[发明专利]一种用于自主导航软件的可靠性验证及评估方法

说明书

一种用于自主导航软件的可靠性验证及评估方法，通过对星座级自主导航软件运行特点进行识别，自上而下逐层构造面向星座级自主导航软件可靠性测试的星间网络交互剖面，生成星座级自主导航软件可靠性测试用例，分析匹配用例所需运行场景，执行用例并进行软件可靠性评估验证，若满足技术指标要求则停止可靠性测试，否则针对失效缺陷进行修改，再重新设计生成可靠性测试用例，直至软件可靠性满足所分配的指标要求。

技术领域

本发明涉及一种用于自主导航软件的可靠性验证及评估方法，属于卫星导航领域。

背景技术

我国即将完成北斗全球卫星导航系统的组网建设，为了保证系统安全可靠地运行，避免由于自然灾害、人为失误或战争等引起地面系统的损坏或摧毁而造成整个空间系统的瘫痪，北斗全球卫星导航系统设计了星间链路和自主导航，利用星间测距和数据传输功能，实现自主导航。自主导航软件作为卫星系统实现自主导航功能与性能指标的核心，其可靠性是自主导航服务的重要指标，是北斗三号系统安全性的核心保障手段，提高系统战时生存能力。

目前，国外在自主导航领域开展工作的主要包括GPS、Galileo和GLONASS，其中GPS系统是目前唯一实现星座自主导航工程化的项目。国外关于导航星座可靠性的验证未见报道，只有美国GPS在《GPS标准定位服务性能标准》(2008版)中对星座可靠性进行了定义：卫星导航星座的可靠性是指空间信号在规定的时间内满足所要求的功能的能力，包括连续性、完好性和系统可用性。

在国内型号研制过程中，针对军用软件可靠性设计和评估，发布实施了一系列标准规范，主要包括国军标《军用软件开发通用要求》、《军用软件可靠性评估指南》等，以及航天行业标准《航天型号软件开发规范》(QJ3128-2001)、《航天型号软件可靠性与安全性设计要求》(QJA297-2014)等。

自主导航软件在研制过程中严格标准和规范完成产品开发，通过开发方测试和第三方评测，在工厂阶段完成单星和星星地对接测试，发射入轨后完成在轨测试和星地星间联网测试，验证了软件可靠性设计初步是符合要求的。目前，国内针对导航星座自主导航的可靠性验证研究的存在以下不足：1)未形成星座级自主导航软件可靠性测试验证评估解决方案；2)未针对自主导航软件星间交互频繁、严格时序约束、多样任务工况等复杂特征开展用例设计；3)未针对自主导航软件连续长时间运行可靠性开展连续考核测试验证。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，国内针对导航星座自主导航的可靠性验证研究存在诸多不足的问题，提出了一种用于自主导航软件的可靠性验证及评估方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种用于自主导航软件的可靠性验证及评估方法，步骤如下：

(1)进行星座级自主导航软件的运行特点识别；

(2)对运行特点识别完毕的星座级自主导航软件进行可靠性考核判定；

(3)进行星间网络交互剖面构建；

(4)根据步骤(3)构建的星间网络交互剖面，构建测试用例进行测试；

(5)根据测试用例匹配需要的运行场景；

(6)执行测试用例，在执行过程中，若星座级自主导航软件出现不满足步骤(2)中可靠性考核判定条件的情况，则判定本次可靠性测试出现一次失效，记录失效发生时间、失效现象；

(7)在60天可靠性测试结束后，对当前星座级自主导航软件进行定量评估，若当前星座级自主导航软件满足预设的可靠性指标值，则停止测试，否则，根据失效发生时间、失效现象进行缺陷修改，重新设计可靠性测试用例直至满足预设的可靠性指标值为止。

所述步骤(1)中，星座级自主导航软件的运行特点包括星座组网模式、星座节点分布方式、连续导航任务执行过程、星间数据交互特性，进行运行特点识别。