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（1053）

PDF（pc）（3043KB）（1733）

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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低轨巨型星座构型设计与控制研究进展与展望

阮永井, 胡敏, 云朝明

中国空间科学技术 2022, 42 (1): 1-15. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0001

摘要（849）

PDF（pc）（4662KB）（2151）

近年来低轨星座计划发展迅速，低轨巨型星座已成为全球争夺空间战略资源的“新战场”。首先，概述了Telesat、OneWeb、Starlink等低轨巨型星座计划的发展现状，以及中国互联网星座计划的基本情况。在此基础上，分别从星座的任务需求、覆盖特性、摄动补偿和备份策略4个方面，综述了星座的构型设计方法及其特点。然后，根据卫星从发射入轨到离轨整个星座构型的控制流程，梳理了低轨巨型卫星星座的初始化控制、保持控制、重构控制，以及卫星的碰撞规避控制和离轨控制的方法和特点。最后，对未来低轨巨型星座构型设计和构型控制技术的研究方向进行了展望。

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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（242）

PDF（pc）（4641KB）（245）

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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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（429）

PDF（pc）（4467KB）（553）

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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辐射肋式空间可展开天线机构设计与分析

田大可, 宋玉群, 金路, 高海明, 刘荣强, 赵丙峰

中国空间科学技术 2024, 44 (2): 40-50. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0020

摘要（51）

PDF（pc）（9457KB）（95）

可展开天线机构是网面可展开天线的关键组成部分，对天线展开后结构的稳定性和刚度具有重要影响。针对空间可展开天线大型化、高收纳率、高精度化发展趋势，设计了一种辐射肋式空间可展开天线机构新构型。首先，开展了天线整体结构设计，根据结构组成进行尺寸计算并建立了结构的三维模型；然后，采用数值仿真软件开展了机构运动学仿真研究，并分析了运动的变化规律；最后，建立了有限元模型，开展了结构模态分析。研究结果表明，所提出的机构能够实现由收拢至展开的运动变化，展开过程中机构具有良好的同步性，构件间无干涉，验证了结构方案及原理的正确性和可行性。研究结果对于空间可展开天线基础理论及工程应用等具有较高的参考价值。

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星载ADS-B相关研究进展及展望

倪久顺, 陈利虎, 余孙全, 李松亭, 郭剑鸣, 罗坳柏, 李晋华

中国空间科学技术 2022, 42 (1): 30-37. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0003

摘要（278）

PDF（pc）（4911KB）（807）

星载ADS-B技术作为未来空中交通管制的重要技术，可以克服地面设备难以在荒漠、远洋、极地等地部署的难题。星载ADS-B具有侦收范围广、可全球覆盖的特点，由此各国纷纷展开相关研究。针对星载ADS-B技术特点，进行了星载ADS-B相关研究进展的调查。首先综述了星载ADS-B原理及相关卫星研究情况；其次围绕天线技术、射频电路技术、信号处理、星座设计方法四个方面，评述了星载ADS-B接收的关键技术进展；最后对星载ADSB的数据应用及未来发展方向进行了展望。

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非合作目标智能感知技术研究进展与展望

牟金震, 郝晓龙, 朱文山, 李爽

中国空间科学技术 2021, 41 (6): 1-16. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2021.0076

摘要（617）

PDF（pc）（1102KB）（1446）

智能感知是实现航天器在轨精细化操控过程的关键技术，是在轨服务技术智能化的重点发展方向之一。空间目标智能感知包括位姿测量、三维重建与部位识别等关键技术，涉及小样本、多模态、模型适应与高维数据等问题。从工程应用角度出发，对非合作目标智能感知技术的研究现状进行系统的梳理与总结。首先，总结典型非合作在轨感知系统与光学敏感器技术的发展现状；其次，归纳总结了非合作目标智能感知涉及的关键技术；最后，基于研究现状总结和关键技术分析，探讨了非合作目标智能感知目前存在的主要问题，并给出后续发展的建议。

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静止轨道卫星通信链路的预算与分析

徐挺, 兰海, 张宏江

中国空间科学技术 2020, 40 (3): 83-92. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0035
录用日期: 2020-01-20

摘要（1092）

PDF（pc）（3338KB）（1961）

星地链路计算作为卫星通信的重要技术，是卫星通信系统设计的基础和理论依据，直接决定了卫星通信系统的链路通信质量。由于影响卫星链路的因素很多，设计中存在一处不合理即使得整条星地链路不可用，造成巨大的损失。而且在实际设计中无法做到最理想的链路状态，往往需要在某方面有所取舍，这也是链路计算中的一大难点。基于目前国际通用的链路计算方法，将星地链路上下行拆分，独立计算，综合分析，再结合实际工程经验，分析和计算实际工程案例，针对不同的链路配置给出相应合理的设计方法，可作为静止轨道通信卫星星地链路计算分析的参考。

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高温热管技术研究进展与展望

李金旺, 戴书刚

null 2019, 39 (3): 30-. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2019.0018

摘要（1036）

PDF（pc）（1715KB）（1713）

高温热管的工作温度高,传热性能好，在高超声速飞行器热防护、空间核反应堆冷却、太阳能利用等方面具有广阔的应用前景。报告了高温热管技术的研究现状，包括高温热管的冷冻启动特性研究、传热性能研究、试验研究、数值分析研究;介绍了放置倾角、工质物性参数、工质充装量、不凝气体含量、材料、结构和尺寸等因素对高温热管启动和传热性能的影响规律，以及高温热管技术在高超声速飞行器热防护、空间核反应堆冷却、太阳能利用等方面的应用研究等；指出了高温热管数值分析模型和工程应用验证等一系列有待深化研究的方向；提出了进一步深入研究高温热管技术的详细建议。

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高通量多波束通信卫星系统资源分配方法

王磊, 郑军, 贺川, 闫雪飞

中国空间科学技术 2021, 41 (5): 85-94. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2021.0070

摘要（384）

PDF（pc）（3765KB）（785）

资源分配是影响新一代高通量多波束通信卫星（HTMCS）系统效能发挥的关键问题。以往基于非柔性载荷以及用户容量需求均匀分布的静态、单维度资源分配方法已不能满足现实需求。围绕基于有效载荷资源提升系统效能这一核心目标，针对波束间干扰、柔性载荷以及用户需求非均匀分布特点，为高通量多波束通信卫星系统构建了功率和频带两维度联合优化资源分配模型，并实现了一种带有寻优控制策略的遗传算法求解模型。面向多类场景实例的仿真结果表明，本方法可以适应不同用户容量需求分布特点，为系统提供功率和频带资源联合优化解决方案。当用户需求总量分别为90Gbit/s、110Gbit/s及130Gbit/s时，相比平均、固定分配波束功率及频带资源，提出的方法可使系统未满足容量需求（UCD）分别减少71.09%、40.47%和16.31%，有效提升了系统效能。

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基于重复自抗扰控制的索网天线振动抑制

董雨桐, 王文豪, 马小飞, 刘磊

中国空间科学技术 2023, 43 (1): 109-118. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0011

摘要（137）

PDF（pc）（7003KB）（172）

为解决索网天线在轨运行过程中的振动抑制问题，提出一种基于重复自抗扰复合控制器的主动振动控制方法。首先，使用有限元法建立天线型面的振动动力学模型，基于模态截断的方法对动力学模型进行降阶并转化为状态空间方程的形式。然后，基于能量最小化准则，使用遗传算法对传感器/作动器的位置进行优化。最后，设计了基于线性自抗扰控制的天线型面振动主动抑制算法，并在此基础上设计前馈重复控制算法，通过对反馈控制周期性误差的学习，提高控制器抑制周期性扰动的能力。仿真结果表明，相比无控状态时，所提出的控制方法可将型面扰动降低97.0%，振动抑制效果优于PID控制器。所设计的控制方法为天线型面的振动控制提供了一种新的技术手段。

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微阴极电弧推力器放电寿命特性研究

王雯倩, 刘向阳, 王帅, 陈世昌, 赵子靖, 耿金越, 沈岩, 王宁飞

中国空间科学技术 2021, 41 (3): 24-30. DOI: 10.16708/j.cnki.1000.758X.2021.0034

摘要（328）

PDF（pc）（8055KB）（303）

微阴极电弧推力器（microcathode arc thruster，μCAT)在微纳卫星空间任务中有良好的应用前景，但寿命问题是目前制约其发展的重要因素。研制了自动数据采集系统，进行了不同放电频率下全寿命试验，观察分析了失效后阴极材料及导电薄膜的形貌变化。研究结果表明：推力器工作初期，放电特性为不稳定阶段，该阶段在μCAT的全寿命占比小于10%。薄膜电阻放电前期相对稳定，为百欧量级，在临近失效时迅速升高至千欧量级，峰值电流在临近失效时急剧下降直至失效。放电频率升高会使阴极坑区域热量累积，增强了导电薄膜破碎程度，导致推力器提前失效，寿命降低。电弧烧蚀位置分布不均匀，导致阴极利用率降低，是制约μCAT寿命的重要因素。

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模拟月壤3D打印致密化成型研究

刘祎炜, 张弦, 王超, 宋坚, 陈雄, 姚伟

中国空间科学技术 2023, 43 (6): 66-73. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0085

摘要（179）

PDF（pc）（7898KB）（404）

月壤原位3D打印（增材制造）可实现月球基地的原位建造和关键部件的原位制造，大幅降低月球探测任务的成本和风险。搭建了选择性激光熔融模拟月壤实验系统，开展单轨成型实验，探索激光功率，扫描速度、首层粉末厚度对样品致密化的影响，同时测量了每条轨道的宽度和深度。研究结果表明，单轨宽度随着扫描速度的增高而下降，直至几乎不变。同一激光功率下，单轨深度随着首层粉末厚度增加而变深。单轨深度随着扫描速度的升高，先升高后下降。单条熔道密度可以达到2.5g/cm3，此时相对密度为86%。随着扫描速度增加，不同层厚单轨密度均稳定在1.7g/cm3。首层粉末厚度越薄时，单轨密度也是略高于其他层厚。这些数据将为原位建造技术提供重要支撑。

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应用iGMAS超快速星历的实时精密单点定位研究

徐伟证 , 康国华, 彭攀 , 周宏涛, 刘宗强, 赵腾

中国空间科学技术 2021, 41 (1): 29-37. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2021.0004

摘要（320）

PDF（pc）（8161KB）（160）

中国主导建设的国际GNSS监测评估系统（iGMAS）相比国际上比较成熟的IGS系统在产品精度等方面存在差别，目前实时精密单点定位应用多采用IGS实时、近实时产品。为改变这一现状，针对iGMAS产品特性以及实时精密单点定位对超快速精密星历的需求，对iGMAS超快速星历的精度和稳定性方面进行评估，设计了iGMAS产品实时/事后下载应用程序，开展了基于iGMAS超快速星历的实时精密单点定位研究，并结合NovAtel OEM617双频接收机进行了GPS实时精密单点定位试验。实验结果表明，在连续观测23min后定位误差即可收敛到分米级，较接收机原始定位精度高一个量级，且稳定性好，最终在E/N/U方向定位误差均方根分别为7.2cm、6.4cm、15.2cm，与应用IGS超快速星历实时PPP试验取得相近的结果。研究实现了iGMAS数据获取、评估和实时PPP应用的一整套方案，验证了iGMAS超快速产品的性能，对推进iGMAS产品的应用提供了借鉴。

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飞行器大气再入过程中黑障缓解方法综述

喻明浩, 邱泽洋

中国空间科学技术 2022, 42 (2): 1-12. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0016

摘要（361）

PDF（pc）（2375KB）（1167）

为了方便研究人员更好地掌握黑障的缓解方法及其研究现状，系统地介绍了目前航天领域中用于缓解黑障的多种技术方法。首先，简要介绍了黑障的成因以及研究现状，并阐述了电磁波在等离子体中的传播机理；其次，详细说明了14种黑障缓解方法的基本原理及其优缺点，这些方法包括改变空气动力学形状、引入正交电磁场、驻波检测法、提高入射频率以及太赫兹法等。随后，从功耗、尺寸质量、通信效果以及工程实用性等6个方面对每种方法进行了分类评估。最后，针对黑障问题后续的研究方向，提出了几点建议。

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航天器可展开薄膜遮光罩的构型设计与优化

彭涛, 林秋红, 李冰岩, 邱慧, 刘荣强, 罗阿妮

中国空间科学技术 2023, 43 (1): 129-138. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0013

摘要（136）

PDF（pc）（7453KB）（187）

针对当前航天器遮光罩轻量化的需求，在保证薄膜遮光罩有效面积不变的前提下，根据质量和有效面积占比设计了一款柔性平面薄膜遮光罩。以提高薄膜边缘应力的同时尽量避免有效圆面积占比减少为优化目标，对薄膜遮光罩的边缘做弧边优化设计。结果表明，当薄膜遮光罩为正六边形时，既能保证结构对称性，又能获得较低的单位有效面积占比对应质量。通过应力叠加法建立了薄膜遮光罩的应力分布模型，求出薄膜边缘应力的理论计算值。探究了弧边拱高的增加对薄膜边缘应力和有效圆面积占比的影响规律，当二者的函数曲线相交于一点时，可取为薄膜弧边的最优拱高。根据设计的薄膜遮光罩参数，搭建薄膜遮光罩的试验样机并进行展开试验。薄膜遮光罩可完全展开，薄膜边缘张紧度高，证明了薄膜遮光罩系统方案设计的可靠性，弧边设计可有效提高薄膜边缘的应力水平。

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卫星在轨故障案例与人工智能故障诊断

王亚坤, 杨凯飞, 张婕, 郭莉芳, 韩笑冬, 邢川, 王睿

中国空间科学技术 2022, 42 (1): 16-29. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0002

摘要（699）

PDF（pc）（1709KB）（620）

减少卫星在轨故障，使卫星按设计寿命要求在轨执行飞行任务是卫星设计的一个重要课题。为了分析在轨卫星故障的原因，探索最新的卫星故障诊断方法，首先收集了2003～2021年卫星典型在轨故障案例，然后对卫星故障从不同的维度进行统计分析和相关性分析，包括卫星平台与卫星故障的相关性、卫星在轨时长与卫星故障的相关性等，最后介绍了基于人工智能的故障诊断研究，包括国内外应用的基于人工智能的卫星故障诊断系统和故障诊断方法，以及针对时间序列数据的人工智能故障诊断方法。本研究可以为今后卫星系统设计、避免故障发生提供指导。

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星载SAR辐射定标及其精度分析

陶满意, 纪鹏, 黄源宝, 姜岩

null 2015, 35 (5): 64-70. DOI: 10.3780/j.issn.1000-758X.2015.05.009

摘要（942）

PDF（pc）（3082KB）（923）

随着星载合成孔径雷达（SAR)应用需求的发展，为了观测目标的物理特征，可以利用辐射定标技术获取更加精确的目标后向散射系数信息。主要完成单通道单极化条带成像模式下辐射定标及其精度分析，首先从雷达方程出发，进行严格的数学推导研究单通道单极化条带模式辐射定标技术；其次给出通过对已知雷达散射截面积的目标的观测，得到SAR图像上的灰度值与绝对的雷达散射截面积之间的关系；采用测量定标常数的方法，并基于辐射定标流程建立辐射精度误差模型和计算公式，重点研究了短期相对定标和长期相对定标中各因素对精度的影响。而且针对定标常数对绝对定标精度的影响给出了详细说明，指出星载SAR系统需要定期地完成系统修正。最后以TerraSAR-X卫星为例进行了计算验证，结果表明辐射精度预估值与实测值相差小于0.05 dB。

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天琴计划轨道构型长期漂移特性分析

万小波, 张晓敏, 黎明

null 2017, 37 (2): 110-116. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0044

摘要（1244）

PDF（pc）（4278KB）（1713）

为了实现天琴计划航天器轨道构型的长期稳定漂移并满足轨道构型的稳定性指标，文章应用优化算法搜索航天器初始最优瞬时轨道要素。建立考虑摄动情况下航天器轨道动力学模型，对导致等边三角形轨道构型发生长周期漂移的轨道要素进行了分析，并且将这些要素作为轨道设计的待优化参量，应用粒子群（ParticleSwarmOptimization，PSO）智能寻优算法进行优化，应用最终优化得到的轨道要素进行轨道构型仿真。仿真结果表明，在不进行轨道控制的情况下，4年内轨道构型呼吸角变化小于1.5°，臂长变化小于1500km，臂长变化速率小于10km/s，初步满足轨道构型的稳定性指标。

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基于GMF方法的捕风一号风速反演分析

范东栋, 卢敏健, 陈趁新, 高涵, 尉昊赟

中国空间科学技术 2022, 42 (2): 125-133. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0030

摘要（153）

PDF（pc）（10828KB）（138）

全球尺度高时空分辨率海面风场探测是当前全球气象研究及预报预测领域的关注热点之一，传统海面风场探测技术存在测量区域有限，且受天气环境限制明显等问题。基于全球导航卫星系统反射（GNSSR）测量技术风速反演原理，以捕风一号1级数据产品为输入，欧洲中期天气预报中心再分析风速数据为参考风速，采用地球物理模型函数（GMF）方法构建风速反演模型。分析了1级产品中不同参量，如卫星、观测天线、镜面点入射角、信噪比等，对观测特征量与风速的影响，确定了GMF经验模型分类和筛选方案并完成模型建立。对所生成的风速反演数据及其统计特性与飓风卫星导航系统（CYGNSS）相应数据进行了比对分析，表明反演风速以及反演偏差关于入射角、参考风速的分布特性均与CYGNSS数据趋势一致。初步展示了捕风一号卫星风速探测能力，可为后续探测性能提升和星座发展提供参考。

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