国外航天软件故障原因分析

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1、第21卷第1期航天器工程Vo1．21NO．12012年2月SPACECRAFTENGINEERING89国外航天软件故障原因分析侯成杰(北京控制工程研究所，北京100190)摘要介绍了包括阿里安一5火箭、“火星气候轨道器”、“火星板地着陆器”在内的几个国外航天器和运载器发生的在轨故障，并从技术和管理方面分析了这些故障中与软件相关的原因。针对技术方面，分析了国外航天软件研制过程中在软件需求分析、软件复杂度、软件重用、软件安全性设计准则、质量保证及评审、系统安全性设计、测试及仿真环境缺陷等方面存在的问题；针对管理方面，分析了责任和权力划分、沟通渠道等方面存在的问题。文章最后给出了美国国

2、家航空航天局专家针对这些问题提出的改进建议，提出了针对我国航天软件研制过程的启示和建议，如加强团队之间的沟通，提高评审效率。关键词航天；软件故障；原因分析中图分类号：TP311．5文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．01．016AnalysisonFaultCausesofSpaceSoftwareAboardHOUChengjie(BeijingInstituteofControlEngineering，Beijing100190，China)Abstract：Theaccidentsofseveralspacecraftandroc

3、ketsincludingAriane一5，MarsClimateOrbit—er(MCO)andMarsPolarLander(MPL)areintroduced。andthesoftware—relatedcausesoftheseaccidentsintechnicalandmanagementaspectsareanalyzed．Intechnicalaspecttheproblemsaredescribedinsoftwarerequirementanalysis，softwarecomplexity，softwarereuse，softwaresafetydesign，

4、qualityassuranceandreview，systemsafetydesign，testingandinsufficiencyofsimulationenvironment；inmanagementaspecttheproblemsinassignofrightsandresponsibinties，eommu—nicationschannelsaredescribed．SomesuggestionsofNASAexpertsinresolvingtheseproblemsarelisted，andsomesuggestionsonChinesespacesoftware

5、developmentarepointedout，suchasenhancingthecommunicationamongteamsandimprovingtheefficiencyofreview．Keywords：space；softwarefault；causeanalysis的比例有上升趋势。软件的质量和可靠性已经成为1引言航天型号产品质量和可靠性的关键因素之一，甚至可能直接影响任务的成败。近几年来，国内外航天产品质量稳步上升，发射本文列举了几个典型的国外航天器和运载器在任务连续成功，但是在总装和测试(AIT)过程中仍轨故障情况，重点分析了这些故障中与软件相关的出现了相当数

6、量的质量问题。随着软件在型号中的原因，并在此基础上提出了我国航天软件研制的应用越来越多，涉及软件产品的问题占总质量问题建议。收稿日期：2011—07—25；修回日期：2011—12—21作者简介：侯成杰(1972-)，男，高级工程师，研究方向为软件测试与软件产品保证技术。Email：hcj7210@sina．corn。90航天器工程撰写的事故调查报告，排除了造成事故的其他可能2航天器和运载器故障情况性，得到了“在着陆器着陆前，软件提前(在40m的高度上)向反推发动机发出了关机指令”，是导致事2．1阿里安-501火箭处女航爆炸故障[1]故发生的最有可能的原因。正常的触地速度是1996

7、年6月4日，欧洲阿里安-501火箭发射2．4m／s，但是由于反推发动机提前关机，可能致使40s后在2700m高空偏离航向，爆炸解体。故障登陆器以22m／s的速度冲向火星表面]。其根本报告中认为，根本原因在于“37S后姿态和轨道信息原因在于：软件需求规格说明中漏掉了“在12m高完全丢失”，这是由惯性参照系软件的需求和设计错度以上，不得使用霍尔效应传感器的信号”的需求误造成的。阿里安一5继承了阿里安一4的软件，其中(软件系统需求中有该要求)¨g]，因此未能实现这项包括一些