中国空间科学技术

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遥感图像云检测方法综述

刘子力, 杨家俊, 王文静, 史振威

中国空间科学技术 2023, 43 (1): 1-17. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0001

摘要（1667）

PDF（pc）（2660KB）（2626）

光学遥感图像中云层会对地面信息进行不同程度的遮挡，造成了地表观测信息的模糊和缺失，极大地影响遥感图像的成像质量。因此，对遥感图像中云层覆盖的检测和评估是进一步分析和利用遥感图像信息的基础和关键。通过充分的调研和对比总结，梳理了20世纪90年代以来，国内外基于遥感图像的云检测方法的发展趋势和代表性工作。将基于遥感图像的云检测方法分为三类：基于光谱阈值的方法、基于经典机器学习的方法以及基于深度学习的方法。总结了当前国内外云检测公开数据集，并对比了部分代表性工作的云检测精度。此外，简要梳理了与云检测相关的云雾（霾）检测、云雪检测、云阴影检测以及云去除等方法。对当前云检测相关工作中存在的问题和未来的发展趋势进行了分析和展望。

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近月空间星座轨道设计方法

陈诗雨, 倪彦硕, 彭兢

中国空间科学技术 2024, 44 (3): 15-29. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0035

摘要（2218）

PDF（pc）（9757KB）（2610）

结合未来月球探测任务对中继通信及月面导航的需求，提出一种近月空间星座轨道构型设计方法。首先梳理了中继通信、月面导航、建设及维护成本三个方面的星座设计指标，并应用层次分析法确定了各项指标的权重，给出综合评价指标；充分考虑近月空间轨道资源，分析各类轨道的性质，初步筛选适合部署星座的轨道类型；提出一种近月空间星座建设路线，分三个阶段逐步实现全月的100%四重覆盖；依次设计三个阶段的星座构型，对每个阶段，比较不同的构型方案，选择综合评价指标最优的构型方案。基于上述方法得到了近月空间星座建设方案：第一阶段部署2颗椭圆冻结轨道卫星，可为月球南极极区提供全时对地中继通信；第二阶段部署6颗椭圆冻结轨道卫星、2颗近直线晕轨道卫星、1颗L2晕轨道卫星，可为月球南极极区提供全时导航定位，并为全月面提供全时对地通信；第三阶段部署4颗椭圆冻结轨道卫星、2颗近直线晕轨道卫星、1颗L1晕轨道卫星、3颗远距离逆行轨道卫星，可为全月提供全时导航定位。对全月任一点，该星座的几何精度衰减因子小于5的时间至少占72%，可长时间为全月面提供高精度导航定位。相较于现有文献，该近月空间星座设计方法考虑的轨道类型更丰富，星座性能指标更全面，且创新性地提出了分阶段的近月空间星座建设方案。

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地月空间基础设施体系架构与发展设想

杨孟飞, 彭兢, 李炯卉, 倪彦硕, 朱舜杰, 杜颖, 徐宝碧, 黄晓峰, 张正峰

中国空间科学技术 2024, 44 (3): 1-14. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0034

摘要（1803）

PDF（pc）（7344KB）（2051）

建设地月空间基础设施，为人类在地月空间的活动提供基础性、通用性的通信、导航、监测等服务，既可满足中国后续月球探测国家重大工程任务需求，同时可以加速推进地月空间航天产业发展，对于推动中国科技强国、航天强国建设具有重大的战略意义。在阐明地月空间基础设施概念、分析研判国内外发展现状的基础上，紧密围绕重大工程和航天产业持续性发展需求，提出地月空间基础设施体系架构设想，明确系统服务、系统组成、“云-域-端”网络体系以及内部和用户接口体系。最后以分阶段逐步建成技术先进、布局合理的地月空间基础设施，提供自主开放、安全可靠、长期连续稳定运行的通用化服务为目标，提出发展展望和发展建议，为中国地月空间基础设施发展建设规划提供参考。

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月球资源开发利用的进展与展望

杨孟飞, 邹志刚, 汪卫华, 姚伟, 王庆功

中国空间科学技术 2024, 44 (1): 1-10. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0001

摘要（938）

PDF（pc）（4467KB）（1347）

中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官，后续将建立国际月球科研站，并进一步规划建立月球基地。月球探测任务由探测勘察进入到开发利用新阶段，月面资源的勘查、开发和利用是未来月球探测的重点任务。总结了月球资源开发利用方面的国内外重要进展，涉及月球资源勘探、水冰等挥发分分析、月球矿物冶炼与材料制备、月面建造与月壤3D打印等四个方面。同时，月球资源开发利用面临极端月面环境、独特月壤理化特性、全流程无人自主控制等重大挑战，为解决这些问题，提出了未来月球资源开发利用的重点任务和研究思路，可为后续科学研究和工程任务实施提供参考。

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空间目标天基光学定位方法综述

李瑶, 陈忻, 饶鹏

中国空间科学技术 2024, 44 (2): 1-15. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0017

摘要（555）

PDF（pc）（6075KB）（1343）

近年来空间目标定位领域不断结合网络协同、多模融合等探测技术，发展迅速。其中，基于天基光学探测的定位方法以隐蔽性好、测量精度高的独特优势在民用和国防领域应用广泛。为了分析不同情景下适用于不同类型目标的定位方法，针对基于天基光学探测的空间小目标定位进行综述。首先介绍天基光学探测技术的发展、空间目标的分类和特点以及空间目标定位的概念。然后着重分析适用于空间“小、弱”目标的单星和多星定位方法，并对近年提出的异质传感器联合定位展开说明。最后，依据成像过程建立空间目标定位误差分析模型，分析定位精度的影响因素占比并根据现存问题做出总结和展望。

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太阳系内行星探测活动进展与展望

杨孟飞, 郑燕红, 倪彦硕, 黄晓峰, 张正峰, 邢卓异

中国空间科学技术 2023, 43 (5): 1-12. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0063

摘要（715）

PDF（pc）（10199KB）（1139）

行星探测是人类认识宇宙的重要手段，随着航天技术的不断发展，主要航天国家先后实施了百余次太阳系内行星探测活动，实现了太阳系内行星的飞越、环绕、着陆、巡视及采样返回。结合已实施的系内行星探测活动和将要开展的系内行星探测任务，分析了行星探测任务的特点，总结了行星探测的主要科学问题及主要发现，展望了系内行星探测的发展趋势，并结合我国行星探测近期发展规划，提出了中长期发展路线设想与引领任务建议，可为我国行星探测任务规划提供支持。

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多源遥感数据在战场环境智能态势感知的现状及展望

邵振峰, 党超亚, 张红萍, 吴长枝, 齐晓飞, 黄俊

中国空间科学技术 2024, 44 (1): 11-22. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0002

摘要（768）

PDF（pc）（4641KB）（1080）

面对复杂战场环境信息的快速变化，及时全面准确地掌握复杂战场环境态势，是未来打赢信息化战争的前提条件。为了探索多源遥感数据对战场环境态势感知的发展方向，基于广泛调研战场环境态势感知的遥感需求，首先对战场环境态势智能感知的概念和内涵进行了阐述，然后对多源遥感数据的处理与战场态势感知应用现状进行概述，分析了遥感在战场态势智能感知面临的挑战，最后提炼总结了遥感在战场态势感知的进展和发展趋势。遥感为战场环境态势感知提供多种观测数据，遥感与人工智能算法结合可以为军事战场环境态势感知提供多种应用，为指挥人员决策提供数据支持，但仍然存在大量挑战需要解决。在分析现阶段成果和面临挑战的基础上，提出了遥感在战场环境智能态势感知的前瞻，指出了基于遥感的深度学习可解释性和智慧战场是遥感在战场智能态势感知发展所面临的困难。

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空间在轨增材制造技术的研究进展与展望

刘洁, 时云, 崔宇涛, 侯娟, 张恺, 黄爱军

中国空间科学技术 2022, 42 (6): 23-34. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0080

摘要（871）

PDF（pc）（5450KB）（1033）

空间在轨增材制造（in-space additive manufacturing，ISAM）技术是一种“空间3D”打印技术，在在轨制造和空间基地建造方面具有很好的应用前景。首先概述了空间在轨增材制造技术的主要内涵，进而全面梳理了国际上空间在轨增材制造技术的研究进展。结合空间站、在轨航天器的需求，重点分析了空间在轨增材制造关键技术对其原材料、技术手段以及设备的要求，在此基础上梳理了空间在轨增材制造技术现阶段面临的挑战。综合表明，特殊的空间环境（微重力、高真空等）都在紧密限制着空间在轨原材料、设备以及技术的选用。最后，基于当前空间在轨制造技术的发展现状、需求以及可能的实现途径，为中国空间在轨增材制造技术的未来发展指明了新的方向。

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航天器威胁规避自主决策规划方法研究综述

高婉莹, 吴健发, 魏春岭

中国空间科学技术 2024, 44 (4): 71-89. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0059

摘要（436）

PDF（pc）（2018KB）（1014）

随着空间碎片累积，巨型星座部署，以及太空竞争加剧，当前轨道威胁数目持续增长，对航天器的安全稳定运行造成了严重威胁。研究航天器面向轨道威胁的自主规避决策规划技术，对于保障空间资产安全具有现实而迫切的意义。面对突发高动态、时变多约束、信息不完全/不完美、多类型威胁并发的复杂轨道威胁场景，航天器自主规避决策规划的研究存在一系列实际挑战。针对非对抗性与对抗性两类轨道威胁，从决策建模、策略求解、动作规划及智能决策规划等关键技术入手，系统梳理了航天器自主规避决策规划的研究现状。在此基础上，结合待解决的难点问题，从建模、求解以及应用角度，对未来的研究发展方向提出一些建议，为航天器自主决策规划方法的进一步研究与发展提供参考。

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航天器构型重构技术研究进展与展望

彭祺擘, 武新峰, 王北超, 李爽

中国空间科学技术 2023, 43 (2): 16-31. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0017

摘要（676）

PDF（pc）（6523KB）（998）

航天器构型重构技术是航天器在轨服务等重大空间任务必须突破的关键技术之一，将对新一代航天器系统的设计与研发产生深远影响。首先，给出了航天器构型重构的内涵及分类；其次基于主结构变构型等多种典型技术，对构型重构技术的研究现状进行了系统的总结和探讨；随后基于标准化模块设计等方法，给出了航天器构型重构技术体系；接着从支持航天器故障排除等方面出发，对构型重构技术的应用前景进行了归纳；最后，总结了构型重构技术的总体研究进展，并对其未来发展进行了展望。

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陆地探测四号01星总体设计与技术创新

张庆君, 倪崇, 戴超, 刘立平, 唐治华, 舒卫平

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 1-11. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0001

摘要（931）

PDF（pc）（8217KB）（888）

为了解决低轨SAR卫星对观测区域成像幅宽小、重访时间长的问题，研制了陆地探测四号01星。其是世界首颗高轨SAR卫星，利用地球同步轨道的轨位优势，对同一地点的重访周期由低轨SAR的天级提升为小时级，幅宽由低轨SAR的百千米级提升为千千米级，可为及时、有效实施灾害应急响应提供有力支持。围绕高轨微波成像的新体制，解决了高轨微波成像、超大功率星载微波发射、超大口径星载天线、多体大挠性高精度姿态稳定控制、万瓦级强脉冲高品质电源、载荷与平台一体化高效热管理、高轨星地一体化精密定轨等一系列关键技术，实现了快重访、大幅宽、全天时、全天候的观测能力。通过分析在轨测试数据，卫星获取的高轨SAR图像纹理清晰，质量良好，可满足防灾减灾、国土资源勘查等领域使用需求。

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木星系科学探测研究与展望

邹昕, 彭兢, 缪远明

中国空间科学技术 2023, 43 (6): 1-10. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0078

摘要（486）

PDF（pc）（3340KB）（858）

为了更好地规划中国首次木星系科学探测任务，对国外历次木星系探测任务的发展状况进行了调研分析，包括7 次飞越探测、2 次环绕探测（伽利略号和朱诺号），归纳总结了木星系探测任务的科学目标、载荷配置及其探测成果情况，分析得到了木星系科学探测任务特点和启示。最后，在上述分析和待解决问题的基础上，提出了中国木星系科学探测任务的初步设想与发展展望。

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地月空间天基时空基准的构建与传递

周会超, 郑晋军, 王海红, 毕少筠

中国空间科学技术 2024, 44 (3): 51-59. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0038

摘要（552）

PDF（pc）（6434KB）（818）

地月空间正在逐渐成为人类太空探索活动的热点区域。高精度时间、空间基准的构建和传递是确保地月空间任务规划与实施的重要基础，既是地球时空基准的体系化拓展，也是提升地月空间时空信息保障水平的重要手段。随着GNSS系统的发展和稳定服务，地球区域时空基准设施相对完备。月球区域的导航系统与地球类似，国内外也提出了多种方案，但地月空间还包括地球、月球区域以外的区域，其时空基准实施的构建需要充分考虑空域大、动力学特殊等因素，在高效益实现时空信息服务的同时，将地球和月球的时空基准进行有机衔接。立足当前发展需求，开展了地月空间时空基准架构的设计，并针对地球、月球区域之外地月区域特点，研究并提出基于地月平动点的天基时空基准构建、溯源和传递方案，可支持实现地月空间时空基准信息服务，为地月空间时空基准的一体化构建与发展提供参考。

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远距离大容量连续无线功率传输的机遇与挑战

李明, 董士伟, 石德乐

中国空间科学技术 2023, 43 (3): 1-13. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0033

摘要（447）

PDF（pc）（1058KB）（802）

远距离大容量连续无线功率传输是支撑空间太阳能开发利用和碳中和目标实现的未来可行路线之一。首先介绍了远距离连续大功率无线功率传输的应用需求和当前面临的发展机遇，针对具体应用提出了对该技术的具体需求；然后论述了国际范围内远距离连续大功率无线功率传输的最新研究进展。结合发展态势和应用需求，阐述了技术发展到目前所面临的挑战，并针对这些挑战提出了发展建议。

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System design and validation of Queqiao-2 lunar relay communication satellite

ZHANG Lihua, XIONG Liang, SUN Ji, CHEN Luojing, XIAO Chuan, ZHOU Wenyan, WANG Yong, LIU Wangwang, GUAN Yifeng, CHEN Tao, YU Xiaochuan, XU Jin, CHEN Guohui, CAO Xiaoping

中国空间科学技术 2024, 44 (5): 23-39. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0071

摘要（751）

PDF（pc）（8335KB）（799）

In order to provide relay communication supports for future Chinese lunar exploration program，Queqiao-2 relay communication satellite was developed.Queqiao-2 can perform scientific observations with three kinds of scientific instruments on board.The system design of Queqiao-2，including mission orbit and transfer orbit design，configuration and layout design，housekeeping and information flow design，power supply and distribution design，GNC and propulsion system design，communication links design，etc.，was accomplished through comprehensive tradeoff and evaluation on technical maturity，availability，schedule，cost，and so on.With a view to reducing development risk，both the platform and relay communication payloads were developed based on significant heritage from previous Queqiao relay satellite and other relevant spacecraft.Queqiao-2 features flexible system architecture to support multiple frequencies，modulations，data rates and software reconfigurations to meet new user requirements.Subsequent to a successful launch on March 20，2024，by means of 5 orbit maneuvers，Queqiao-2 was inserted into a highly elliptical frozen mission orbit around the moon with a 24h period on schedule.Following on-orbit tests and calibrations，Queqiao-2 has possessed the capacity to provide reliable relay communication services to multiple lunar exploration missions，as well as the capacity to perform scientific observations.Under the support of Queqiao-2，Chang′e-6 achieved its ambitious mission goal to collect and return samples from the moon′s mysterious far side.In the meanwhile，Queqiao-2 has also paved the way for the following Chinese lunar exploration missions including Chang′e-7 and Chang′e-8.The design life time of Queqiao-2 is more than 8 years.Benefit from flexibility and extensibility of relay communication system design，it is convenient to provide relay communication services for future lunar exploration missions of both China and other countries.In addition，innovative scientific observations would be performed during the period that no relay communication task is arranged.The system design of Queqiao-2 reflects the development philosophy of technical innovations and inheritance integration.Based on highly flexible and extensible system architecture，multiple and concurrent relay communication mission requirements can be met.It can provide strong supports for future lunar exploration missions.Successful launching，orbit entering and on-orbit tests of Queqiao-2 verified the correct design principle and versatility.By means of Queqiao-2，more innovative scientific outcomes are anticipated and lunar exploration activities can be facilitated.

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大规模卫星星群域管控策略设计

李宁, 岳程斐, 郭海波, 邱实, 曹喜滨

中国空间科学技术 2023, 43 (1): 18-28. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0002

摘要（543）

PDF（pc）（6096KB）（763）

针对大规模卫星星群单节点管控带来的系统通联性差、地面资源依赖度高等问题，提出了分层管理、域内自治、动态维护的卫星星群分布式域管控策略。首先，设计了衡量卫星节点管控能力的静态指数及动态指数，并提出了多因素加权的星群簇首选择方法。其次，提出了通过逐层择优的方式进行域结构初始化的算法流程。最后，根据星群变化情形，提出了基于事件触发的动态时间片域管控方法，保证了大规模星群在全任务周期内能维持相对稳定的管控构型。仿真结果表明，所提出的域管控策略能够有效完成对目标星群的簇首选择、域初始化及动态维护过程，并保持域结构的稳定。实现了目标星群在空间中的域结构划分管理，使地面直接参与管理的卫星节点数目降至原管理模式的14％，有效解决了星群管控严重依赖地面资源的相关问题。

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基于TLE的Starlink星座第一阶段部署情况分析

薛文, 胡敏, 阮永井, 云朝明, 孙天宇

中国空间科学技术 2022, 42 (5): 24-33. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0064

摘要（742）

PDF（pc）（7069KB）（754）

近年来，随着卫星技术的快速发展和低轨（low earth orbit，LEO）卫星宽带互联网建设需求的不断增加，低轨大规模星座发展日新月异。针对Starlink星座初始化部署问题，首先论述了“星链”（Starlink）星座现状，分析在轨卫星高度变化。然后利用公开的两行轨道根数（two-line element，TLE），从卫星发射入轨、轨道面分布两个方面，简要分析了Starlink星座的部署情况，给出升交点的变化规律；同时仿真分析了Starlink星座对地面的覆盖性能。最后，给出星座轨道面和相位分布、故障卫星处置以及可见卫星数量。所分析的结果以期为中国未来部署大规模LEO星座的建设提供借鉴。

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月面通信导航基础设施总体架构与关键技术研究

李炯卉, 王孖杰, 白帆, 顾征, 辛鹏飞, 贾敏, 赵洪博, 彭兢

中国空间科学技术 2024, 44 (3): 30-42. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0036

摘要（554）

PDF（pc）（6199KB）（723）

月面通信导航基础设施是地月空间基础设施体系中重要的组成部分，为月面局部热点区域用户提供更加便捷的通信网络服务，同时可与近月导航星座相配合提供月面区域定位导航基准和一定的定位导航授时能力。面向当前重大工程和未来大规模月面活动的中长期战略发展，在分析总结国内外发展趋势的基础上，提出月面通信导航基础设施总体架构，包括月面通信导航网络架构以及月面与空间接口。在此基础上，分析了月面频率规划、电波模型、网络接入、高速传输、定位导航等核心问题的解决途径。最后，提出分步建设建议和技术发展路线图，为未来月球探测任务通信与导航系统规划和建设提供参考。

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航天器寿命末期离轨技术研究综述

康会峰, 梅天宇, 夏广庆, 王晓阳, 范益朋, 鹿畅

中国空间科学技术 2022, 42 (5): 11-23. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0063

摘要（364）

PDF（pc）（2258KB）（704）

为净化空间环境，针对航天器寿命末期离轨问题，对现有航天器离轨技术进行了分析。介绍了航天器寿命末期离轨技术的国内外研究发展现状，总结了不同类型离轨方式的特点及适用对象，分析了各种离轨方式发展趋势及关键技术，提出了航天器寿命末期离轨技术各离轨方式的发展建议。通过调研发现：现有航天器寿命末期离轨技术可使航天器在25年内离轨，但在离轨装置可靠性、离轨过程稳定性、航天器离轨时间及离轨后处理等方面有较大提升空间。

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地月及深空探测先进电推进技术的发展

吴辰宸, 耿海, 王紫桐, 李得天

中国空间科学技术 2023, 43 (5): 13-23. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0064

摘要（404）

PDF（pc）（7207KB）（684）

聚焦地月及深空探测关键技术之一——空间电推进技术，介绍了空间电推进的技术内涵和中国电推进应用现状，从任务特点、电推配置、应用效益等维度剖析了国际上典型的基于电推进的地月及深空探测任务。瞄准中国深空探测领域未来发展需求，针对月球探测、小行星探测、载人火星探测、太阳系边际探测和地月空间科学探测5种典型场景，分别介绍了电推进优化应用策略，梳理了面向深空探测的先进电推进关键技术体系和发展重点。最后，按照“一中一超一微”的发展思路给出了空间电推进技术发展建议，为后续空间电推进在地月及深空探测领域实现更加广泛的应用提供参考。

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