DIN EN 16603-70-01-2015 Space engineering - On-board control procedures English version EN 16603-70-01 2015《航天工程 随行控制程序 英文版本EN 16603-70-01-2015》.pdf

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1、April 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 18DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%A%v“2300283www.din.deDDIN EN 16603

2、-70-01Raumfahrttechnik Bordseitige Kontrollprozeduren;Englische Fassung EN 16603-70-01:2015Space engineering On-board control procedures;English version EN 16603-70-01:2015Ingnierie spatiale Procdures automatiques de contrle bord;Version anglaise EN 16603-70-01:2015Alleinverkauf der Normen durch Beu

3、th Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 47 SeitenDIN EN 16603-70-01:2015-04 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 16603-70-01:2015) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normun

4、gsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16603-70-01:2015) basiert auf ECSS-E-ST-70-01C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Pr

5、sidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16603-70-01:2015. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z.

6、B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16603-70-01:2015-04 3 Nationaler Anhang NA (informativ) 3 Begriffe und Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieser Norm gelten die Begriffe nach ECSS-S-ST-00-01, ECSS-E-ST-70, ECSS-E-ST-70-31 und ECSS-E-ST-70-41, insbesondere die folgende

7、n Begriffe: Ttigkeit Ereignis Ereignisaufzeichnungsdienst Bodensystem bordseitiger Parameter Betriebsprozedur Raumfahrtprojekt Raumfahrzeug 3.2 Fr diese Norm spezifische Begriffe 3.2.1 Automatisierung Ersatz manueller Operationen durch computergesttzte Mechanismen 3.2.2 bordseitige Kontrollprozedur

8、Softwareprogramm, das fr die Ausfhrung durch eine OBCP-Maschine ausgelegt ist und leicht an Bord des Raumfahrzeugs geladen, ausgefhrt und auch ersetzt werden kann ANMERKUNG: In Abhngigkeit vom Kontext kann sich OBCP auf eine OBCP in Form eines Programm-Quellcodes in Form eines OBCP-Codes beziehen. 3

9、.2.3 OBCP-Code vollstndige Reprsentation einer OBCP in einer Form, die an Bord fr die anschlieende Ausfhrung geladen werden kann ANMERKUNG 1: Bei frheren Missionen wurde ein derartiger Code typischerweise als Token-Code, ausfhrbarer Code oder Bytecode bezeichnet, abhngig von der Implementierung der

10、relevanten OBCP-Maschine. ANMERKUNG 2: Im Zusammenhang mit der Dienstleistung 18 nach ECSS-E-70-41A wird der OBCP-Code als Prozeduren-Code bezeichnet. 3.2.4 OBCP-Maschine Anwendung der bordseitigen Software zur Ausfhrung der OBCPs ANMERKUNG: OBCP-Operationen werden mithilfe von Dienstleistung-18-Fer

11、nsteuerbefehlen nach ECSS-E-70-41 eingeleitet. DIN EN 16603-70-01:2015-04 4 3.2.5 OBCP-Sprache Programmiersprache, bei der der OBCP-Quellcode durch menschliche Programmier angegeben wird 3.2.6 OBCP-System gesamtes Maschinensystem fr die Erstellung (im Bodensystem), Aufwrtsanbindung und bordseitige H

12、andhabung der OBCPs 3.2.7 OBCP-Stufe Abfolge von OBCP-Quellcode-Angaben, die die kleinste Betriebseinheit innerhalb einer OBCP darstellt 3.2.8 bordseitige Software Software, die sich auf einem beliebigen programmierbaren bordseitigen Computer oder Prozessor befindet und durch diesen ausgefhrt wird 3

13、.2.9 Zeitsteuerung Steuerung der Zuordnung der OBSW-Prozessor- (CPU-)Zeit fr die Ausfhrung der verschiedenen OBSW-Funktionen in bereinstimmung mit einem vordefinierten Algorithmus ANMERKUNG: Die OBSW-Funktionen umfassen die OBCP-Maschine und die Ausfhrung der OBCPs. 3.2.10 berlebensmodus Survivalzus

14、tand Konfiguration eines Raumfahrzeugs, in der es fr eine festgelegte Zeitdauer ohne Eingriff des Bodensegments im sicheren Zustand verbleiben kann ANMERKUNG: Der berlebensmodus ist auch allgemein als sicherer Zustand bekannt. Im berlebensmodus sind blicherweise alle nicht wesentlichen bordseitigen

15、Einheiten und Subsysteme abgeschaltet, was entweder der Energieeinsparung oder der Vermeidung der Interferenz mit weiteren Subsystemen dient, und das Raumfahrzeug kann (automatisch) in eine bestimmte Lage in Bezug auf die Sonne gebracht werden. DIN EN 16603-70-01:2015-04 5 3.3 Abkrzungen Fr die Anwe

16、ndung dieser Norm gelten die folgenden Abkrzungen: Abkrzung Bedeutung AIT Baugruppe, Integration und Test (en: assembly, integration and test) AOCS Lage- und Bahnregelungssystem (en: attitude and orbit control subsystem) AR Abnahme-Review (en: acceptance review) CDR kritisches Design-Review (en: cri

17、tical design review) CPDU Befehls-Impulsverteilereinheit (en: command pulse distribution unit) CPU Hauptprozessor (en: central processor unit) DDR ausfhrliches Design-Review (en: detailed design review) EBNF Erweiterte Backus-Naur-Form (en: extended Backus-Naur form) EEPROM elektrisch lschbarer prog

18、rammierbarer Nur-Lese-Speicher (en: electrically erasable programmable read-only memory) EGSE elektrisches Bodendienstgert (en: electrical ground support equipment) FDIR Ausfallerkennung, Isolierung und Wiederherstellung (en: failure detection, isolation and recovery) I/O Eingabe/Ausgabe; Eingang/Au

19、sgang (en: input/output) MCS Missionssteuersystem (en: mission control system) OBAP bordseitige Anwendungsprozedur (en: on-board application procedure) OBCP bordseitige Kontrollprozedur (en: on-board control procedure) OBOP bordseitige Betriebsprozedur (en: on-board operations procedure) OBSW bordse

20、itige Software (en: on-board software) PDR vorlufiges Design-Review (en: preliminary design review) QR Qualifikations-Review (en: qualification review) RAM Speicher mit wahlfreiem/direktem Zugriff (en: random access memory) SDE Softwareentwicklungsumgebung (en: software development environment) SRR

21、Systemanforderungs-Review (en: system requirements review) TRR Review der Testergebnisse (en: test results review) DIN EN 16603-70-01:2015-04 6 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 16603-70-01 January 2015 ICS 49.140 English version Space engineering - On-board control proc

22、edures Ingnierie spatiale - Procdures automatiques de contrle bord Raumfahrttechnik - Bordseitige Kontrollprozeduren This European Standard was approved by CEN on 23 November 2014. CEN and CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions fo

23、r giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN and CENELEC member. This European Standard ex

24、ists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CEN and CENELEC me

25、mbers are the national standards bodies and national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg,

26、 Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2015 CEN/CENELEC All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN nati

27、onal Members and for CENELEC Members. Ref. No. EN 16603-70-01:2015 E EN 16603-70-01:2015 (E) 2 Table of contents Foreword 4 Introduction 4 1 Scope . 6 2 Normative references . 7 3 Terms, definitions and abbreviated terms 8 3.1 Terms from other standards 8 3.2 Terms specific to the present standard .

28、 8 3.3 Abbreviated terms. 9 4 The OBCP concept . 11 4.1 Introduction . 11 4.2 Stakeholders and application areas for OBCPs 11 4.2.1 Stakeholders . 11 4.2.2 Domains of OBCP application . 12 4.3 Types of OBCP . 13 4.4 The OBCP system 14 5 OBCP system capabilities . 17 5.1 OBCP structure 17 5.2 OBCP la

29、nguage capabilities . 18 5.2.1 Introduction . 18 5.2.2 General . 18 5.2.3 Data types . 18 5.2.4 Declarations 19 5.2.5 Assignments . 19 5.2.6 Expressions 19 5.2.7 Flow controls . 20 5.2.8 Waits . 20 5.2.9 External interactions 21 5.2.10 Contingency handling 22 5.3 The OBCP preparation environment . 2

30、2 DIN EN 16603-70-01:2015-04 EN 16603-70-01:2015 (E) 3 5.3.1 OBCP script preparation . 22 5.3.2 Syntax analysis, consistency, dependency and constraint checking . 23 5.3.3 Report generation . 23 5.3.4 Verification and validation . 23 5.3.5 OBCP characterisation 24 5.4 The OBCP execution environment

31、25 5.4.1 Ground capabilities . 25 5.4.2 OBCP monitoring and control 25 5.4.3 OBCP integrity 28 5.4.4 On-board capabilities 28 6 OBCP engineering processes . 33 6.1 Introduction . 33 6.2 Overall management process of the OBCP system 34 6.2.1 Management process 34 6.2.2 OBAP vs. OBSW: criteria and tra

32、de-off analysis . 37 6.2.3 OBOP vs. ground-based operations 38 6.2.4 Trade-off between OBCP engine capability and engineering effort . 39 6.2.5 Overall organization and management 39 6.3 OBCP engineering 40 Bibliography . 41 Figures Figure 4-1 The OBCP system. 15 Figure 5-1: OBCP state diagram 26 Fi

33、gure 6-1: Lifecycles of OBCPs originating from the different domains . 34 Figure 6-2: OBCP management overview 36 Figure 6-3: Synchronisation of OBAP lifecycles with system and OBSW lifecycles 36 DIN EN 16603-70-01:2015-04 EN 16603-70-01:2015 (E) 4 Foreword This document (EN 16603-70-01:2015) has be

34、en prepared by Technical Committee CEN/CLC/TC 5 “Space”, the secretariat of which is held by DIN. This standard (EN 16603-70-01:2015) originates from ECSS-E-ST-70-01C. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by endorsemen

35、t, at the latest by July 2015, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by July 2015. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. CEN and/or CENELEC shall not be held responsible for identifying any

36、or all such patent rights. This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association. This document has been developed to cover specifically space systems and has therefore precedence over any EN covering the same scope but with a

37、 wider domain of applicability (e.g. : aerospace). According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland,

38、 Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom. DIN EN 16603-70-01:2015-04 EN 16603-

39、70-01:2015 (E) 5 Introduction On-board control procedures (OBCPs) have been implemented on an ad-hoc basis on several European missions over the last 25 years, so the validity and utility of the concept has been amply demonstrated. The purpose of the present Standard is to define an OBCP concept tha

40、t can be applied for any mission and which: fulfils the needs of all categories of user (system engineers, on-board software engineers, AIT engineers, operations engineers); ensures that OBCPs have a development lifecycle that is independent of the remainder of the on-board software (OBSW);. conform

41、s with, and extends, existing ECSS monitoring and control standards, namely ECSS-E-70-41 and ECSS-E-ST-70-31. DIN EN 16603-70-01:2015-04 EN 16603-70-01:2015 (E) 6 1 Scope This Standard defines the concept for an OBCP system, identifying the on-board functionality for OBCP execution and the ground fu

42、nctionality for OBCP preparation and subsequent control. This Standard also defines the development lifecycle for OBCPs and identifies the relationships of this lifecycle with the overall space system, and in particular with the other elements of the on-board software. This Standard assumes that mis

43、sions implementing OBCPs are also compliant with ECSS-E-70-41, since a number of services contained therein are invoked in support of the operation of OBCPs and their interaction with the ground. This Standard may be tailored for the specific characteristic and constraints of a space project in conf

44、ormance with ECSS-S-ST-00. DIN EN 16603-70-01:2015-04 EN 16603-70-01:2015 (E) 7 2 Normative references The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this ECSS Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revision

45、of any of these publications do not apply. However, parties to agreements based on this ECSS Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the more recent editions of the normative documents indicated below. For undated references, the latest edition of the publication referred

46、to applies. EN reference Reference in text Title EN 16601-00-01 ECSS-S-ST-00-01 ECSS system - Glossary of terms EN 16603-40 ECSS-E-ST-40 Space engineering - Software EN 16603-70 ECSS-E-ST-70 Space engineering - Ground systems and operations EN 16603-70-31 ECSS-E-ST-70-31 Space engineering - Ground s

47、ystems and operations - Monitoring and control data definition EN 16603-70-41 ECSS-E-70-41 Space engineering - Ground systems and operations - Telemetry and telecommand packet utilization DIN EN 16603-70-01:2015-04 EN 16603-70-01:2015 (E) 8 3 Terms, definitions and abbreviated terms 3.1 Terms from o

48、ther standards For the purpose of this Standard, the terms and definitions from ECSS-ST-00-01, ECSS-E-ST-70, ECSS-E-ST-70-31 and ECSS-E-70-41 apply, in particular for the following terms: activity event event reporting service ground system on-board parameter operations procedure space project space

49、craft 3.2 Terms specific to the present standard 3.2.1 automation replacement of manual operations by computerized mechanisms 3.2.2 on-board control procedure software program designed to be executed by an OBCP engine, which can easily be loaded, executed, and also replaced, on-board the spacecraft NOTE Depending on the context, OBCP can refer to an OBCP in program source code form, or in OBCP code. 3.2.3 OBCP code complete representation of an OBCP, in a form that can be loaded on-board for subsequent execution