[发明专利]一种基于模型的航天器系统自动化测试方法

说明书

本发明公开了一种基于模型的航天器系统自动化测试方法，属于系统测试领域；首先通过形式化的方法建立被测航天器系统的窗口树模型，根据业务流程划分被测航天器系统运行时的行为状态，构建系统行为状态转移图；然后遍历窗口树生成测试用例集，并在被测航天器数字化模型与验证原型系统运行，设置跟踪点，获取系统行为状态并记录状态转移序列，最后通过模型检测算法检查所获得的行为状态转移序列是否遵循状态转移规则，从而自动验证被测航天器系统总体设计以及模块之间的接口设计；本发明采用基于模型的测试技术降低航天器系统测试成本和缩短航天器系统整个研制周期，采用形式化方法和模型检测算法提高了航天器系统测试的质量和准确性。

技术领域

本发明属于系统测试领域，具体是一种基于模型的航天器系统自动化测试方法。

背景技术

航天器系统是一个复杂系统，由控制分系统、测控分系统、电源分系统、导航分系统等许多分系统组成。航天器系统的研制过程是一个涉及多学科而极其复杂的过程。在实际研制中，航天器系统是分发给多个不同的生产厂商研制，然后不同模块、不同分系统集成到一起组成整个航天器系统，测试过程也是各模块、分系统分别测试然后集成到一起再整体测试，其中，集成之后的接口测试至关重要，而且，集成之后的系统测试任务繁重，目前主要依靠人工测试完成，这势必造成航天器的研制成本高、效率低、周期长、研制过程复杂、易出错等问题。

航天器系统也是一类典型的安全苛刻系统，系统功能一旦失效将引起生命、财产的重大损失以及环境可能遭到严重破坏。传统的人工测试、非形式化验证等方法已无法满足如今航天器系统批产化和安全苛刻的需求。

近年来，自动化测试和形式化验证等方法成为了航空航天、交通运输等领域验证和测试其复杂且安全苛刻系统的重要手段。

基于模型的测试(Model-based Testing，简称MBT)通过建立描述系统行为的形式化模型对被测系统进行测试，它可在系统需求和设计阶段建模，尽早发现系统需求或者设计错误，具有提高测试自动化程度、降低测试和研制成本、提高测试效率、缩短测试周期等诸多优势，是目前学术界和工业界用于形式化验证和测试软件系统的重要方法。

国外在航空航天领域广泛采用基于模型的测试技术进行系统验证，国内也逐渐认识到基于模型的测试技术在辅助实物验证、降低研制风险和成本等方面的重要作用，并展开了基于模型的测试与试验相关的技术研究。然而，大多研究专注于对构建软件仿真测试系统和环境的研制，测试也只是在虚拟仪器或者虚拟测试平台上进行，或者是对航天器系统的功能和性能进行基于模型的测试，并没有在系统级对总体设计和接口设计进行形式化建模和自动验证测试。

发明内容

本发明为了降低航天器系统测试成本和缩短研制周期，以及为了提高测试质量和准确性，提供了一种基于模型的航天器系统自动化测试方法。

具体步骤如下：

步骤一、针对某个被测航天器，根据该被测航天器系统的总体设计方案，为每个业务分别构建一个窗口树模型；

首先，梳理分析被测航天器系统的业务流程，针对每一个业务，按照业务功能类别进行细粒度划分，得到若干个组成部分，每一个组成部分又包括若干个操作，每一个操作称为一个api，属于同一个组成部分的若干个api划分为一类，该类中的所有api作为窗口树模型的一个窗口节点。

W是该被测航天器系统的每个业务包括的窗口节点集合，W＝{w₀,w₁,w₂,....w_j,...w_n}，n为整数；w_j表示该被测航天器系统的第j个窗口节点，w_j＝{api_j1,api_j2,...api_jm}，m≥1；w₀∈W为被测航天器系统的启动初始窗口；