格说明和系统设计说明，需求层、设计层文档分析包括软件需求规格说明，软件详细设计说明，代码层包括关键代码分析和关键代码静态测试。共有四个工作阶段，每个工作阶段都要遵守相应步骤。在软件背景介绍方面，要求软件研发设计人员介绍研发背景，和其主要技术。在项目组制定可以实施的方案方面，应该由专业人员进行审核，在反复检测后形成初步审稿，在审核用过之后才可以对软件进行可靠性分析。在四个层级可靠性分析方面，需要软件的系统层，和客户对于软件的需求层，软件生命周期和使用的设计层以及代码层进行检验和分析。在制定规范方面，应该根据相关规章制度来进行设计和操作，严格遵守《软件研制总结报告》来进行验收，如果审核没有通过那么需要按评审的总结数据重新进行分析，不断修改直到通过检测和审核。
三、系统层可靠性分析验证
系统层可靠性分析可以从任务分析系统、运行模式分析和失效模式分析以上三个方面进行验证。从任务分析方面，需要验证系统所执行的任务是否合理，任务的划分以及接受输出是否划分明确。在系统运行模式分析方面，会在程序执行任务时，检查其技术和可靠性是否具有一致性，是否为任务的正确执行创造条件。在失效模式分析方面，会对系统失效进行原因的追溯，不断的探索解决问题的新方法新方案。失效模式可以自下而上的寻找故障在系统中的传播路径，并且对故障进行实时监控，对失效出现的严重程度进行等级划分。

四、需求层可靠性分析验证

需求层可靠性的分析，可以让软件运行的接收和输出更加的明确，可以对软件的关键功能进行完整性和正确性的测试，可以将要求细化为软件的正确性与完备性，从而对事件发生的严重等级进行划分，BDS地面软件需求层次检测可以采用三种方法，从内容的完整性与统一性来进行分析，软件的系统功能、连接口处性能和软件的可靠性是否可以达到国家软件工程的相关标准，是否与说明书以及任务书相统一，对产品以及系统的文字说明是否完整清晰。
从软件运行的模式来看，可以分析其储存路径，和软件在运行模式下是否有正确执行任务的能力，以此为数据来分析，软件关键模式和控制模式相互转换的输入。从输入链路失效影响分析，可能是因为在输入链路上发生了故障，所以对失效处理的不及时，从而为危险的产生留下了导火索。

五、结束语

本文对BDS地面软件的可靠性进行了分析，从系统设计和软件的具体研究内容核心技术进行了简要的说明，分别从系统层，需求层，设计层等几个方面测试检验BDS地面软件系统的可靠性，针对其产生的不同问题提出解决方法，为我国卫星导航系统的平稳运行提供了保障。

参考文献：

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[2] 辛洁, 王冬霞, 郭睿. 卫星导航系统星地协同运行模式及可靠性研究[J]. 系统工程理论与实践, 2020, 40(2): 520-528.

[3] 林海. 卫星地面站软件可靠性设计与测试技术研究与应用[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2008.