随着航天技术的发展,衡量一个国家空间技术高低的标准已经从“进入空间”的能力转为“利用空间”的能力。而“利用空间”与我们最密切相关的就是对地观测技术。对地观测不仅是国防建设和国家安全的需要,而且对人类生活及生存、自然灾害、资源、气象、生物的多样性方面发挥着巨大作用。全球现在对对地观测都非常重视。卫星一旦入轨,星上所有设备就不再有机会修复,因此卫星上存储的数据的正确性、高可靠性和存储器的长寿命对于卫星完成侦查任务和寿命要求是非常关键的。并且我国目前普遍使用的FLASH型存储芯片存在着对存储器研发非常棘手的问题。针对这些问题,存储器进行面向空间应用的容错设计、高可靠性设计实际是一个硬件和软件协同设计的问题,同时是我国卫星长寿命的一个有意义课题。针对这些问题,本文主要工作如下:深入分析了我国卫星的应用特点,并和国际上卫星技术先进的国家进行应用情况对比。再结合目前国际上存储芯片的发展现状,提出我国卫星用存储器的容错需求、功能需求、应用需求和潜在需求。针对星上存储的实际应用需求,设计了面向空间应用的存储设备的硬件和软件系统,并重点设计了容错策略。硬件设计和软件设计以全面覆盖卫星用户的需求为目标,围绕着提高存储器的可靠性展开可靠性和容错方面的设计,给出了高可靠存储的组成、各个功能模块的作用及具体实现,设计开发了相应的系统软件。容错设计详细描述了多级容错和多种容错的设计思路到可行性方法,包括三模冗余、数据纠错、m取n冗余等,特别是通过软件实现了在轨空间的重构方法,有效地解决了由于我国现有存储器设备一般选用FLASH作为存储芯片而带来的可靠性不足的问题。从三个层面进行了测试。首先针对重构正确性的测试,人为设计了多个测试用例,用来验证重构算法的正确性。第二针对重构的有效性进行测试,将不采用重构技术和采用重构技术的结果进行比对,验证重构算法的有效性。最后针对存储器面向空间应用时面临的实际工作环境,模拟在轨的不同应用环境对存储器进行分别测试,测试了存储器在每个工况下的各项功能和性能指标,测试结果表明,存储器的设计满足要求。本文成果于2016年完成研制,现入轨3个月,未出现过任何问题。