Softwareentwicklung für Weltraumanwendungen

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1 Dipl. Ing. Falk Ahlendorf, Carl-Zeiss Gymnasium,

2 Über Mich Carl-Zeiss Gymnasium, Spezialschulteil Grundwehrdienst,EloKa in Donauwörth Studium an der TU-Ilmenau (Ingenieur Informatik) 2007 Praktikum bei der Jena-Optronik GmbH im Bereich Luftbildkamera (JAS) 2008 Externe Honorar Kraft bei der Jena-Optronik GmbH 2009 Diplom Arbeit bei der Jena-Optronik GmbH im Bereich Luftbildkamera Thema: Validierung und Umsetzung von Filtern zur Bildverbesserung von Zeilenkameras Externer Mitarbeiter bei der Jena-Optronik GmbH Seit 2010 Festangestellter Mitarbeiter bei der Jena-Optronik GmbH 2

3 Über Jena-Optronik Jena-Optronik GmbH Die Jena-Optronik konzentriert sich auf Raumfahrtanwendungen mit operationellem, kommerziellem und wissenschaftlichem Hintergrund: Lageregelungssensoren für Satelliten Optische Instrumente zur Erdbeobachtung Zertifizierung nach EN/AS 9100 Weltweite Ausrichtung mit breiter Kundenbasis Hohes Qualitätsbewusstsein und gut ausgebildete, motivierte Mitarbeiter Starke zukunftsfähige technologische Basis in einem innovativen Umfeld 40 Jahre Erfahrung mit optischen Instrumenten: Von der Erde bis zum All Partner in internationalen und nationalen Projekten 3

4 Lageregelungssensoren Produkte und Anwendungen Zur stabilen und dauerhaften Arbeit von Satelliten Hochpräzise und robuste Sensoren für moderne Lageregelungssysteme Sternsensoren Rendezvous und Dockingsensoren Sonnensensoren Breite Anwendungsbereiche im LEO (Low Earth Orbit < 2000km ) und geostationären Orbit ( km) Anwendungen: Kommunikation, Navigation Erdbeobachtung Infrastruktur, Wissenschaft 4

5 Wo findet man Sternsensoren Sentinel-2 Satellit EADS Astrium EarthCARE Satellit EADS Astrium Bestimmung der Ausrichtung des Satelliten an Hand der Sterne auf 3arcsec (0,00083 ) genau bis zu 10x pro Sekunde 5

6 Funktionsweise eines Sternsensors 1 Bestimmung der Blickrichtung 1. Aufnahme der Sterne 2. Erkennen der Sternkonstellation 3. Berechnen der Blickrichtung Mustererkennung und Vergleich mit dem eingebauten Sternkatalog 3 2 Berechnung der Blickrichtung 8

7 Der Sternsensors ein Computer Ausstattung des Sternsensor Leon 2 SPARC CPU mit 80 Mhz 512kiByte 2MiByte RAM 512kiByte 640kiByte ROM Betriebssystem: ESA Qualifiziertes RTEMS Entwicklungsumgebung Linux mit GCC 4.2 9

8 Prozess der Softwareentwicklung nach ECSS 1. System Engineering Was soll gebaut werden 2. Software Requirements Engineering Was soll die Software können Design der Software Programmieren der Software Modul und Integration Test der Software 4. Software Validation and Acceptance Macht die Software was in 2. festgelegt wurde? Das ist mein Job 3. Software Design Engineering 5. Software Operations Engineering Wie ist die Software zu Nutzen 6. Software Maintenance Fehlerbehebung 10

9 Software Design Software Design Festlegen des Programm Layouts Entwurf welche Programm Module werden gebraucht Was kann wiederverwendet werden i=0 summe=0 Festlegen der Programm Abläufe i<length Yes summe+=wert[i] Festlegen der Interface No Was passiert wann Wie Dokumentation Dokumentation Dokumentation i+=1 Aktivitätsdiagramm 11

10 Software Test Modul Test Integration Test Testen aller Funktionen innerhalb einer Quelldatei Blackbox Modul Test Dem Tester ist der Programm Code nicht bekannt. Er kennt nur die Schnittstelle Findet unbehandelte Eingabefälle Testet nicht unbedingt alle internen Fallunterscheidungen einer Funktion Testen von Größeren Einheiten SW/SW Integration Testen der Software Einheiten ohne Hardware (Algorithmen) SW/HW Integration Testen der Software - Hardware Einheiten (Treiber) Whitebox Modul Test Dem Tester ist der Programm Code bekannt Test aller Fallunterscheidungen einer Funktion Probleme bei komplexen Funktionen 12

11 Software Test Akzeptanz Tests Test jeder einzelnen Funktionen des gesamten Gerätes System Tests Werden für jedes gefertigte Gerät durchgeführt um dessen Funktionsweise sicherzustellen Unit Tester Software 13

12 Unit Tester Live Demo 14

13 Fragen? 15