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阶段D的目的是组装、集成、验证、确认和发射系统。这些活动关注进行飞行准备状态评审/使命任务准备状态评审的前期准备。相关活动包括系统组装、集成、验证及确认，包括在留有余量的预设环境中进行飞行系统试验。其他活动包括更新运行使用规程，对系统运行使用人员和承担空间飞行任务的宇航员进行培训和安排演练，包括后勤保障和备件计划的实施。对于空间飞行项目，活动的重点随后转移为发射前的产品集成及正式发射。在这个阶段，系统工程师参加所有方面的工作，包括解答疑问、提供咨询、处理难题、评估系统验证和确认相应试验的结果，确保验证和确认结果满足客户的期望和应用需求，还包括为决策者做出项目是否继续进行的决策提供辅助信息。
阶段D的活动在阶段A就已经规划制定。对于信息技术类项目，可参见NASA的《信息技术系统工程手册》。这些规划的活动应当尽可能早地实行，因为在这个阶段中任何变更都可能代价昂贵。阶段D最终形成能够实现其设计目标的系统。
空间飞行阶段D：系统组装、集成、试验和发射
目的
组装和集成产品（硬件、软件和人员）并建立系统，同时建立本阶段成果能够满足系统需求的信念。实现系统发射并准备投入运行使用。进行系统最终产品的组装、集成和试验，然后交付使用。
典型活动及其产品
●评审并更新在之前阶段已确定控制基线的文档。
●根据计划监控项目进展。
●辨识风险并进行更新风险评估结论。
●根据集成计划将部件集成/组装为系统。
●在组装的同时，根据验证和确认计划与规程实施验证和确认活动：
○进行系统合格验证，包括环境验证；
○进行系统验收验证与确认（如涵盖所有单元的系统端到端试验，这些单元包括空间单元、地面系统、数据处理系统）；
○评估并审批验证和确认结果；
○处理解决验证和确认中暴露的与需求不符问题；
○将所进行的验证和确认结果归档保存；
○确定验证和确认报告控制基线。
●准备下列文档并确立控制基线：
○运行使用人员的操作手册；
○维修人员的操作手册；
○运行使用手册。
●为发射和运行使用做准备，准备地面保障站点，包括必要时准备培训地点：
○培训最初的系统运行使用人员和维修人员；
○根据应急计划进行相关培训；
○对遥感数据进行确认并对地面数据处理进行证实；
○证实系统和保障单元已做好飞行准备；
○为系统的发射和系统交付使用提供保障；
○实施计划中的在轨运行使用验证和确认。
●将经验教训总结归档。执行NPR 7120.5中规定的阶段D必需的技术活动。
●满足NPR 7123.1中规定的阶段D评审启动条件/顺利通过评审的判定准则。
需要进行的评审
●系统试验准备状态评审。
●系统验收评审或出厂起运前评审。
●运行使用准备状态评审。
●飞行准备状态评审。
●系统功能技术状态审核和物理技术状态审核。
●安全性评审。