第1章 航空航天软件工程现状 111.1 引言：航空航天工业特点 111.1.1 注重安全性 11
1.1.2 标准化 12
1.1.3 复杂性 12
1.1.4 平台多样性 13
1.2 航空航天软件工程过程 131.2.1 需求工程和建模 15
1.2.2 管理安全性和风险 17
1.2.3 处理复杂性 19
1.2.4 设计 19
1.2.5 实现 21
1.2.6 测试、验证和确认 21
1.3 用于航空航天的方法、技术和体系结构 221.3.1 形式化方法 22
1.3.2 软件验证与确认 23
1.3.3 面向服务的体系结构 24
1.3.4 多Agent系统 25
1.4 自主航空航天系统 291.4.1 自主性与自动化 30
1.4.2 自主计算 30
1.4.3 通过适应性建立具有弹性的系统 33
1.4.4 集成飞行器健康管理 34
1.4.5 无人航空器 35
1.4.6 用于自主计算的形式化方法 38
1.4.7 软件工程方面、结论和建议 39
1.5 自主系统的需求工程方法 401.5.1 面向目标的需求工程 41
1.5.2 自主系统需求工程的ASSL方法 42
1.5.3 自主无人航空系统的需求 42
1.6 小结 44
参考文献 45
第2章 ESA系统的自主性需求处理 512.1 引言 512.1.1 自主性和自动化 52
2.1.2 ESA任务的自主性级别 53
2.2 用于航空航天的需求工程、规约模型和形式化方法 532.2.1 需求规约和建模 54
2.2.2 用于自主系统的需求工程 54
2.2.3 一般自主性需求 54
2.3 航天任务的一般自主性需求 572.3.1 航天任务需求分析 57
2.3.2 地球轨道任务 59
2.3.3 行星际任务 66
2.4 机器人系统的控制器体系结构 712.4.1 与自主性相关的体系结构问题 71
2.4.2 机器人系统的控制器体系结构 71
2.5 用于自主性需求工程（ARE）的形式化方法 742.5.1 面向目标的需求工程 75
2.5.2 感知建模 77
2.5.3 ASSL 79
2.5.4 KnowLang 82
2.6 实例研究：规约自主性需求 892.6.1 使用KnowLang处理自主性需求 89
2.6.2 使用ASSL规约Voyager的自主性需求 92
2.7 小结 97
参考文献 98
第3章 自主性需求工程 1013.1 引言 101
3.2 ARE：自主性需求工程 1023.2.1 GAR：一般自主性需求 103
3.2.2 用于ARE的GORE 104
3.2.3 理解ARE 104
3.2.4 从目标到self-*目标 106
3.2.5 记录self-*目标 113
3.2.6 ARE中的变化点和目标满足程度 116
3.3 BepiColombo任务中的航天器 1203.3.1 行星轨道器 120
3.3.2 水星磁层轨道器 121
3.3.3 组合模块（MPO和MMO） 123
3.3.4 转移模块 123
3.3.5 运载航天器 124
3.4 BepiColombo任务的面向目标需求工程 1243.4.1 任务目标 124
3.4.2 环境约束 130
3.5 BepiColombo任务的自主性需求 1303.5.1 对航天任务应用GAR 131
3.5.2 BepiColombo包含Self-*目标的目标模型 137
3.5.3 使用KnowLang规约自主性需求 143
3.6 小结 158
参考文献 158
第4章 自主性需求的验证与确认 1614.1 引言 161
4.2 背景 162
4.3 AdaptiV 1634.3.1 模型检测 164
4.3.2 稳定性科学 166
4.3.3 状态空间缩减 167
4.3.4 高性能计算 167
4.3.5 组合验证 168
4.3.6 运行监视器 169
4.3.7 系统输入 169
4.4 小结 170
参考文献 170
第5章 总结和未来工作 172
附录A UAS认知能力需求 174
附录B Voyager图像处理行为的ASSL规约 177
附录C 使用KnowLang的BepiColombo自主性需求规约 211
缩略语 228
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