随着在轨航天器数量的迅速增加和功能的不断增强,航天器应用软件开发的工作量和地面站点日常维护管理航天器的工作量都迅速增大。一方面,如何降低航天器应用软件开发成本,提高软件复用率成为人们关注的重点;另一方面,提高航天器在轨自主运行能力,减少对地面站点的依赖,从而减少地面维护人员,降低运行维护费用也成为急需解决的问题。针对这两个问题,本文在深入研究现有航天器应用软件开发框架的基础上,以欧空局姿轨控子系统软件开发框架AOCS为基础,对其进行改进和扩展,提出了一种航天器自主运行开发框架SASF(Spacecraft Autonomy Software Framework)。SASF框架针对航天器应用软件开发领域通用的问题使用设计模式、接口和构件等技术提供了框架和一组构件,对航天器规划调度、健康管理等自主运行方面的需求也提供了支持。SASF框架分为系统基础部分和自主运行部分,其中系统基础部分为航天器应用软件开发提供各种基础支持,自主运行部分为航天器自主规划调度和自主健康管理提供支持。本文给出了SASF框架的架构和各组成部分的核心设计思想,并详细描述了自主规划调度部分相关的概念、需求和设计。此外,SASF框架对欧空局提出的PUS(Packet Utilization Standard)标准进行支持,提供了对PUS遥控遥测数据包具有解析、生成和执行功能的构件。本文还按照PUS标准中自定义服务的方法,定义了一种任务调度服务。SASF框架针对成像侦察卫星的成像任务给出了具体的任务调度构件。相对于传统的航天控制软件设计方法而言,本文所采用的基于构件的航天器应用软件自主运行开发框架提高了航天器应用软件开发的效率、复用性和重构性。在航天器任务规划调度方面,相对于传统的地面调度方法,本文给出了一个星上自主规划调度的框架。本文在最后还给出了一个使用SASF框架进行星上自主规划调度开发的示例,以此来验证SASF框架的可行性。