Введение. 
Разработка бортового программного обеспечения космического аппарата

бортовой программный космический время.

XX век стал веком освоения космического пространства. После достижения сугубо военной цели — доставки ядерного заряда в любую точку поверхности земного шара — инженеры и ученые устремили свой взгляд в неосвоенные еще человеком области природы — околоземное космическое пространство, Солнечную систему и Вселенную. Начиная с простейших искусственных спутников Земли, в настоящее время свою службу на различных орбитах несут сотни космических аппаратов (КА) различного назначения. Именно благодаря освоению космоса стала возможной спутниковая навигация, глобальное картографирование, ретрансляция сигналов между континентами, точное предсказание погоды и получение принципиально новых знаний в фундаментальных областях науки. Усложнение космической техники и задач, которые решаются с ее использованием, потребовало в свою очередь усложнения и совершенствования вычислительных средств как наземных — для баллистических расчетов и расчетов конструкции, аппаратно-программного моделирования, оперативного управления, так и бортовых средств — средств обеспечивающих целевое назначение КА. Долгое время считалось, что космическая техника должна функционировать по строго расписанным циклограммам работы и управляться разовыми командами. Циклограммы, составленные и выверенные на Земле, и заложенные на борт направляли космическую ракету в плоскости выведения и плоскостях дальнейших орбит, управляли поведением КА, включением и выключением его аппаратуры, переориентацией. В настоящее время данный подход существенно дополнен гибкой функциональностью, предоставляемой бортовыми вычислителями. Циклограммы являются удобным механизмом для выполнения заранее определенной последовательности действий с определенными временными интервалами, но с развитием вычислительной техники на смену системам с жесткой логикой пришли системы управления, построенные на основе цифровых вычислительных машин (ЦВМ). Система управления, построенная на основе бортовой ЦВМ, является гибким и надежным механизмом реализации целевого назначения космической техники. Среди множества задач решаемых БЦВМ, задачи обработки информации, принятия решений и формирования команд управления занимают центральное место и определяют всю специфику работы управляющей системы КА.

На начальной стадии внедрения БЦВМ в космическую технику, различные системы КА, как правило, имели свои автономные вычислительные устройства. Даже качественный анализ позволяет сделать вывод о том, что основным недостатком подобной организации вычислительных средств является ее низкая эффективность. Существует много бортовых задач, решаемых эпизодически или с большим временным интервалом. При решении таких задач коэффициент использования автономной БЦВМ оказывается очень низким[1].

Принципиально новой организацией вычислительных средств на борту, устраняющей указанный недостаток, явилось использование в качестве основного звена управления и обработки информации бортовой цифровой вычислительной системы (БЦВС). БЦВС строится как отказо и сбоеустойчивая система, которая обеспечивает высокую производительность, точность и надежность вычислений.

Процессы, происходящие при полете КА, являются скоротечными, часто непредсказуемыми, и требуют своевременной реакции. Помимо этого запланированные операции управления требуют высокой точности исполнения. Современное развитие аппаратных и программных средств БЦВС позволяет удовлетворить противоречивые требования задач управления бортовой аппаратурой и обеспечить целевое применение КА в процессе эксплуатации.

Программное обеспечение сложной бортовой системы управления может быть реализовано с использованием средств, предоставляемых операционными системами реального времени (ОСРВ). Использование ОСРВ позволяет разработчику программного обеспечения БЦВС на определенном уровне разработки абстрагироваться от аппаратной части КА и сконцентрироваться на решении функциональных задач по управлению космическим аппаратом.