中国空间科学技术

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铰接式空间桁架结构动力学建模研究

薛永刚, 鱼则行, 张大羽, 马小飞, 王辉, 陈国辉

中国空间科学技术 2026, 46 (3): 215-223. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0048

摘要（256）

PDF（pc）（4144KB）（296）

针对传统动力学建模方法因忽略实际铰链多自由度刚度而导致铰接式大型桁架结构动力学预测存在偏差的问题，对考虑完整铰链刚度特性的广义梁单元建模方法及其试验验证进行了研究。在经典铁木辛柯梁理论框架中，通过引入基于实测参数的完整铰链刚度矩阵，构建了能够表征铰链力矩传递特性的修正动力学模型。首先，设计铰链刚度测试实验，系统获取铰链在六个自由度上的刚度参数；并基于实测参数建立了修正的有限元分析模型，并通过对一个五周期单元的铰接式三角形桁架开展系统的模态实验，以验证模型准确性。模型验证结果表明：采用修正模型计算得到的前两阶弯曲模态频率与实验测量值吻合良好，相对误差均控制在10%以内；对比分析进一步证实，相较于传统理想铰链模型，修正模型能显著提升动力学特性的预测精度，凸显了铰链刚度对整体结构动力学行为的实质性影响。基于铰链刚度测试-仿真的联合建模方法，有效解决了因忽略铰链刚度而产生的模型系统性偏差问题，为航天器大型桁架结构的高精度控制和优化设计提供了可靠的数值仿真结果与理论支撑。

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中国通信卫星技术创新及未来发展

周志成, 李砥擎, 谭小敏, 陈东, 仲小清, 靳凡, 王兴龙, 陈余军

中国空间科学技术 2026, 46 (3): 34-46. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0035

摘要（728）

PDF（pc）（5761KB）（1171）

通信卫星作为卫星通信系统的核心关键环节，其发展直接关乎着未来新一代通信网络构建和航天产业化建设。本文综述了国际通信卫星系统的发展现状；系统总结了近十年中国民商用通信卫星的技术创新及应用情况；分析了中国高通量卫星、手机直连卫星、卫星互联网技术与国外的差距；提出了“协同组网、星地融合、智能管控”的发展思路；提炼了未来中国通信卫星发展的高中低轨协同组网、星地融合通信网络、智能化资源动态管控、超大容量全灵活通信和高集成智能化平台等核心方向与技术。为中国新一代通信卫星发展、星地一体融合通信网络建设提供支撑。

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极低轨卫星关键问题探讨与发展展望

王伟宗, 崔玉福, 陈志远, 张舒, 张广川, 贾晓冬, 贺碧蛟, 刘丽芹, 武迪, 何贵勤

中国空间科学技术 2026, 46 (3): 77-93. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0038

摘要（325）

PDF（pc）（5576KB）（383）

作为衔接临近空间与外太空的“第五空域”，极低轨域在超高分辨率遥感、低时延高信噪比通信及民生应急保底等方面具有传统轨道难以比拟的综合优势，是各航天强国重点布局的前沿领域。受大气阻力显著、环境扰动剧烈等特有约束，当前极低轨卫星面临“留不下、稳不住、用不好”的核心瓶颈。针对长周期业务化运行需求，系统梳理了极低轨卫星的关键技术体系与发展路径：在环境认知方面，探讨了多手段环境探测技术及高精度大气模型的构建方法；在平台技术方面，重点分析了以吸气式电推进为核心的先进动力系统、气动特性仿真与减阻设计、应对强时变非线性扰动的智能轨道与姿态控制策略以及高通量原子氧防护技术；在载荷与信息处理方面，阐述了适配极低轨环境的低延迟通信、亚目标级高分遥感载荷以及星上信息处理技术的发展现状。分析表明，极低轨开发亟需跨越从仿真验证到工程应用的鸿沟，未来应聚焦吸气式电推进样机研制、一体化气动减阻设计、高精度姿轨控等关键技术攻关及在轨飞行验证，为新一代空间基础设施的构建与应用提供支撑。

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对GEO卫星在轨加注的服务航天器组网方案优化

蒙波, 徐盛, 黄剑斌, 李志, 庞羽佳, 韩旭

中国空间科学技术 2016, 36 (6): 14-21. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0067

摘要（929）

PDF（pc）（1873KB）（920）

对地球静止轨道（GeosynchronousOrbit，GEO）卫星在轨加注燃料以延长其工作寿命蕴含着巨大的经济价值，而执行加注任务的服务航天器在轨组网方案直接影响在轨加注任务全局。文章以GEO卫星为在轨服务对象，开展了提供加注服务的航天器最优组网方案研究。提出了1个燃料存储站加N个加注飞行器的服务航天器体系架构，燃料存储站承载大量燃料，长期在轨稳定运行；加注飞行器机动运行，执行对GEO卫星加注任务，当加注飞行器燃料不足时，返回燃料存储站获取燃料。燃料存储站的质量、运行轨道，加注飞行器的数目、质量与运行轨道、对GEO卫星提供加注的加注飞行器任务分配等是组网方案研究的重点，建立了以对GEO卫星加注任务的响应时间短、服务系统成本低为互斥评价准则的服务航天器组网方案的多目标优化设计数学模型，分析了组网方案优化问题的求解方法及流程，采用多目标粒子群算法对服务航天器组网方案进行了优化设计，通过分析一组非支配优化设计结果对于2个互斥评价准则的平衡性，提出了1个燃料存储站加4～6个加注飞行器的服务航天器最优组网方案。

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GEO/IGSO混合区域导航星座的设计与优化算法

徐哲宇, 杜兰, 刘志豪

中国空间科学技术 2021, 41 (2): 19-30. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2021.0018

摘要（459）

PDF（pc）（6882KB）（384）

区域导航星座能够以较低成本和较短时间获得目标区域导航能力，且地球同步轨道是构建非极区区域导航星座的重要轨道类型。提出一种基于GEO（地球静止轨道）和IGSO（倾斜地球同步轨道）的区域导航星座设计方法。基于星下点轨迹特性构造对称星座设计参数和优化参数集，并考虑地球扁率长期摄动影响，计算星座轨道参数。以导航服务区的统计GDOP（几何精度因子）为目标函数，利用差分进化算法构建星座优化模型。以印度IRNSS的7星星座为例，仿真检验了设计和优化算法的正确性，讨论了IRNSS星座优化构型和轨道类型选取。本方法采用的对称星座设计参数少，能够提升GEO/IGSO混合区域导航星座的全局优化效率，为后续非对称星座快速提供最佳星数和构型设计。

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地球静止卫星电推进轨道保持策略优化

蒯政中, 沈红新, 李恒年, 何清波

中国空间科学技术 2018, 38 (3): 69-75. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0027

摘要（719）

PDF（pc）（5162KB）（541）

针对电推力器控制弧段长、传统轨道保持计算常用的脉冲假设不能适用的问题，提出了静止卫星轨道保持的平运动动力学模型和长期控制策略优化方法。由于轨道保持控制的是平均轨道要素，文章提出了一种基于春分点轨道要素的高精度平根外推动力学模型，与STK-HPOP模型比对高度吻合；提出了综合考虑轨道东西和南北控制的耦合控制优化模型，设计了基于序列二次规划的优化求解方法。仿真算例中研究了二推力器配置的静止卫星4周轨道保持问题，仿真结果表明，该方法可以优化长期轨道保持控制策略。

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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（1399）

PDF（pc）（8217KB）（1405）

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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高分辨率对地观测系统重大专项技术突破与展望

侯宇葵, 李明

中国空间科学技术 2026, 46 (4): 1-10. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0053

摘要（149）

PDF（pc）（3596KB）（111）

高分辨率对地观测系统重大专项是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》中确定的16个重大专项之一，从2002年提出到2022年完成实施评估，历时20余年，突破了多种平台、多种载荷关键技术，构建了高分辨率对地观测体系，大幅度提升了中国高分辨率数据自主获取及应用服务高效保障能力。本文以专项全周期实施实践为研究对象，回顾概念缘起、方案论证方法，分析专项重大技术突破，总结专项在产品开发、系统构建、产业推动、体系工程等方面取得的重大成就。并结合对地观测领域的发展趋势，对中国相关技术未来发展进行展望，提出超高性能、超宽范围、超大规模、超强智能等发展方向，有力支撑航天强国建设。

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空间微重力组合体及其控制

于绍华

中国空间科学技术 2019, 39 (5): 49-. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2019.0039

摘要（1004）

PDF（pc）（1448KB）（847）

空间微重力组合体是绳系卫星系统的升级版，有更强大的功能和应用前景。可是在无控状态下，新旧两款系统的留位（系绳伸出长度不变）和回收（系绳回卷收缩）运动都不稳定，必须置入有效的控制算法才能使其稳定运行。从绳系卫星的简化动力学模型入手，抓住微重力和动态运动中的惯性力相互关系，推导出基础型和扩展型的距离速率控制算法，简明有效地抑制这些系统的不稳定运动和改进空间组合体在轨交会对接控制技术。该算法也可应用于有分布质量和弹性变形的连续系绳的动力学模型以及其他更复杂的绳系卫星（家族）系统的控制中。

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月面科研站分布式能源系统研究

袁勇, 赵晨, 曹彦, 刘志强, 胡震宇

中国空间科学技术 2023, 43 (6): 32-42. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0081

摘要（525）

PDF（pc）（3965KB）（762）

月面科研站是月球科研站的月面探测集群，由多个任务单元组成，包括月面的指挥控制中枢、月面/月地通信系统、月面能源系统以及各个探测任务单元。能源系统是月面科研站的重要组成部分，为了高效地配置、调度和运维能源系统，提出了昼间以光伏发电为主、夜间核电系统进行能源补充的分布式能源系统方案。对月面科研站的分布式能源系统开展研究，分析了各个任务平台的发电能力、分析科研站的用电需求和各种载荷用电特点，对月面科研站分布式能源系统的体系构架进行了对比分析，优选星形构架的分布式科研站能源系统方案。提出10kW级长期载荷供电方案和系统构成，对月面科研站能源系统的关键技术和建造方式进行分析，能够应用于后续月面科研站的能源系统建设和组织运维。

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氮气分配器设计及其在模拟器中的应用

周建辉;杨春信;韩海鹰;王晔;李高;

中国空间科学技术

摘要（1978）

在风扇换热器组件冷却方案的基础上,提出氮气分配器通风冷却方案并进行合理设计。两种方案下模拟器的流场和温度场数值模拟比较表明氮气分配器方案下发热部件冷却效果更好,该设计方案能使模拟器内部温度保持在各部件正常工作的温度范围里,氮气最大温差控制在设计目标内,对微波布线提供了重要的参考依据。

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压降检漏法的影响因素及改进措施

闫荣鑫;刘平;冯琪;洪晓鹏;师立侠;

中国空间科学技术

摘要（2436）

介绍了压降检漏法的基本原理、漏率的误差分析,分析了常用压降检漏存在的问题。通过增加保压时间,选择高分辨率和高精度的测温计和压力计,可提高测试灵敏度。当被检件中的气体温度低于露点温度时,水蒸汽压影响测试精度。采用直接称重法确定被检件的有效容积,可减少测试误差,通过多次测量平均漏率可降低测试数据的偏差。

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基于DEM的星载SAR图像模拟以及用于图像精校正

尤红建;丁赤飚;吴一戎;

中国空间科学技术

摘要（2319）

根据星载SAR的距离-多普勒成像原理对DEM的三维位置点进行成像几何位置的计算,然后根据经验公式给出了雷达后向散射系数的模拟方法。针对DEM格网间隔和SAR图像分辨率的不同,以及由于侧视成像雷达的特点而导致山区的迎坡和背坡模拟图像点密度不均匀等问题,采用了基于DEM格网点内插的算法。最后应用模拟的SAR图像和真实图像匹配来实现星载SAR图像的几何精校正处理。通过采用RADARSAT的实际图像进行了图像的模拟和几何校正,证明了方法的可行性。

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GPS/SINS全组合导航系统的姿态组合算法

杜亚玲;刘建业;熊智;姜涌;

中国空间科学技术

摘要（1978）

利用卡尔曼滤波的GPS/SINS全组合导航系统中,将IMU量测的平台误差角简单的近似为姿态误差角,会带来较大的数学模型误差。文章通过分析姿态组合算法中平台误差角与姿态误差角物理意义的不同,得到了二者相互转换的关系式;从实际应用的角度出发,采用对观测向量预处理的方法,对姿态组合算法进行了改进,从而消除了数学模型误差,并且很容易进行工程实现。仿真结果表明使用改进后的姿态组合算法能够有效的提高全组合导航系统的精度。

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一种改进的广义旁瓣相消的波束形成算法

张小飞;徐锟;徐大专;

中国空间科学技术

摘要（1984）

在分析传统广义旁瓣相消器(GSC)自适应波束形成的基础上,提出一种改进的广义旁瓣相消器的波束形成方法,即基于特征结构的GSC波束形成算法(ED-GSC),该算法在投影特征空间中引入了期望信号方向矢量,能在期望信号功率较大时保持自适应波束形成方法性能,又能在期望信号功率较小时(甚至为零)具有较好的波束保形能力,对噪声有很好的鲁棒性。仿真结果表明:ES-GSC算法在高、中、低的信噪比下都具有较好的波束形成性能,是一种性能优越的波束形成算法。

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对异面椭圆轨道目标航天器的长期绕飞轨迹设计与控制

周文勇;袁建平;罗建军;

中国空间科学技术

摘要（1922）

研究了绕飞卫星对异面椭圆轨道目标航天器进行长时间绕飞观测的轨道设计与控制问题。首先建立了适用于目标航天器运行在椭圆轨道上的长期绕飞轨迹设计模型;得到了绕飞轨迹以目标航天器为中心且保持封闭的条件。然后,考虑绕飞轨迹安全性和完成任务的相对距离需求,针对具体目标设计了长期绕飞观测轨道。绕飞过程中存在的摄动和误差影响会使绕飞轨迹不能保持封闭,不满足任务需求,为此采用双脉冲方法对绕飞轨迹进行控制。仿真结果表明,对运行在异面椭圆轨道上的目标航天器,所建立的绕飞轨迹设计模型和轨迹控制方法可以用于长期绕飞轨迹设计与控制中。

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分布式SAR超分辨成像的卫星编队构形优化设计方法

冉承其;

中国空间科学技术

摘要（1984）

编队构形设计是分布式卫星系统总体设计的关键问题,提出了一种编队构形优化设计方法。针对主星带辅星群体制分布式合成孔径雷达(SAR)超分辨率任务,从优化系统效能的角度出发,将满足超分辨性能的时间比率和分辨率改善因子作为编队构形优化设计的目标函数,以基线矢量为中间变量,建立了目标函数与编队卫星轨道根数的关系,并采用遗传算法求解。对不同卫星数目的编队系统进行了优化设计仿真,并与干涉车轮和钟摆编队构形方案进行了分析比较,数值结果验证了该优化设计方法的有效性和正确性。该设计方法还可改变优化目标函数,以适应用户的任务要求。

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编队飞行卫星群相对轨道摄动运动分析

黄美丽向开恒;

中国空间科学技术

摘要（2274）

编队飞行卫星群在运行过程中将受到各种摄动因素的影响,相对运动队形可能受到破坏而影响飞行任务的完成。针对中、低轨道编队飞行任务,分析了各种摄动因素对编队卫星相对队形的影响;导出了编队飞行卫星群相对队形的稳定条件;最后,结合稳定条件对典型编队队形进行了分析。

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月球探测器软着陆机构发展综述

刘志全;黄传平;

中国空间科学技术

摘要（1740）

综述了月球探测器软着陆机构的发展概况;分析了国际上月球探测器软着陆机构的结构组成、工作原理及特点。对不同展开机构和缓冲器特点进行了分析,预测了月球探测器软着陆机构的发展趋势。

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微小卫星姿态控制系统半物理仿真设计及验证

张世杰;曹喜滨;王峰;

中国空间科学技术

摘要（2373）

针对利用反作用飞轮作为执行机构的微小卫星姿态控制系统,详细讨论了基于dSPACE实时仿真机、单轴气浮转台、星载计算机及陀螺和反作用飞轮实物的卫星姿态控制系统半物理仿真的方案设计;并利用该系统对仅用反作用飞轮的卫星姿态大角度机动控制模式进行了半物理仿真验证。仿真结果表明根据陀螺和反作用飞轮现有精度,设计的大角度姿态机动控制算法能够满足分系统技术要求,同时验证了半物理仿真系统方案设计合理、可靠。

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