NASA的开源软件是什么?NASA的开源软件的详细分析.doc
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1、NASA的开源软件是什么?NASA的开源软件的详细分析随着开源软件技术的迅速发展和影响,各领域各行业的相关共性软件逐渐开放,另一方面也应用开源软件进行系统开发。在航天领域NASA在开源方面走在前列,已开源软件、设计工具达1072个,涵盖航天器整个研制和应用过程。近年来,高性能部组件及高速总线在航天器上的应用,使得卫星计算能力、存储能力都有大幅度提升,星载软件得以有很大施展空间,尤其对卫星小型化、一体化、智能化发展有极大推动作用。本文对NASA的开源软件进行了研究,对部分开源项目做了深入分析,并结合项目需求,开发了基于开源软件的卫星健康状态监视原型系统,同时对未来航天领域开源软件技术的发展趋势及
2、卫星智能化的发展思路进行了探讨。开源软件的迅速发展,逐渐改变了世界开发软件的格局。作为太空探索领域的佼佼者,美国国家航空航天局NASA在2017年3月发布了2017-2018软件目录1,开源了一系列航天相关项目,包括多年使用的设计仿真工具、应用软件和代码库等,大部分可免费使用,如用于与航天器交换大文件的标准工具CCSDS CFDP文件传输协议等。以往论文研究集中在NASA的技术成果转化政策和机制方面,本文从技术角度,对NASA开源软件进行了研究,二次开发实践,并思考了开源技术对软件定义类卫星技术发展,对解决卫星智能化问题有一定的借鉴意义。1NASA开源软件发展概况1.1技术转让计划从1964年
3、开始,一直以尖端的科学技术领先全球的NASA通过设立技术转让计划,开始建立航天技术服务于民生的长效机制,每年都出版一期Spinoff报告,迄今为止,超过2000项技术成功转移到民用领域。NASA在履行好座右铭“我们努力奔向新的高度,为人类福祉而发现未知”的同时,其建立的技术转让计划使得众多中小企业利用NASA科研成果进行创业,新的领域得到广泛应用。在航天领域NASA设立的技术转让计划成为运行良好、效益突出的高技术成果转化机制,加速了科技成果转化。1.21.2 开源进展和目的作为技术转让计划中的一部分,NASA在官网上发布了大量航天项目中的开源软件和工具,目前,一共有1072可用的程序软件,涵盖
4、项目管理、数据和图像处理、电源系统、航天器设计与集成工具、自主系统等15个方面,见图1。这些代码来自NASA Ames、JPL、Jonhson、Armstrong等11个研发中心和机构。NASA的做法有两方面目的,一方面希望通过开源社区同行评审提高代码质量、加速开发,并能收获更多项目改进的建议,另一方面,最大化NASA研究的知名度和影响,同时也将技术转让给企业和个人,用于新的领域发展最新科技。图1 软件目录分类Fig.1 NASA Open Source Software Category2NASA典型开源项目2.1Livingstone2(L2)Livingstone22-3由NASA Am
5、es中心研制,是基于模型的故障诊断和恢复引擎,目的使复杂系统如航天器,不断自主化和智能化,在最少人工干预下,实现系统状态自我感知、诊断和响应非正常状态,尤其是面临硬件故障或未知事件。通过建立一组多层次的定性逻辑模型,通过对比模型预测数据和传感器实测数据来检测和诊断系统故障,实现追踪系统的状态,并根据不同状态给出建议指令实现系统继续运行,原理见图2所示。L2已经在包括X34推进系统和国际空间站等几个试验床上实施和应用,同时也在地球观测卫星1号(EO-1)上进行过飞行试验。图2 L2诊断原理Fig.2 NASA L2 Diagnosis Principle2.2Trick 航天器仿真环境Trick
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