中国空间科学技术

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载人月面着陆起飞系统设计及关键技术研究

王翔, 朱恩涌, 刘扬, 侯振东

中国空间科学技术 2026, 46 (2): 1-11. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0019

摘要（830）

PDF（pc）（8772KB）（1097）

月面着陆和起飞是载人月球探测任务中风险最高、难度最大的环节之一，直接影响任务成败和航天员安全。掌握和突破载人月面着陆起飞关键技术，是研制安全可靠载人月面着陆器的核心，能推动中国载人航天技术的整体进步。通过对载人月面着陆起飞任务需求进行分析，提出了中国载人月面着陆器系统方案，并根据系统方案详细分析了典型载人任务需求特有的着陆起飞关键技术，包括应急救生设计技术、超软着陆设计技术、月面稳定起飞技术及环月自主快速交会技术，分析提出了相应的技术途径和解决方案：提出了正常和应急起飞燃料最优的环月轨道设计方法、适应多约束变目标的应急上升与交会对接一体化规划方法，有效支持载人月面着陆起飞过程任意时刻安全返回；提出了考虑羽流热、着陆冲击、着陆稳定性的下降速度多学科优化方法，为实现月面超软着陆提供设计参考；提出了并联轨控发动机推力协同控制与发动机故障快速诊断方法，提升着陆器月面起飞控制能力和安全性；提出了复杂场景多约束条件下的环月自主快速交会方案设计方法，解决资源约束、时间受限条件下的交会方案设计问题。对月面着陆起飞关键技术的剖析，为载人月面着陆器设计提供参考，也有助于深入认识载人月面着陆器的研制难度和风险。

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航天器用机械泵驱动两相流体回路在轨测试性能分析

孟庆亮, 韦广朗, 于峰, 杨涛, 赵振明, 朱许

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 70-78. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0059

摘要（476）

PDF（pc）（7542KB）（804）

机械泵驱动两相流体回路（Mechanically Pumped Two-phase Loop, MPTL）是通过流动沸腾过程中气液相变潜热的释放而具有极强传热能力的两相传热装置，其在航天器热控领域具有广泛的研究前景。为研究MPTL产品的在轨微重力环境下的工作性能和稳定性，设计并研制了一套包含屏蔽式离心泵、两相控温型储液器和微小流道蒸发器的MPTL，并在某卫星上对其启动特性、相变传热特性、控温特性进行了测试。测试结果表明，微重力下MPTL展现了良好的传热特性。微重力下两相控温型储液器的控温性能达到±0.1K精度，被动冷却功能得到验证，降温速率达到1℃/min。微泵运转时，储液器气相和液相两个测点形成的温差在0.3～1.0K区间内。两个转速下，蒸发器的控温精度在±0.1～±0.3K区间内。回路发生相变过程时会出现过热现象，并导致蒸发器出口测温点温度高于储液器控温点7～8K。通过对比两个转速下的结果，发现过热时间和过热温度与转速相关。采用毛细结构的两相控温型储液器可以有效保证微重力下MPTL的高精度控温和高效两相流管控功能，气液两相转变特性与回路流量大小相关，蒸发器温度稳定性与其内部流体干度大小相关。

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陆地探测四号01星合成孔径雷达载荷设计与实现

李光廷, 谭小敏, 李财品, 聂世康, 林晨晨, 朱雅琳, 刘波

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 123-130. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0064

摘要（573）

PDF（pc）（5812KB）（781）

为了满足国家防灾减灾对SAR系统高重访宽覆盖的要求，设计并研制了世界首颗地球同步轨道SAR卫星－陆地探测四号01星(LT-4)。该卫星采用环形可展形反射面天线加相控阵馈源体制，工作于L频段，轨道的特殊性使该卫星天然具备了高重访宽覆盖的特点。为了对陆地探测四号01星SAR载荷系统进行全面介绍，首先对高轨SAR区别于低轨SAR的特点进行了说明，并给出了SAR载荷的关键性能参数；然后介绍了SAR载荷成像工作过程，阐述了SAR载荷关键设备的主要功能性能；最后对十余年的载荷研制历程进行了简述，并给出了载荷集成测试项目与试验验证情况。SAR载荷首次开机成像即得到世界首幅高轨SAR图像，图像信息丰富，载荷在轨状态稳定。成像结果表明陆地探测四号01星SAR载荷设计合理，地面测试与验证充分，可以为国灾防灾减灾提供有利的信息支持。

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基于洞穴的月球基地研究

李林凌, 刘金刚, 侯宇葵, 刘卫, 李明富, 尹硕辉, 王磊, 许梦川, 彭兢, 孙泽洲

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 9-18. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0034

摘要（787）

PDF（pc）（7961KB）（618）

系统性调研了国内外洞穴月球基地相关政策、计划及具体项目，重点对比分析了国内外研究成果的现有差距。基于国内外月球探测的影像信息及洞穴月球基地概念研究成果，梳理了洞穴月球基地建设的可行性构想。基于洞穴的独特优势（如温度适宜、辐射低、月尘少等）以及月球基地建设的难易程度等客观条件，对多种洞穴月球基地构想进行了定性分析。各类月球基地构型均展现出独特优势：以陨石坑改造为基础的洞穴月球基地，充分利用了月球表面的天然地形，结合了自然结构特点和人工改造需求，具有显著的原位资源利用优势。无论是无人还是载人洞穴月球基地，都将经历月球探测、月面选址、基地建设和基地应用四个关键战略阶段。尽管通过已发射的月球轨道探测器和月面探测器等手段获取了大量月球影像，但当前对月球表面的探测能力仍需进一步提升，为洞穴月球基地建设的“选址”工作提供更有力支撑；同时，亟需加快研制月球基地建设关键设备，为无人月球基地建设提供必要的实施工具，确保“建基”任务的顺利推进，尽早实现洞穴月球基地的“用洞”战略目标。

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模块化可展开天线结构刚柔耦合设计与驱动力分析

田大可, 张昊, 王永滨, 方纪收, 金路, 石祖玮, 范小东

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 144-153. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0066

摘要（496）

PDF（pc）（10574KB）（568）

模块化可展开天线具有通用性好、适应性强、拓展灵活等特点，是满足未来大尺度天线在轨装配、在轨建造等需求的一种具有较大发展潜力的构型形式。为更好地掌握六棱柱模块化可展开天线在轨展开过程中结构的力学特性，开展了天线结构刚柔耦合设计及驱动力分析。首先，开展了模块化可展开天线结构方案设计，阐述了结构组成及展收原理。其次，基于解析几何方法，建立了等效包络圆数学模型，求得了肋单元夹角等关键参数，并建立了可展开天线结构三维模型。再次，对上弦杆、斜腹杆、下弦杆等径向长杆进行柔性化处理，采用多体动力学仿真软件建立了模块化可展开天线机构刚柔耦合多体动力学模型。最后，分别从有重力、无重力两个方面对单模块、多模块天线在不同约束位置下的展开驱动力的变化规律进行了分析。研究结果表明：展开过程若存在重力，则约束位置的选择对驱动力影响较大；若不存在重力，则天线约束位置对展开影响较小。所开展的结构设计及多方案驱动力分析可为该型天线的样机研制及工程化应用提供一定的借鉴和参考。

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面向异质卫星集群的事件触发分布式自主任务规划方法

秦嘉豪, 李宝卫, 白雪, 冉德超, 徐明, 张锐, 胡志强

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 88-101. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0061

摘要（408）

PDF（pc）（6453KB）（536）

当前对地观测卫星集群应用由静态目标场景向动态目标场景不断深化，对卫星集群高动态强时效性对地观测能力的要求不断提升，亟需完备的自主任务规划方法克服卫星遥测指令控制存在的严格星地窗口约束，实现任务动态实时快速响应。为此，提出了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法，实现目标的发现、判断、成像在轨自主闭环。首先，建立了基于事件触发的分布式多星任务协商框架，通过电子卫星和成像卫星的双层招投标机制(DLCNP)实现事件触发式任务协同。其次，提出了考虑任务优先级的最小冲突集局部递进修改星上本地动态任务规划算法，实现任务实时动态加入本地任务方案和实时冲突消解，为多星任务协商提供星上在线任务规划求解方法。最后，提出了迭代密度聚类点目标合成方法，实现高价值点目标的聚类合成，并保证合成后的点目标簇可由单次成像覆盖，有效减少了目标确认成像所需成像次数。通过与全局启发式算法的任务分配性能对比试验以及与黑板结构的星间通信负载性能对比试验，验证了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法的优越性。并且通过大范围区域内大量点目标聚类试验揭示了点目标合成观测比率随目标散布区域面积和目标数量的分布规律。

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载人月面着陆GNC技术及验证

陈上上, 李骥, 杨巍, 王晓磊, 张一, 张晓文, 王鹏基, 郭朝礼, 李雨欣, 贾飞达, 奚坤, 文毅

中国空间科学技术 2026, 46 (2): 71-81. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0025

摘要（391）

PDF（pc）（11885KB）（536）

制导、导航与控制（GNC）技术是实现月面软着陆最核心的技术，其系统设计的正确性高度依赖于充分的地面验证。与无人着陆任务相比，载人月面着陆对GNC系统的可靠性与自主性提出了更为严苛的要求。为了应对这些挑战，在制导方面提出了预测降轨策略、航程受控的动力显式制导律、最优定高避障等设计方法；在导航方面，基于信号一致性检验技术设计了融合惯性测量单元、微波雷达、图像导航敏感器等数据的组合导航方案；在姿态控制方面，开发了扰动快速估计、高精度力矩分配、多发动机故障检测等技术。为了验证所研制的GNC技术，在数学仿真中采用姿态与轨道控制系统（AOCS）通用平台模型，并通过试验获取新研单机模型参数；在半物理仿真方面，设计了一套具备环境模拟、人控模拟等功能的全新验证系统；在全系统综合验证试验中增加了应急上升、主发动机故障等工况。验证结果表明：数学仿真落点精度优于100m，半物理仿真1min的导航误差小于1m，全系统综合验证试验的应急处理流程正确，三种验证方式的制导与控制性能均符合预期。研究方法充分继承中国现有着陆GNC技术，针对载人任务的新需求开发了必要的新技术，并且通过了系统化的地面验证，为后续工作开展提供了可靠的依据。

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载人月球探测登月舱推进技术

顾帅华, 王建海, 胡瑜洲, 朱银娟

中国空间科学技术 2026, 46 (2): 99-107. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0028

摘要（389）

PDF（pc）（4898KB）（527）

针对载人月球探测飞行器高性能高可靠推进系统方案设计、轻质高承载大容积贮箱以及连续变推力发动机为代表的各项关键技术问题，提出了一系列解决上述技术问题的关注点和系统控制措施。设计上通过系统大流量下氧燃减压阀差异化调试和小流量下落压补气确保贮箱压力及压差，通过系统上流阻配平和单机热标确保四台变推力发动机推力一致性。将上述方法通过单机试验和系统级试验进行技术验证。结果表明，提出的解决措施能够降低或消除各项关键技术所面临的风险，现阶段已解决大小流量下共底贮箱压差稳定性控制和四台变推力发动机推力一致性控制的技术难题。贮箱共底压差能够小幅度控制在0~0.3MPa范围内，四台变推力发动机推力偏差控制在100N范围内。研究意味着中国载人月球探测已突破了推进系统各关键技术难题，能够可靠为载人月球飞行器提供动力，并为后续飞行器的设计提供了新的思路。

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面向手机直连的低轨卫星网络通信技术

李静玲, 王显煜, 甄立, 孟庆治, 梁薇, 穆桐, 崔涛, 李倩, 崔万照

中国空间科学技术 2026, 46 (1): 1-12. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0005

摘要（637）

PDF（pc）（2682KB）（478）

为突破传统地面通信覆盖限制，构建全时全域无缝连接的手机直连天地一体化服务能力，对手机直连低轨卫星网络通信技术进行了系统性研究。首先阐述了手机直连卫星的应用背景、概念与内涵，继而给出了手机直连低轨卫星的网络架构，以及手机直连卫星所服务的个人与企业用户的业务特征及指标要求。针对手机直连低轨卫星三类主要技术路线的发展趋势、优劣势及技术演进进行了具体分析，并指出其发展面临的频谱资源严重受限、链路受限与功率失衡等关键问题与技术挑战，重点阐述了手机直连低轨卫星网络需要突破的频谱资源优化、5G/6G标准化协议演进、超大规模星载天线以及卫星网络资源高效管控关键技术。最后面向未来6G新型业务应用需求，提出了天地一体化网络架构、人工智能（AI）、天基算力网络以及无线通感算融合6G技术对于手机直连低轨卫星网络的新型赋能。上述系统性的阐述与分析，为手机直连低轨卫星网络通信技术的发展提供了切实可行的研究方向。

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冰巨星探测的前沿科学问题

王赤, 李晖, 孔大力, 王宇贤, 杨忠炜

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 1-11. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0053

摘要（545）

PDF（pc）（9196KB）（448）

对冰巨星及其卫星的探索一直是深空探测和空间科学研究的前沿热点，目前国际行星探测规划均将冰巨星探测列为重点方向。聚焦中国未来冰巨星探测任务，考察了冰巨星探测的国内外现状，梳理和归纳了冰巨星探测的七大前沿科学问题。围绕这些科学问题，通过冰巨星系统特性的对比分析，结合行星探测的发展趋势，提出了未来冰巨星探测的展望和建议，并指出海王星-海卫一探测是冰巨星探测任务的首选。未来探测的科学主题可大致分为三个方面：探索地外海洋和生命；认知柯伊伯带天体，理解太阳系演化；探索冰巨星系统，理解行星起源与演化。对冰巨星探测科学目标的论证分析，能够为中国未来深空探测任务提供科学参考。

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器箭载荷一体化设计方法

张智, 王檑, 刘晖, 胡晓军, 王紫扬

中国空间科学技术 2026, 46 (2): 12-20. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0020

摘要（457）

PDF（pc）（9856KB）（428）

为解决传统航天器与运载火箭独立设计模式在应对大型航天器时暴露的气动协同设计、基频匹配困难、载荷设计保守、地面试验过考核等问题，提出器箭载荷一体化协同设计方法。气动外形联合优化方面，通过对比分析自逃逸与逃逸塔两种构型的脉动压力分布，确定优选方案；动特性协同设计方面，建立器箭耦合动力学模型，针对飞船2.8Hz超低基频及火箭弹性频率密集问题，综合采用结构刚度增强与控制系统优化方法；起飞段外力函数工程外推方面，基于喷流仿真、外载荷辨识及历史飞行数据，构建从噪声到外力的外推方法；精细化载荷设计方面，提出融合表面气动分布、静态过载与动态加速度的载荷分析方法，并基于分舱界面条件进行动响应分析，以取代传统的质心等效过载方法。应用该方法取得明显成效：气动方面，逃逸塔构型关键部位脉动压力峰值较自逃逸构型降低约50%；动特性方面，优化后火箭一、二阶弹性频率有效分离，姿控系统前三阶弹性频域幅值最大降低4～10dB，稳定性显著改善；载荷与试验方面，基于分舱界面条件生成的试验载荷谱，较传统整器固支试验条件平均降低约20%，有效缓解了地面过考核现象。本文提出的器箭一体化设计方法，实现了从气动外形、结构动力学和姿控设计到载荷环境的多学科优化设计，突破了传统界面分割设计的局限。其核心价值在于提出了应对超低基频兼容性与复杂载荷预示的系统解决方案，通过余量共享与精细化设计，为航天器减重与可靠性提升提供了有效途径。

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故障情况下载人月球探测任务重规划问题研究

张海联

中国空间科学技术 2026, 46 (2): 21-35. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0021

摘要（598）

PDF（pc）（3637KB）（402）

中国载人月球探测工程采取环月轨道交会对接飞行方案，涉及多飞行器、多飞行阶段，系统复杂、风险因素多、任务成本高，必须考虑各种故障情况下任务重规划问题，保证航天员安全，尽可能提升任务效益。首先，对重规划问题进行定义，将其划分为任务重构、任务调整、任务降级和任务中止等四类问题。接着，系统梳理了从发射段到月地返回段等不同载人月球探测飞行阶段的重规划方法研究进展。然后，提出了重规划问题还需要突破的关键技术，包括故障诊断与预测、多目标优化与降级目标决策、一体化任务规划、高鲁棒与强实时重规划等方法。最后，总结了重规划问题的特征和难点，对未来进行了展望。

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鹊桥二号中继通信载荷任务分析与设计

徐进, 王秋平, 李耀, 孙骥, 陈岚, 余晓川, 汪海, 田森, 党晓康, 王永塔

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 41-55. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0037

摘要（581）

PDF（pc）（12008KB）（392）

鹊桥二号是针对探月四期月球着陆任务所研制的月球中继卫星，支持月球探测任务实施，实现月球背面及极区多次任务及多器（嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号等）和地面站之间的中继通信等服务，其中中继通信载荷是鹊桥二号最关键和最核心的部分。针对中继通信载荷的任务特点、方案设计及关键技术进行分析和说明。综合考虑通信体制、远距离链路传输、与多个探测器适配的兼容性以及工程实现性等约束条件，中继通信载荷利用软件无线电技术特点，开发了全数字化的前向调制、返向解调功能，结合软件在轨可更新的能力，实现了创新灵活的系统设计方案；识别了返向链路多目标大动态信号检测及跟踪关键技术，开发了相关软件算法，解决了信号在大动态/多目标环境下的检测及跟踪问题，达到了返向链路稳定建链的目的。鹊桥二号自2024年3月发射以来，中继通信载荷在轨工作状态良好，可靠性高，为嫦娥六号探测器在月球背面采样返回任务提供了稳定可靠的中继通信服务，圆满完成了人类首次月球背面采样返回任务。鹊桥二号中继通信载荷在中国深空探测领域发挥了重大作用，为后续深空探测、载人航天工程、探月工程以及未来国际合作业务等任务的成功奠定了坚实的基础。

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梦舟飞船交会对接一体化与自主控制设计

刘智勇, 蔡彪, 冯烨, 张一, 苏晏

中国空间科学技术 2026, 46 (2): 57-70. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0024

摘要（316）

PDF（pc）（10183KB）（385）

梦舟载人飞船包括近地版本和登月版本，分别与地球轨道的中国空间站和月球轨道的揽月着陆器进行交会对接。在梦舟载人飞船交会对接设计过程中，产生了两个主要问题：与中国空间站和揽月着陆器交会对接GNC系统的一体化设计及高可靠自主容错问题、交会对接全过程的自主导航制导控制问题。对这两个问题进行了研究：描述了这两个问题的由来，给出了解决问题的具体设计，地面测试验证了设计结果的有效性。结果表明：梦舟近地载人飞船和梦舟登月载人飞船交会对接统一采用基于TTE和1553B热备份通信和四模冗余GNC控制器任务处理的自主容错体系，实现了“一重故障连续容错工作，两重故障连续安全运行”的目标；通过多敏感器自主融合导航和多阶段自主协调制导控制，梦舟近地载人飞船实现了发射入轨后自主与中国空间站交会对接，梦舟登月载人飞船实现了进入月球轨道后自主与揽月着陆器交会对接。

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冰巨星环绕探测任务分析及实施建议

杨孟飞, 高峰, 孟文沁, 李晖, 王宇贤, 白梵露, 王彤

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 12-22. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0054

摘要（405）

PDF（pc）（3639KB）（383）

冰巨星作为最接近太阳系边缘的行星，保存了大量太阳系形成初期的原始气体，包含了原恒星云的状态条件和行星形成的位置信息，是研究太阳系和系外行星的蓝本。针对冰巨星环绕探测任务，对国外相关探测方案进行了系统调研分析，梳理了冰巨星环绕探测的主要技术难点，并结合冰巨星及其卫星系统的科学问题，提出了中国实施冰巨星环绕探测的发展建议。针对冰巨星的探测任务，其科学价值集中体现在揭示冰巨星内部结构和形成演化，研究冰巨星的奇异磁场和复杂多变的空间环境以及探寻海卫一冰下海洋及生命信号。研究发现，冰巨星环绕探测主要面临远距离能源供给、测控通信、智能自主、高精度轨道设计等技术挑战。相关研究成果可为中国后续冰巨星环绕探测任务的规划与论证提供理论支持和决策参考。

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里德堡原子微波探测技术进展

冷晗阳, 岳鹏毅, 王磊, 贝晓敏, 宋洪婷

中国空间科学技术 2025, 45 (6): 46-61. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0088

摘要（382）

PDF（pc）（18686KB）（352）

里德堡原子微波探测作为近年来涌现出的新型微波探测技术，相较于传统的偶极天线微波接收技术，具有探测灵敏度高、频谱覆盖范围广和前端小型化等突出优势，引起了无线通信、雷达探测和频谱感知等相关领域的广泛兴趣，目前正由实验室研究向工程应用研究过渡。通过总结分析里德堡原子微波探测技术的近年进展对其后续发展走向及未来航天应用进行展望。首先简要介绍了里德堡原子微波探测技术的基本原理；其次，从提升灵敏度、扩展频率范围、丰富探测参数和实用化通信四个方面综述了里德堡原子微波探测技术的国内外研究进展，展示其相对于传统接收机的特性和优势；通过总结里德堡原子微波探测技术的研究项目布局情况分析了不同技术特性的开发难度，指出中短期内超宽频谱覆盖范围和小型化前端的特性更容易开发，而颠覆性更强的极限灵敏度特性更适合作为长期目标；最后，从航天应用角度展望了里德堡原子微波探测技术在地球遥感、电磁频谱态势感知和抗干扰通信方面的应用前景，并分别讨论了各类应用中存在的不同技术难点。

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梦舟载人飞船零高度逃逸飞行试验起飞安全力学分析

李喜晟, 吴文瑞, 梁福文, 郝宝新, 闫军, 田林, 马晓兵

中国空间科学技术 2026, 46 (2): 48-56. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0023

摘要（297）

PDF（pc）（2974KB）（336）

梦舟载人飞船零高度逃逸飞行试验起飞时刻多个关键环节并行，潜在的故障模式相互耦合导致故障机理复杂，故障的力学响应不明确。通过分析试验起飞时刻多种故障模式的力学行为，评估了零高度逃逸试验起飞的安全性。主要通过理论研究和数值模拟两种方法进行研究，针对不同故障模式下逃逸系统的载荷条件，推导了逃逸系统的关键部位最大载荷的理论公式，同时结合有限元分析以及动力学分析相互印证计算结果，根据力学分析结果给出了不同故障模式下逃逸系统结构是否破坏、是否具备逃逸能力以及逃逸后对弹道的影响，最后通过裕度分析对起飞安全性进行评估。通过力学分析，梦舟载人飞船零高度逃逸飞行试验起飞时刻4种故障模式的安全裕度均大于0.7，无安全性风险，仅有1种故障模式无安全裕度，作为中等级风险管理。通过对梦舟载人飞船零高度逃逸试验起飞安全的系统研究，提出了一套载人飞船逃逸起飞系统的力学分析方法：建立了舱间火工锁轴向载荷的理论分析模型；提出了针对每种故障模式的有限元分析和动力学分析的方法；明确了影响逃逸系统安全的关键力学特性。本文的研究方法可以推广至类似航天器逃逸试验或发射任务的起飞安全分析。

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遥感卫星视频目标跟踪方法综述

李洋帆, 李伟, 田静, 沈清

中国空间科学技术 2025, 45 (5): 60-74. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0076

摘要（466）

PDF（pc）（4775KB）（332）

梳理遥感卫星视频单目标跟踪技术的研究进展，分析现有方法的优缺点，并探讨未来发展方向。通过文献调研与对比分析，系统总结了近五年国内外在该领域的研究成果。将现有方法分为基于相关滤波和基于深度学习两类，分别分析其技术特点与性能。结合公开数据集，对代表性方法的跟踪精度进行了对比评价，并探讨了不同方法的适用性与局限性。实验结果表明，基于相关滤波的方法在计算速度与跟踪精度方面表现优异。在公开的SatSOT数据集上，其跟踪精确率最高可达到69.8%，平均帧率超过30frame/s，展现出较强的实用性与实时性。这类方法通过利用目标的表观特征和运动信息，能够在较低计算成本下实现高效跟踪，尤其适用于资源受限的星载平台。相比之下，基于深度学习的方法在特征表达和复杂场景适应性方面具有显著优势，但由于遥感领域缺乏大规模标注数据，其在相同数据集上的最高跟踪精确率目前为66.9%，低于相关滤波方法。总结了遥感卫星视频单目标跟踪的研究进展，相关滤波方法成熟且实时性强，适用于当前任务；深度学习方法潜力巨大，是未来重要方向。因此未来研究需聚焦高性能深度学习目标跟踪方法及其实时性能优化。

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面向空间抱捕的连续型机械臂机构设计

杨承旭, 赵志军, 王耀兵, 王捷, 王丽华

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 89-99. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0041

摘要（342）

PDF（pc）（7877KB）（328）

针对空间中不同尺寸、形状目标的可靠捕获需求，设计了一种“C”型联动的绳驱动连续型机械臂，可在部分精确测量信息欠缺的条件下，实现对目标的“形封闭”可靠“抱捕”。该连续型机械臂可通过灵活增减关节数量在不同尺寸目标的捕获任务中应用，并具有各向操作能力一致的特点。首先介绍了机械臂的“C”型联动设计方案，然后针对联动式机械臂的运动学模型建立了基于雅可比矩阵条件数的灵活性描述指标，并以提升机械臂灵活性为优化目标采用粒子群算法对机械臂的杆长分配进行优化。结果显示，采用优化设计杆长的机械臂相比平均分配杆长的机械臂灵活性指标提升了4.6%。最后，仿真验证随着灵活性指标增加，机械臂的各向运动能力越接近，证明以该指标作为优化依据可以提升机械臂灵活性。

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冰卫星宜居性探测任务构想

陈晓, 李奎, 郝记华, 陈刚, 杜洋, 庞涪川, 李东禹, 李海洋

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 175-184. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0049

摘要（398）

PDF（pc）（3615KB）（325）

探测冰卫星冰壳下的液态海洋、探索冰卫星的宜居性可为了解太阳系的起源、演化、生命起源和地外生命探索提供重要的线索和信息，也是当前国际深空探测最受关注的领域之一。在对国内外冰卫星探测任务及主要成果进行归纳总结的基础上分析了发展趋势，总结了冰卫星探测任务的科学目标与探测手段，提出了采用环绕+着陆+深钻探测的组合探测任务构想，通过探测土卫二的重力场、温度场、磁场、以及潜在的地震波、质谱、色谱、光谱等信息，同时采集土卫二的自然样品并且分析其元素和同位素组成，探索冰卫星土卫二的宜居性，并梳理了亟待突破的新型探测载荷、生源元素高精度探测等关键技术。通过规划实施冰卫星探测任务，可提升中国深空探测技术水平和在行星科学领域的地位。

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