ISO 14950:2004
(Main)Space systems — Unmanned spacecraft operability
Space systems — Unmanned spacecraft operability
ISO 14950:2003 defines the essential properties pertaining to the operation of unmanned spacecraft and defines requirements and guidelines for spacecraft on-board functions in order to enable a specified ground segment to operate the spacecraft in any nominal or predefined contingency situation.
Systèmes spatiaux — Opérabilité des véhicules spatiaux non habités
L'ISO 14950:2004 définit les propriétés indispensables liées à l'exploitation de satellites non habités et précise les exigences et les lignes directrices pour les fonctions embarquées du satellite afin de permettre l'exploitation du satellite à partir d'un segment sol spécifié, dans n'importe quelle situation nominale ou imprévue prédéfinie.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14950
First edition
2004-02-15
Space systems — Unmanned spacecraft
operability
Systèmes spatiaux — Opérabilité des satellites non habités
Reference number
©
ISO 2004
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
0 Introduction . iv
0.1 Spacecraft operation . v
0.2 Spacecraft operability. v
0.3 Conventions . vi
0.4 Guidelines for applicability . vi
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Abbreviated terms. 6
5 Autonomy levels . 7
6 General requirements. 8
6.1 Observability . 8
6.2 Commandability . 8
6.3 Compatibility . 8
6.4 Security . 8
6.5 Safety. 8
6.6 Flexibility. 9
6.7 Efficiency . 9
6.8 Testability . 9
6.9 Applicability matrix. 10
7 Detailed requirements . 10
7.1 Spacecraft observability requirements. 10
7.2 Spacecraft commandability requirements . 12
7.3 Memory management . 14
7.4 On-board processing functions . 15
7.5 Equipment/subsystem-specific requirements . 19
Annex A (informative) Mission constants . 23
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14950 was prepared by Technical Committee ISO/TC 20, Aircraft and space vehicles, Subcommittee
SC 14, Space systems and operations.
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0 Introduction
0.1 Spacecraft operation
The operation of a spacecraft is an activity performed from a mission control centre in order to:
a) ensure availability of mission and science products/services or data;
b) carry out routine housekeeping operations;
c) recover from on-board contingencies;
d) manage on-board resources in order to maximize the provision of products/services and the mission
lifetime.
0.2 Spacecraft operability
The operability is a feature of the spacecraft itself that enables a specified ground segment comprising
hardware, software, personnel, and procedures, to operate the space segment during the complete mission
lifetime of the spacecraft, by using a minimum of resources, while maximizing the quality, quantity, and
availability (or timeliness of delivery) of mission products, without compromising spacecraft safety. The key
factors that determine the operability of a spacecraft are:
a) the ability to control the spacecraft in any nominal or non-nominal scenario in order to maintain the
mission availability;
b) the capability to manage on-board resources and to maximize the mission lifetime;
c) the extent to which its operations are routine and non-hazardous, thus minimizing ground segment
resources for all operations including fault avoidance and correction;
d) the flexibility of the design for spacecraft reconfiguration, including software, in orbit;
e) the reliability of operations and robustness against human error;
f) the simplicity of the space and ground segment required to fulfil the mission requirements and respect the
mission constraints;
g) the autonomous capability of the space systems;
h) the complexity and interdependence of the flight system.
Spacecraft operability can be quantified by the following measures:
the capability to detect abnormal trends or status and the speed of reconfiguration back to an operational
mission to minimize duration of outage;
the number of staff required to operate the spacecraft during the operational phase and to maintain the
ground segment;
the qualification level of staff required to perform operations;
the quantity and complexity of mission-specific knowledge required to perform operations.
Spacecraft operability is an input to total life cycle cost. Increased operability will, in general, decrease
operations and maintenance costs but increase development costs. Thus, specific operability goals should be
determined by careful balancing of costs, risks, and schedules for both procurement and
operations/maintenance.
The key objectives of this International Standard are:
to ensure that a spacecraft operates in a safe and cost-effective manner and may be operated with an
optimized workload;
to facilitate and/or enhance the tasks of preparation for, execution and evaluation of, spacecraft check-out
and mission operations activities;
to facilitate the tasks of spacecraft prime contractors when preparing a proposal in answer to an
international request for proposal (RFP).
This International Standard is written in such a way that technological advances will not invalidate the
International Standard. Thus, this International Standard is not project or machine specific.
The operation of the space segment to meet mission-specific requirements is outside the scope of this
International Standard.
0.3 Conventions
Requirements are identified by an acronym, which indicates the nature/grouping of the requirement, followed
by a serial number, and appear in bold type (e.g. OBSERV-0010). The serial number comprises four digits
starting at 0010 and is incremented by 10 to facilitate configuration control for later versions of the document.
Where a major requirement is broken down into subsidiary requirements, the serial number is extended to
reflect this structure (e.g. TEST-1010.1 would represent the first sub-requirement of requirement 1 relating to
testability). General operability requirements are numbered in the range 0010 to 0999, while detailed
operability requirements are numbered in the range 1010 to 1999.
Some of the detailed operability requirements in Clause 6 are only relevant for a given level of on-board
autonomy. In such cases, the corresponding autonomy level (as defined in Clause 4), is indicated as a super-
C3
script following the requirement ID. For example, FAULT-1100 .
Some requirements introduce quantities for which values cannot be defined across the board but will need to
be defined on a mission-by-mission basis (e.g. time intervals, response times, etc.). These are termed mission
constants and are identified within this International Standard in “<>” (for example, ) and,
where appropriate, typical values may be indicated. These mission constants are also summarised, for
information only, in Annex A.
0.4 Guidelines for applicability
This International Standard specifies a set of general operability requirements and a set of detailed operability
requirements. Many of the detailed operability requirements apply to specific on-board functions. The general
operability requirements are intended to be applicable to spacecraft missions of all classes (i.e. science,
telecommunications, meteorology, Earth observation, geostationary, low-Earth orbiting and interplanetary).
The steps for designing a new mission are normally:
a) the mission constraints are identified (e. g. design constraints, cost constraints);
b) the mission operations concept is developed, including the level of on-board autonomy for routine and
contingency operations;
c) the spacecraft is designed, based on a) and b) above.
The applicability of the detailed requirements in this International Standard should be determined during step
a). As indicated above, some of the detailed requirements are only applicable to a given level of autonomy.
During step c), the mission operations concept and the applicability of the detailed requirements may be
iterated.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14950:2004(E)
Space systems — Unmanned spacecraft operability
1 Scope
This International Standard defines the essential properties pertaining to the operation of unmanned
spacecraft and defines requirements and guidelines for spacecraft on-board functions in order to enable a
specified ground segment to operate the spacecraft in any nominal or predefined contingency situation.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 14620-1:2002, Space systems — Safety requirements — System safety
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 General terms
3.1.1
commandability
ability of the ground to safely control and configure all the equipment and software on-board the sp
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14950
Première édition
2004-02-15
Systèmes spatiaux — Opérabilité des
véhicules spatiaux non habités
Space systems — Unmanned spacecraft operability
Numéro de référence
©
ISO 2004
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
0 Introduction . v
0.1 Opération d’un véhicule spatial. v
0.2 Opérabilité d’un véhicule spatial. v
0.3 Conventions . vi
0.4 Lignes directrices pour l’applicabilité . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Termes abrégés. 6
5 Niveaux d’autonomie . 7
6 Exigences générales. 8
6.1 Observabilité . 8
6.2 Contrôlabilité . 8
6.3 Compatibilité . 8
6.4 Sécurité . 8
6.5 Sûreté . 9
6.6 Flexibilité. 9
6.7 Efficacité . 9
6.8 Aptitude aux essais . 10
6.9 Matrices d’applicabilité. 10
7 Exigences détaillées . 11
7.1 Exigences pour l’observabilité du véhicule spatial. 11
7.2 Exigences relatives à la contrôlabilité du véhicule spatial. 13
7.3 Gestion de la mémoire. 15
7.4 Fonctions de traitement de bord . 16
7.5 Exigences spécifiques aux équipements/sous-systèmes. 21
Annexe A (informative) Constantes de la mission. 25
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14950 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 20, Aéronautique et espace, sous-comité SC 14,
Systèmes spatiaux, développement et mise en œuvre.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
0 Introduction
0.1 Opération d’un véhicule spatial
L’opération d’un véhicule spatial est une activité exécutée à partir d’un centre de contrôle de mission, afin de:
a) garantir la disponibilité des produits/services ou données scientifiques et de la mission;
b) exécuter les opérations de servitude courantes;
c) pallier les imprévus à bord du véhicule spatial;
d) gérer les ressources de bord, afin d’optimiser la fourniture des produits/services et la durée de vie de la
mission.
0.2 Opérabilité d’un véhicule spatial
L'opérabilité est une caractéristique intrinsèque d'un véhicule spatial permettant l'exploitation du segment
spatial pendant la durée de vie complète de la mission du véhicule spatial, à partir d'un segment sol spécifié
comprenant les matériels, les logiciels, le personnel et les procédures, en utilisant un minimum de ressources
et en optimisant la qualité, la quantité et la disponibilité (ou les délais de livraison) des produits de la mission
sans compromettre la sécurité du véhicule spatial. Les facteurs clés définissant l'opérabilité d’un véhicule
spatial sont les suivants:
a) la capacité à contrôler le véhicule spatial dans n’importe quel scénario, nominal ou pas, afin de conserver
la disponibilité de la mission;
b) l’aptitude à gérer les ressources de bord et à optimiser la durée de vie de la mission;
c) le caractère répétitif et non risqué de ces opérations permettant ainsi de minimiser les ressources des
segments sol pour toutes les opérations comprenant la prévention et la correction des pannes;
d) la flexibilité de la conception pour la reconfiguration du véhicule spatial en orbite, comprenant le logiciel;
e) la fiabilité des opérations et la tolérance à l’erreur humaine;
f) la simplicité des segments spatiaux et sol nécessaires pour satisfaire au mieux aux exigences de la
mission et pour en respecter les contraintes;
g) la capacité autonome des systèmes spatiaux;
h) la complexité et l’interdépendance du système de vol.
L’opérabilité du véhicule spatial peut être quantifiée par les mesures suivantes:
la capacité à détecter des tendances ou des états anormaux et la vitesse de reconfiguration au retour
d’une mission opérationnelle pour minimiser la durée de la panne;
le nombre de personnes nécessaires pour faire fonctionner le véhicule spatial pendant sa phase
d’exploitation et pour assurer la maintenance du segment sol;
le niveau de qualification du personnel exigé pour effectuer ces opérations;
l’étendue et la complexité des connaissances pour des missions particulières nécessaires pour effectuer
ces opérations.
L’opérabilité du véhicule spatial est une donnée à prendre en compte dans le coût total du cycle de vie d’un
véhicule spatial. En général, augmenter l’opérabilité réduit les coûts de maintenance et d’exploitation mais
accroît les coûts liés au développement. Aussi convient-il de définir les objectifs propres à l'opérabilité en
maintenant soigneusement l’équilibre entre les coûts, les risques et les calendriers, à la fois pour
l’approvisionnement, l’exploitation et la maintenance.
Les objectifs clés de la présente Norme internationale sont les suivants:
s’assurer que le véhicule spatial fonctionne de manière sûre et rentable et qu’il peut être exploité avec
une charge de travail optimisée;
faciliter et/ou mettre en valeur les travaux de préparation, d’exécution et d’évaluation du contrôle du
véhicule spatial et des activités d’opérations de mission;
faciliter les travaux des maîtres d’œuvre du véhicule spatial, au moment de la préparation d’une
proposition en réponse à un appel d’offres (RFP) international.
La présente Norme internationale est rédigée de telle sorte que les progrès technologiques ne l’invalideront
pas. Ainsi, elle n’est pas propre à un projet ou à une machine.
L'exploitation du segment spatial de manière à répondre aux exigences particulières d’une mission n’est pas
traitée dans la présente Norme internationale.
0.3 Conventions
Chaque exigence est identifiée par un acronyme qui indique la nature et le groupe de l’exigence, suivi d’un
numéro de série en caractère gras (par exemple OBSERV-0010). Ce numéro de série comprend 4 chiffres et
la numérotation commence à 0010. Ce numéro est incrémenté de 10 pour faciliter le contrôle de la
configuration des versions ultérieures du document. Lorsqu’une exigence importante est divisée en exigences
secondaires, un chiffre est ajouté au numéro de série pour refléter la structure (par exemple TEST-1010.1
correspond à la première sous-exigence de l’exigence 1 liée à l’aptitude aux essais). Les exigences
d’opérabilité générales sont numérotées de 0010 à 0999, tandis que les exigences d’opérabilité détaillées
sont numérotées de 1010 à 1999.
Certaines de ces exigences d’opérabilité détaillées définies dans l’Article 6 sont pertinentes uniquement pour
un niveau donné d’autonomie de bord. Dans ce cas, le niveau d’autonomie correspondant (comme défini
dans l’Article 4) est indiqué sous forme d’exposant suivant l’identificateur de l'exigence. Par exemple
C3
FAULT-1100 .
Certaines exigences précisent les quantités pour lesquelles des valeurs ne peuvent être définies dans le
tableau; ces valeurs devront cependant être définies par mission (exemples: laps de temps, temps de
réponse, etc.). Elles sont nommées constantes de la mission et identifiées dans la présente Norme
internationale par des «<>» (par exemple ) et, le cas échéant, des valeurs types
peuvent être indiquées. Ces constantes de mission sont aussi récapitulées à titre indicatif dans l’Annexe A.
0.4 Lignes directrices pour l’applicabilité
La présente Norme internationale spécifie un ensemble d'exigences d’opérabilité générales ainsi qu’un
ensemble d'exigences d’opérabilité détaillées. La plupart des exigences d’opérabilité détaillées s’appliquent à
des fonctions particulières de bord. Les exigences d’opérabilité générales sont destinées à être applicables
aux missions véhicule spatial de toutes les classes (c’est-à-dire science, télécommunications, météorologie,
observation de la Terre, géostationnaire, à basse orbite et interplanétaire).
vi © ISO 2004 – Tous droits réservés
Les étapes de la conception d’une nouvelle mission sont en général comme suit:
a) l’identification des contraintes de la mission (par exemple contraintes liées à la conception, au coût);
b) le développement du concept des opérations de la mission, incluant le niveau d’autonomie de bord pour
des opérations imprévues et de routine;
c) la conception du véhicule spatial selon les étapes a) et b) ci-dessus.
Il convient que l’
...
Questions, Comments and Discussion
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