doi.org/10.35321/term27-08

Terminologi som grund för att bygga ingenjörsmodeller baserade på egenskaper

RICARDO EITO BRUN

Universidad Carlos III de Madrid

SAMMANFATTNING

Satellitoperationer kräver att olika verktyg används tillsammans för att stödja ingenjörsverksamhet och styra rymdfarkosten. Denna kommunikation hanteras av övervaknings- och styrsystemet (MCS), som tar emot telemetridata från rymdfarkosten och skickar telekommandon för att bibehålla satellitens attityd och flygbana. Dessa komplexa system utvecklas som öppna plattformar som kan utökas och anpassas för att stödja uppdragsspecifika krav och mål. Generellt kan man säga att dessa programvaruapplikationer lämpar sig väl för att införa variabilitetsmekanismer på ett strukturerat och planerat sätt, och att deras funktionalitet lämpar sig väl för att analysera genomförbarheten av att tillämpa egenskapsbaserade modelleringstekniker. Denna artikel beskriver hur terminologianalys används för att bygga en egenskapsmodell som stöd för kravanalys för denna typ av programvarubaserade system.

NYCKELORD: teknisk terminologi, egenskapsbaserade modeller, flyg- och rymdteknik, terminologiextraktion

SAMMANFATTNING

Satellitoperationer kräver olika verktyg för att säkerställa smidigt ingenjörsarbete och styra rymdfarkosten. Denna kommunikation hanteras av övervaknings- och styrsystemet (SKS), som tar emot telemetridata från rymdfarkosten och skickar telekommandon för att bibehålla satellitens position och omloppsbana. Dessa komplexa system utvecklas som öppna plattformar som kan utökas och anpassas efter en viss missions krav och mål. I allmänhet kan man säga att dessa applikationer kan användas för att införa variabilitetsmekanismer på ett strukturerat och planerat sätt, och att deras funktionalitet gör det möjligt att analysera möjligheterna att tillämpa egenskapsbaserade modelleringstekniker. I denna artikel beskrivs hur terminologianalys används för att skapa en egenskapsmodell som stöd för kravanalys av denna typ av programvarusystem.

NYCKELORD: teknisk terminologi, egenskapsmodeller, flyg- och rymdteknik, termidentifiering

186

Ricardo Eito Brun

Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models

1. INLEDNING

NASA:s ordlista definierar satelliter som: ”ett fritt flygande objekt som kretsar kring jorden, en annan planet eller solen.” Satelliter är en typ av rymdfarkost som färdas i en regelbunden, tydligt definierad bana runt en annan himlakropps tyngdpunkt (Garner 1996: 4). Sedan uppskjutningen av de första artificiella satelliterna – Sputnik 1 den 4 oktober^th 1957 och Explorer 1 den 31 januari^st 1958 – har ett stort antal satellituppdrag med olika syften genomförts: astronomisk utforskning, tillhandahållande av kommunikations- och navigeringstjänster, jordobservation, spaning och vetenskapliga uppdrag. Satelliter är komplexa flyg- och rymdsystem som består av mark- och rymdbaserade komponenter: rymdfarkosten måste styras av en kontrollenhet på jorden och stå i kontakt med den. I dag är vetenskapliga framsteg och tjänster för användare beroende av satelliter och satellitkonstellationer. Relevanta exempel omfattar Hubble Space Telescope (HST), navigationssystem som GPS (Global Positioning System), GLONASS och det europeiska Galileo, UARS (Upper Atmosphere Research Satellite) eller GOES (Geostationary Operational Environment Satellite). Det totala antalet satelliter som har skjutits upp sedan 1957 – enligt den amerikanska SSN:s² katalog – är nära 18 200; UNOOSA:s 2017 Index of Objects Launched into Outer Space rapporterar 4 635 satelliter som för närvarande kretsar kring planeten, en ökning med 357 satelliter (8,95%) jämfört med föregående år³. Syftet med denna artikel är att visa behovet av att tillämpa terminologihantering och terminologiextraktion för att stödja utvecklingen av funktionsbaserade modeller som organiserar begreppen för att beskriva funktionerna hos de programvaror som används för satellitövervakning och -styrning.

Satelliter klassificeras efter syfte och omloppsbana. Syftet avser de tjänster som satelliten är avsedd att tillhandahålla. När det gäller omloppsbanan skiljer man mellan Low Earth Orbit (LEO), Medium Earth Orbit (MEO) och Geostationary Orbit (GEO). LEO-satelliter – som används för forskning och jordobservation – följer en elliptisk bana; eftersom deras synlighet från markstationer är begränsad lagras data ombord och skickas till marken

¹ Se https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/TRC/laefs/laefs_s.html#satellite [hämtad 2020-08-01].

² US Space Surveillance Network ansvarar för upptäckt, spårning, katalogisering och identifiering av artificiella objekt i omloppsbana kring jorden. Katalogen finns tillgänglig på: https://www.space-track.org/#/ssr [hämtad 2020-08-01].

³ United Nations Office for Outer Space Affairs. Se https://www.pixalytics.com/sats-orbiting-earth-2017/

Terminologija | 2020 | 27

187

markstationer när farkosten blir synlig. GEO-satelliter används för telekommunikation och meteorologiska ändamål; telekommunikationssatelliter tar emot radiofrekvenssignaler (RF) från jorden, förstärker dem, ändrar deras frekvens och sänder tillbaka dem till jorden. De kretsar 36 000 km ovanför ekvatorn (i samma plan), och deras rotation är synkroniserad med jordens rotation, så att de hela tiden befinner sig ovanför samma punkt på ekvatorn)⁴. Liksom satelliter behöver även vetenskapliga uppdrag i djupa rymden övervakning och styrning för telekommandon och mottagning av telemetri.

Satellituppdrag kräver särskilt utbildad personal som utför kontinuerlig övervakning i realtid av satellitens status och position. Uppdragskontroll är den uppsättning uppgifter som drifttekniker utför efter uppskjutningen med hjälp av programvaror, och innefattar datautbyte mellan mark- och rymdsegmenten för att övervaka och styra statusen hos satellitens delsystem ombord. I vetenskapliga uppdrag är det också nödvändigt att ta emot information från satellitens nyttolast och leverera den till slutanvändarna (det vetenskapliga samfundet). Typiska uppgifter under uppdragskontrollen omfattar mottagning och analys av telemetri, sändning av telekommandon och spårning. Telemetri är de data som överförs från satelliten till jorden och som informerar om satellitens och dess delsystems status och tillstånd. Telekommandon är order som överförs från marken till rymdfarkosten för att konfigurera och styra den. (Uhlig, Sellmaier, and Schmidhuber 2015: 232). Spårning och banhållning, även kallat ranging, består av övervakning och bestämning av flygbana och position med hjälp av RF-teknik och signaler.

Ur ett programvarutekniskt perspektiv kräver satellitstyrning olika programvaror och verktyg för flygdynamik, uppdragsplanering, telemetri och sändning av telekommandon, nätverksstyrning och dirigering samt gränssnitt mellan dem. Denna komplexitet har lett till att rymdorganisationer har tillhandahållit olika lösningar. En av de viktigaste milstolparna i utvecklingen av MCS-programvara var ESA:s beslut att låta avdelningen Ground Systems Engineering utveckla och licensiera till den europeiska industrin en uppsättning programvaror som distribuerades under namnet MICONYS^®

⁴ GEO-satelliter är fördelade inom ett begränsat område i rymden. Omloppspositioner tilldelas av International Telecommunication Union (ITU) för att undvika kollisioner, en risk kopplad till frågan om rymdskrot som uppmärksammas allt mer i dag.

188 Ricardo Eito Brun │ Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models

(Mission Control System). MICONYS och dess komponent SCOS-2000® är förmodligen de mest välkända exemplen på ESA:s policy för programvaruutveckling samt innovation och tekniköverföring (Kaufeler, Jones and Karl 2001). SCOS-2000 stöder telekommendering, telemetrimottagning, visning och arkivering. SCOS-2000 var resultatet av den erfarenhet ESA förvärvat genom utveckling och drift av tidigare liknande system: MSSS, SCOS-1 och SCOS-2. I dag utvecklar ESA det nya MCS-systemet, som är avsett att ersätta SCOS-2000 i framtiden. Dess namn är European Ground Systems – Common Core (EGS-CC). I likhet med SCOS syftar projektet till att utveckla en gemensam infrastruktur som stöder övervakning och styrning av rymduppdrag i faserna före och efter uppskjutning, med användning av modern teknik och tjänsteorienterade arkitekturer (Peccioli et al. 2012). Utvecklingen av EGS-CC ligger inte enbart under ESA:s ansvar: europeiska nationella rymdorganisationer (CNES, UK Space Agency och DLR) och industriföretag (AIRBUS Defence and Space, Thales Alenia Space och OHB Systems) deltar i projektet.

Utöver ESA:s projekt finns det andra initiativ med målet att utveckla ett generiskt MCS-programvarusystem. NASA har genomfört liknande projekt, varav de flesta utvecklats internt. Goddard Space Flight Centre utvecklade två system, ITOS och ASIST, för hantering av uppdrag som WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration), EO-1 (Earth Observing 1), ST-5 (Space Technology 5), SDO (Solar Dynamics Observatory) eller LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) (Pfarr et al. 2007).

I samtliga dessa fall handlar det om ett komplext system som måste implementera olika funktioner, vilka kan aktiveras eller inte beroende på satelliten och uppdragets egenskaper. Därför lämpar sig dessa programvaruintensiva system väl för utveckling med produktlinjer och funktionsbaserade modelleringsmetoder, vilka bygger på en tydlig och välorganiserad begreppsstruktur för att förstå domänen och systemets nödvändiga förmågor.

2. FUNKTIONSBASERAD MODELLERING

SOM EN BEGREPPSSTRUKTUR

Funktionsbaserad modellering är en av de metoder som tillämpas inom programvaruproduktlinjeutveckling, en disciplin för att bygga återanvändbara programvaruprogram som blev populär i slutet av nittiotalet. SPLE syftar till att

Terminologija | 2020 | 27

189

bygga återanvändbara komponenter och artefakter som senare kan kombineras för att skapa produkter anpassade till behoven hos en specifik kund och kontext. Erfarenheter av SPLE är väldokumenterade i den professionella och akademiska litteraturen. Capilla (2013) tog upp flera fallstudier där SPLE tillämpades med framgång: Boeing’s operativa, verksamhetskritiska flygprogram för avionik- och cockpitfunktioner, Bosch’s motorstyrningsprogramvara för bensinsystem, Hewlett Packard’s skrivarmjukvara, Toshiba’s utrustning för kraftgenerering och kraftöverföring samt General Motors’ styrprogramvara för drivlinor. Enligt Apel et al. (2013: 9) omfattar fördelarna med programvaruproduktlinjer (SPL) att programvaruprodukter kan anpassas till kundernas specifika behov, att kostnaderna minskar – eftersom en uppsättning återanvändbara tillgångar kan kombineras på olika sätt för att generera nya produkter – samt att kvaliteten och tiden till marknaden förbättras.

Funktioner och funktionsbaserad modellering är relevanta begrepp vid utveckling av SPL. ISO/IEC/IEEE 24765:2010, Systems and software engineering — Vocabulary, ger en allmän definition av features, hämtad från IEEE Std 829:2008 IEEE Standard for Software and System Test Documentation: ”En särskiljande egenskap hos ett systemobjekt. ANM.: omfattar både funktionella och icke-funktionella attribut, såsom prestanda och återanvändbarhet.” Kang and Lee (2013, 28) definierar funktioner som ”abstrakta begrepp som effektivt stöder kommunikationen mellan olika intressenter i en produktlinje och därför är det naturligt och intuitivt för människor att uttrycka produktlinjers gemensamma egenskaper och variation i termer av funktioner.”

Funktioner fyller olika syften i produktidé- och utvecklingsprocessen. De är ett sätt att kommunicera produktens egenskaper och stödja identifieringen av krav; de är också de begrepp som vägleder beslut om utformning och implementering.

Utvecklingen av en produktlinje omfattar två kompletterande livscykler:

• Domänutveckling, och

• Applikationsutveckling.

IEEE 1517-2010-standarden definierar domänutveckling som: ”Livscykel som består av en uppsättning processer för att specificera och hantera en produktlinjes gemensamma egenskaper och variation. Domänutveckling analyserar produktlinjens domän och utvecklar en uppsättning återanvändbara artefakter. Dessa artefakter omfattar programvarukrav, designelement, testfall och

190

Ricardo Eito Brun

Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models

procedurer, användardokumentation etc. Domänanalys kan ses som ett slags kravhantering för hela produktlinjen, inklusive identifiering av förväntad variabilitet. Den viktigaste artefakten som genereras genom domänanalys är funktionsmodellen, som specificerar och beskriver produkterna inom linjen.

Funktionsmodellering är en diagramteknik som introducerades på nittiotalet med metoden FODA (Feature-Oriented Domain Analysis). FODA tillhandahöll primitiva element för att representera strukturella relationer (sammansättning, generalisering och specialisering), valfrihet, alternativ och ömsesidiga beroenden. Metoden granskades senare av olika författare (Kang and Lee 2013: 30–31). Funktionsdiagram är den visuella representationen av funktionsmodeller, där funktioner representeras som rutor i ett hierarkiskt träd. Varje nod har en tillhörande etikett med funktionens namn. Funktionernas hierarkiska placering skapar relationer mellan förälder och barn. Om en underordnad funktion väljs måste även dess överordnade funktion väljas. Diagram kan skilja mellan obligatoriska och valfria funktioner och identifiera vilka kombinationer av funktioner som är giltiga.

Funktionsdiagram kan i synnerhet representera:

Abstrakta funktioner, som används för att organisera funktionerna i trädet men inte är knutna till implementeringsartefakter. De representeras med grå rutor.

Konkreta funktioner, som motsvarar implementeringsartefakter och representeras med vita rutor.

Obligatoriska funktioner, som har en fylld punkt ovanför rutans övre kant.

Valfria funktioner, som har en ofylld punkt ovanför rutans övre kant.

Kravet på att välja endast en av funktionerna under en viss överordnad funktion (exklusivt OR, XOR eller en-av-många). Det representeras med en tom båge vid den överordnade funktionens rutans nedre kant.

Möjligheten att välja mer än en underordnad funktion till en viss överordnad funktion (OR eller några-av-många). Det representeras med en fylld båge vid den överordnade funktionens rutans nedre kant.

Beroenden mellan funktioner, representerade med pilar med textkommentarer.

Terminologija | 2020 | 27

191

Diagrammet nedan visar ett typiskt funktionsdiagram med de konventioner som beskrivits ovan:

Fig. 1. Exempel på funktionsdiagram (Källa: Gargantini 2015)

En funktionsmodell bör innehålla mer information än diagrammet. Apel et al. (2013: 27) anger möjligheten att lägga till följande uppgifter:

”Beskrivning av en funktion och dess motsvarande uppsättning krav.

Relation till andra funktioner, särskilt hierarki, ordning och gruppering.

Externa beroenden, såsom nödvändiga maskinvaruresurser.

Berörda intressenter.

Uppskattad eller uppmätt kostnad för att realisera en funktion.

Etc.”

Utvecklingen av en funktionsmodell för att representera de funktionella egenskaperna hos programvaruapplikationer för satellitkontroll måste utgå från en tydlig förståelse och modellering av de begrepp som utgör domänen. För detta ändamål utgör aktiviteter inom terminologi och terminografi samt identifiering av termer, begrepp och deras relationer grunden för att bygga målmodellen.

192

Ricardo Eito Brun

Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models

3. ARBETSMETODIK

Den föreslagna funktionsmodellen har färdigställts genom att följa dessa steg:

Identifiering och granskning av professionell och akademisk litteratur som publicerats inom området. Detta innefattar att söka information om de tillvägagångssätt som följts i rymdtekniska projekt ledda av organisationer som ESA (European Space Agency) eller NASA (National Aeronautics and Space Administration).

Utveckling av en ordlista baserad på den analyserade litteraturen, med tillämpning av terminologihanteringstekniker för att registrera information om termer, relationer mellan dem, definitioner som identifierats i dokumenten och de sammanhang där termerna används.

Skapande av en funktionsbaserad modell som, med ordlistan som grund, representerar de funktioner som erbjuds av programvaruapplikationer för övervakning och styrning av satelliter.

De indata som användes för att identifiera termer omfattade ett urval tekniska dokument som beskriver den valda produkten: driftsmanualer, vitböcker och utbildningsmaterial. Funktionsmodellen är ett hierarkiskt träd av funktioner som markeras som obligatoriska eller valfria, med beroenden mellan dem. För den analyserade programvaruapplikationen identifierades, utöver valfria och obligatoriska funktioner, ytterligare krav på produktlinjevariabilitet. Särskilt kräver vissa av funktionerna i den analyserade programvaran att befintlig kod skrivs över eller anpassas. Identifieringen av dessa variabilitetsfall gjordes med stöd av experter som arbetar med utveckling och anpassning av denna typ av programvaruapplikation. Personliga intervjuer genomfördes för att samla in den informationen.

Verktyget som valdes för att skapa funktionsmodellen och diagrammen är FeatureIDE⁵. Det är ett verktyg med öppen källkod baserat på Java och Eclipse, utvecklat av medarbetare vid Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Med FeatureIDE går det att skapa en funktionsmodell med en grafisk redigerare, markera funktioner som obligatoriska, valfria eller abstrakta samt bygga det hierarkiska trädet. När funktionsmodellen har byggts kan du skapa olika konfigurationer: urval av funktioner som kommer att användas för att generera målprogramvaran.

⁵ Se https://FeatureIDE.github.io/. Senast kontrollerad: 01-03-2018.

Terminologija | 2020 | 27

193

…tionens källkod. Tyvärr erbjuder verktyget inga funktioner för att hantera termer eller terminologiska enheter, vilket gör det nödvändigt att använda kompletterande verktyg.

Fig. 2. FeatureIDE (skapad av författaren)

4. RESULTAT OCH DISKUSSION

I detta avsnitt sammanfattas en del av featuremodellen för programvaror till uppdragskontrollsystem (MCS). Analysen av de begrepp som extraherats från dokumenten ledde till att systemets funktioner organiserades i följande områden:

Hantering av skrivbord och sessioner, som tillhandahåller funktioner för att logga in, starta en session och starta de olika programmen. Vid hantering av flera satelliter kan användaren växla mellan satelliternas arbetsytor.

Telemetrikedja, som omfattar telemetribehandling, larmhantering och telemetervisning.

194

Ricardo Eito Brun

Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models

Telekommandokedja, som omfattar uplänkning av telekommandon, manuell stack, schemalagd stack och telekommandohistorik.

TT&C/TCR-brygga, som tillhandahåller insyn i och kontroll över gränssnittet mot markstationen för dataflöden för telemetri, kommandon, avståndsmätning (TCR) och antennpekning.

Händelselogg, som registrerar händelser som identifieras under systemdriften och låter operatörer bläddra i och söka igenom hela händelsehistoriken.

Hantering av minne ombord, som tillhandahåller funktioner för att hantera (ladda ned, redigera och uplänka) rymdfarkostens minnesavbild.

Analysen av dokumentationen och termerna ledde till att featuremodeller skapades för dessa systemfunktioner. Det särskilda fallet med telemetrihantering sammanfattas som ett exempel. Det går att se hur definitioner baserade på befintlig litteratur och teknisk dokumentation tillhandahålls för de identifierade funktionerna:

Termen telemetrikedja avser de olika processer som ingår i telemetribehandlingen: mottagning från TT&C, paketering, arkivering och distribution till konsumentprogram:

Telemetripaketering. MCS tar emot telemetrikällpaketen enligt telemetripaketstandarden, lägger till metadata (t.ex. telemetrisystemets kvalitet) och omvandlar dem till ett eller flera interna MCS-telemetripaket. Kriterierna för att generera paket från inkommande data kan variera beroende på satellit, uppdrag och BBE-protokoll.

Kontroll av paketkvalitet. MCS kontrollerar kontinuerligt telemetrikvaliteten med hjälp av kontroller som utförs antingen av TT&C eller av MCS självt. Metadata om telemetrikvalitet läggs till varje internt paket. Beroende på resultatet av dessa kontroller kan paketet klassificeras som lämpligt för behandling (GOOD) eller olämpligt för behandling (BAD). Telemetr bortfall ska också identifieras under processen.

En typisk kvalitetskontroll är kontroll av bildrutornas sekvens, som bedömer om bildrutorna tas emot i sekvens eller inte.

Terminologija | 2020 | 27

195

Händelser utlöses om dessa kontroller inte uppfylls. Operatören kan välja vilket beteende som ska tillämpas när BAD-telemetriramar identifieras (behandla eller kassera dem).

• Kontroller av tidskvalitet. Dessa kontroller verifierar att tiden som TT&C rapporterar för varje telemetridataström och MCS lokala tider inte skiljer sig alltför mycket åt. Skillnaden mellan den aktuella MCS-tiden och tidsstämpeln i telemetriramen (som markstationen anger när ramen tas emot) ligger inom ett konfigurerbart tidsfönster. Händelsemeddelanden utlöses om dessa kontroller misslyckas. Kontroller av tidskvalitet kräver att telemetripaketen tidsstämplas.

• Telemetridekommutering, som extraherar telemetriparametervärden från paketen⁶. Den omfattar parameterextraktion, avkodning av bitar, kalibrering, kontroll av värden utanför intervallet, giltighetskontroll och datering av parametrar.

○ Extraktion av telemetriparametrar lokaliserar och extraherar telemetriparametrarnas råvärden ur paketen. Råvärden är vanligtvis signerade eller osignerade heltal eller flyttal. Denna process är enkel för fast telemetri, eftersom all nödvändig information om parameterns position finns tillgänglig i satellitens MIB, men mer komplex för programmerbar telemetri.

○ Bitavkodning erhåller råvärdet från värdet som kodats i telemetripaketet. I en typisk situation motsvarar råvärdet det som kodats i paketet, men i vissa fall krävs bitbaserade (såsom bitomkastning eller tvåkomplement) eller bytebaserade transformationer.

○ Härledda eller syntetiska parametrar. De hämtas inte från rymdfarkosten, utan härleds algoritmiskt på marken med insamlade telemetriparametrar som operander. De beräknas med formler skrivna i skriptspråk. De beräknas före kalibrering, giltighetskontroller och datering av parametrar.

En särskild typ av härledd parameter är hårdkodade härledda parametrar (HCDP), som skrivs i lågnivåprogrammeringsspråk

⁶ Parametrarna kan vara synkrona (nedlänkade i telemetrin så snart de har samplats ombord) eller asynkrona (inte nedlänkade i telemetrin så snart de har samplats ombord, utan lagrade i minnet ombord och nedlänkade senare). Parametrar samplas och kodas vanligtvis en eller flera gånger per format, med undantag för subkommuterade parametrar, som inte samplas och kodas i alla format, och superkommuterade parametrar, som samplas och kodas flera gånger.

196 Ricardo Eito Brun | Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models

som C++, Fortran eller C. Ändringar av dem kräver att källkoden kompileras om.

o Datering av telemetriparametrar ger parameterproverna ett datum genom att använda tiden för det paket som innehåller dem och lägga till ett offsetvärde enligt specifikationen i satellitens MIB.

o Kontroll av värden utanför intervallet (OOR) analyserar om råvärdet för en telemetriparameter ligger utanför det definierade kalibreringsintervallet. Telemetriparametrar utanför intervallet anges som ogiltiga med kategorin OOR. OOR används för att bedöma telemetriparameterns giltighet och avgöra om dess värde är användbart eller meningslöst.

Dessutom måste parametrar utanför intervallet visas och kvitteras av operatörerna. Andra förhållanden som gör att en parameter kan förklaras ogiltig är att parametern har löpt ut eller – när det gäller härledda parametrar – att de har beräknats med ogiltiga parametrar. Oavsett omständigheterna ska metadata om telemetriparameterns ogiltighet ange orsaken till denna status.

• Kalibrering av telemetriparametrar omvandlar deras råvärden till en form som är läsbar för människor (tekniska eller kalibrerade värden med enheter som motsvarar den fysikaliska storheten). Kalibrering kan utföras med olika metoder:

o Numerisk eller linjär diskret kalibrering: linjär interpolation används utifrån en kalibreringskurva bestående av (X, Y)-par, där X står för råvärdet och Y för det tekniska värdet.

o Textuell, digital eller statuskalibrering: textsträngar kopplas till parameterintervall för råvärden. Textvärden kan hämtas från enskilda diskreta värden eller intervall av sådana. Ett enkelt exempel är statusen PÅ / AV för enheter ombord, som kan erhållas från en enbitsparameter där 0 betyder AV och 1 betyder PÅ.

o Polynomkalibrering: använder ett polynom av högst femte graden för att omvandla råvärden till tekniska värden.

Utan att gå närmare in på de extraherade funktionerna (endast ett urval beskrivs för att visa hur identifieringen av dem kräver ett gediget terminologiarbete) visar nästa diagram de viktigaste funktionerna som identifierats för detta funktionsområde:

Terminologija | 2020 | 27

197

Fig. 3. TM-bearbetning – egenskaper Fig 1: FeatureIDE (skapad av författaren)

5. SLUTSATSER

I denna artikel beskrivs utvecklingen av en funktionsmodell för programvaruapplikationer för satellitkontroll, med tekniska dokument (driftmanualer, vitböcker och utbildningsmaterial) som beskriver funktionerna hos den studerade typen av system som underlag. Det första steget är att

198

Ricardo Eito Brun

Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models

identifiera och extrahera termer genom att granska dokumenten och identifiera definitioner av dem utifrån de sammanhang där de används. Denna termsamling analyseras vidare för att identifiera funktioner, vilka ordnades i funktionsmodellen och diagrammet utifrån funktionella kriterier i tolv huvudkategorier: sessionshantering, hantering av markstationsanslutningar, telemetribehandling, visning av telemetridata, behandling av telekommandon, missionsarkiv med mera.

För varje funktionsområde sammanfattades beskrivningen av huvudbegreppen och de egenskaper som ett programvarusystem måste stödja, och representerades i funktionsdiagram som skapats med verktyget FeatureIDE. Definitionerna och användningssammanhanget utgjorde också grunden för att fastställa sambanden mellan funktionerna och identifiera möjligheter till variabilitet. Tre huvudsakliga orsaker till variabilitet identifierades:

Missionsspecifika konfigurationsparametrar hanteras vanligtvis med offentliga konfigurationsfiler.

Val av valfria funktioner beroende på missionstypen: exempelvis positionsbaserade telekommandon, som är typiska för LEO-satelliter för jordobservation.

Anpassning av de missionsspecifika tjänster som utökar de grundläggande tjänster och funktioner som definieras i telemetri- och telekommandostandarder som PUS.

Arbetet visar behovet av att tillämpa terminologirelaterade metoder för att samla in, analysera och dokumentera termernas betydelse samt extrahera samband som senare kan användas för olika ändamål. För funktionsbaserade ingenjörsmodeller utgör termer grunden för att entydigt beskriva programvarans och systemens funktioner och identifiera komplexa systems egenskaper. En konsekvent användning av termer behövs också för att säkerställa att de olika aktörer som deltar i efterföljande ingenjörsuppgifter (design, implementering, testning med mera) har en gemensam förståelse av systemfunktionerna och därmed undviker fel som orsakas av en bristfällig definition av det domänområde som systemet är avsett att stödja.

REFERENCES

Apel et al. 2013: Feature-Oriented Software Product Lines: Concepts and Implementation, Berlin: Springer.

Capilla Rafael 2013: Variability Scope. – System and Software Variability Management: Concepts, Tools, and Experiences, Berlin: Springer, 43–56.

CCSDS 520.0-G-3 (Mission operations services concept), December, 2010.

Clements, Paul C. and Northrop Linda M. 2002: Software Product Lines: Practices and Patterns, Boston: Addison-Wesley Professional.

Gargantini Angelo 2015: Generating Tests for Detecting Faults in Feature Models. – 2015 IEEE 8th International Conference on Software Testing, Verification and Validation, ICST 2015 – Proceedings.

Terminologija | 2020 | 27

199

Garner John T. 1996: Satellite Control: a Comprehensive Approach, Chichester: John Wiley and sons, xv.

Jones, M.; Srensren E. M. and Wolff T. 1993: “A review of mission planning systems”. – IPL SpaceOps 1992: Proceedings of the Second International Symposium on Ground Data Systems for Space Mission Operations (SEE N94-23832 06-66), 219–224. Available at: https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19940019393

Kang Kyo-Chul and Lee H. 2013: Variability Modelling. – System and Software Variability Management: Concepts, Tools, and Experiences, eds. R. Capilla, J. Bosch and K. C. Kang, Berlin: Springer, 25–42.

Kaufeler J.-F., Jones M., Karl H.-U. 2001: Promoting ESA Software as a European Product: The SCOS-2000 Example. – ESA Bulletin 108, 72–77.

Pecchioli Mauro et al. 2012: Objectives and Concepts of the European Ground Systems Common Core (EGS-CC). – SESP 2012: Simulation and EGSE facilities for Space Programs, ESTEC Noordwijk, 25–27 September. Available at: http://www.egsc.esa.int/downloads/20120925_SESP_2012_egsc_objectives_and_concepts.pdf.

Pfarr Barbara et al. 2007: Proven and Robust Ground Support Systems – GSFC Success and Lessons Learned. (2008). – IEEE Aerospace Conference, paper # 1219, version 6. Available at: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080045437.pdf

Uhlig Thomas; Sellmaier Florian and Schmidhuber Michael 2015: Spacecraft Operations, Wien: Springer.

TERMINOLOGIJA KAIP INŽINERINIŲ POŽYMIŲ MODELIŲ KŪRIMO PAGRINDAS

S a n t r a u k a

Paly dovai yra erdvėlaiviai, kurie skrieja aplink kito dangaus kūno gravitacijos centrą pastovia, aiškiai apibrėžta orbita (Garner 1996: 4). Nuo pirmųjų dirbtinių palydovų paleidimo – „Sputnik 1“ 1957 m. spalio 4 d. ir „Explorer 1“ 1958 m. sausio 31 d. – buvo paleista daug palydovų misijų, kuriomis siekta skirtingų tikslų: astronominiai tyrimai, komunikacinių ir navigacinių paslaugų teikimas, Žemės stebėjimas, žvalgyba ir mokslinės misijos. Palydovai turi būti valdomi Žemėje esančiu valdymo elementu ir palaikyti su juo ryšį. Šį ryšį valdo Stebėjimo ir kontrolės sistema (SKS), kuri gauna telemetrinius duomenis iš erdvėlaivio ir duoda telekomandas, kad palaikytų palydovo padėtį ir skriejimo trajektoriją. Galime teigti, kad šios taikomosios programos gali būti naudojamos norint struktūruotai ir planuotai įdiegti variantškumo mechanizmus, o jų funkcionalumas leidžia analizuoti požymių modeliavimo metodikų pritaikymo galimybes.

Požymiai yra naudojami norint perduoti produkto charakteristikas ir palaikyti reikalavimų nustatymą. Jie taip pat naudojami priimant projektavimo ir įgyvendinimo sprendimus. Straipsnyje aprašomas požymių modelio sukūrimas remiantis šios srities profesinės ir akademinės literatūros apžvalga, žodynėlio, nurodančio ryšius tarp terminų, sudarymu ir požymių modelio, apimančio taikomųjų palydovų stebėjimo ir kontrolės programų funkcijas, sukūrimu. Įvesties duomenys, skirti identifikuoti terminus, apėmė techninių dokumentų, aprašančių pasirinktą produktą, pogrupį: valdymo vadovus, baltaisias knygas ir mokomąją medžiagą. Požymius nurodančios sąvokos ir terminai yra išdėstyti hierarchinės struktūros principu, o tarpusavio sąsajoms naudojamas FeatureIDE įrankis.

Gauta 2020-09-07

Ricardo Eito Brun Universidad Carlos III de Madrid Calle Madrid, 126, 28903 Getafe, Madrid, Spain E-mail [email protected]

200

Ricardo Eito Brun | Terminology as the Basis for Building Engineering Feature-based Models