Метод мультиверсионного программирования для обработки телеметрической информации малых космических аппаратов
Автор: Ефремова С.В.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 3 т.24, 2023 года.
Бесплатный доступ
Программное обеспечение является ключевым элементом, обеспечивающим функционирование любой современной сложной технической системы. Одной из таких систем являются группировки космических аппаратов и связанные с ними комплексы наземного управления, обеспечивающие прием, передачу и обработку телеметрической информации (ТМИ). Сбор и обработка информации в системах телеметрии обеспечивают процесс управления как самим космическим аппаратом (КА), так и установленным на нем научным оборудованием. При этом телеметрические данные, принимаемые наземными комплексами управления (НКУ) представляют собой огромные объемы данных, обработка которых является сложной и трудоемкой задачей. Для решения этой проблемы используются различные методы автоматической обработки данных. Их совершенствование является ключевым фактором обеспечения отказоустойчивости бортового программно-аппаратного комплекса и повышения его надежности. Среди существующих методов обработки информации, нашедших широкое применение в исследуемой области, можно выделить метод мультиверсионного программирования (МВП). Мультиверсионное программирование прочно закрепилось как эффективный метод повышения надежности программного обеспечения и создания отказоустойчивых систем. С момента своего возникновения в 1970-е гг., данный подход также ассоциируется с надежностью программных систем для аэрокосмической отрасти, в том числе наземных пунктов управления космическими аппаратами. В настоящей работе рассматривается применение данного подхода для обработки телеметрической информации, поступающей с малых космических аппаратов. Автором рассмотрен вопрос критики МВП подхода в научной литературе в части его применимости для задач обработки ТМИ.
Мультиверсионное (n-версионное) программирование, программная избыточность, малый космический аппарат, телеметрическая информация, надежность программного обеспечения
Короткий адрес: https://sciup.org/148328175
IDR: 148328175 | DOI: 10.31772/2712-8970-2023-24-3-436-449
Список литературы Метод мультиверсионного программирования для обработки телеметрической информации малых космических аппаратов
- Tröger P. Dependable Systems Software Dependability. 2010.
- Avizienis A. The methodology of n-version programming //Software Fault Tolerance. 1995. Vol. 3. P. 23-46.
- Hatton L. N-version design versus one good version // IEEE Software. 1997. Vol. 14, №. 6. P. 71-76.
- Царев Р. Ю. Среда исполнения мультиверсионного программного обеспечения // Программные продукты и системы. 2007. № 2. С. 29-30.
- Solving navigation-temporal tasks in different coordinate systems / V. E. Chebotarev, V. V. Bre-zitskaya, I. V. Kovalev et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. P. 022029.
- Development of methods for equivalent transformation of gert networks for application in multiversion software / M. V. Saramud, P. V. Zelenkov, I. V. Kovalev et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. P. 012015.
- Applying filtering for determining the angular orientation of spinning objects during interference / I. N. Kartsan, A. E. Goncharov, P. V. Zelenkov et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. P. 012020.
- Карцан И. Н., Ефремова С. В. Мультиверсионная модель программного обеспечения систем управления космическим аппаратом с ранжированием принятия решения // Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. Т. 22, № 1. С. 32-46.
- Эффективность радионавигационных систем / И. Н. Карцан, К. Г. Охоткин, Р. В. Карцан, Д. Н. Пахоруков // Вестник СибГУ. 2013. № 3 (49). С. 48-50.
- Карцан И. Н. Наземный комплекс управления для малых космических аппаратов // Вестник СибГУ. 2009. № 3 (24). С. 89-92.
- Ковалев И. В., Царев Р. Ю. Многоатрибутивная модель формирования гарантоспособного набора проектов мультиверсионных программных систем // Вестник НИИ СУВПТ. 2001. Вып. 7. С. 129-137.
- Карцан И. Н., Ефремова С. В., Горовой Д. С. Применение процедуры topsis в интересах оптимизации системы управления // Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления: сб. материалов VI Всеросс. науч.-практ. конф. М., 2021. С. 436-445.
- Efremova S. V., Kartsan I. N., Zhukov A. O. An ordered ranking multi-attributive model for decision-making systems with attributes of control systems software // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. P. 12068.
- The hardware and software implementation of the adaptive platform for an onboard spacecraft control system / I. N. Kartsan, A. O. Zhukov, A. O. Platonov, S. V. Efremova // Journal of Physics: Conference Series. 2019. P. 33071.
- Formation of optimal composition of the modules of single-function multiversion software for automated control system of the satellite communication system / V. I. Kudymov, V. V. Brezitskaya, P. V. Zelenkov et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018. No. 450 (5). P. 052009.
- Choice of optimal multiversion software for a small satellite ground-based control and command complex / I. N. Kartsan, S. V. Efremova, V. V. Khrapunova, M. I. Tolstopiatov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018. No. 450 (2). P. 022015.
- Карцан И. Н. Мультиверсионное программное обеспечение бортового комплекса управления с генетическим алгоритмом // Решетневские чтения: материалы XXI Междунар. науч.-практ. конф. (08-11 ноября 2017, г. Красноярск). Красноярск: СибГУ им. М.Ф. Решетнева, 2017. Т. 1. С. 372-373.
- Subasi N., Guner U., Ustolgu I. N-version programming approach with implicit safety guarantee for complex dynamic system stabilization applications // Measurement and Control. 2021. Vol. 54(3-4). P. 269-278.
- Knight J., Leveson N. A large scale experiment in N-version programming // Proc. Of Ninth Annual Software Engineering Workshop. 1984.
- Spatial filtering algorithms in adaptive multi-beam hybrid reflector antennas / V. N. Tyapkin, I. N. Kartsan, D. D. Dmitriev, A. E. Goncharov // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2015 - Proceedings. 2015. P. 7147244.
- Phase methods for measuring the spatial orientation of objects using satellite navigation equipment / Y. L. Fateev, D. D. Dmitriev, V. N. Tyapkin et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2015. P. 012022.
- Goseva-Popstojanova K., Grnarov A. Performability and reliability modeling of n version fault tolerant software in real time systems // EUROMICRO 97. Proceedings of the 23rd EUROMICRO Conference: New Frontiers of Information Technology (Cat. No. 97TB100167). IEEE, 1997. Р. 532-539.
- Carden F., Jedlicka R., Henry R. Telemetry Systems Engineering. Boston and London: Artech House, 2002.
- Bin S., Hua W., Yu-jie Y., Hui-fen D., Juan Z. A universal spacecraft telemetry data processing model based on MCP // 2nd IEEE International Conference on Computational Intelligence and Applications (ICCIA). Beijing, China, 2017. P. 12-15.
- Manyak G. Fault tolerant and flexible cubesat software architecture. California Polytechnic State University, 2011.
- Карцан И. Н., Скрипачев В. О. Оптимизация отказоустойчивого программного обеспечения // Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления: сб. материалов V Всеросс. науч.-практ. конф. 2020. С. 337-341.
- Карасева М. В., Карцан И. Н., Зеленков П. В. Метопоисковая мультилингвистическая система // Вестник СибГУ. 2007. № 3 (16), С. 69-70.
