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（301）

PDF（pc）（4144KB）（350）

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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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（937）

PDF（pc）（1873KB）（1001）

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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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（725）

PDF（pc）（5162KB）（618）

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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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（465）

PDF（pc）（6882KB）（453）

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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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（196）

PDF（pc）（3596KB）（148）

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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中国空间太阳能电站发展综述

侯欣宾, 董士伟, 石德乐, 王立, 李明

中国空间科学技术 2026, 46 (4): 11-26. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0054

摘要（196）

PDF（pc）（19585KB）（146）

作为在空间进行大规模太阳能收集、转化并通过无线方式将电能传输到地面电网的航天工程，空间太阳能电站正在重新得到美国、日本、韩国、英国、澳大利亚等航天大国及有关国际组织和私营公司的广泛重视。中国从2006年开始在空间太阳能电站领域正式开展了持续的深入研究，已取得了国际瞩目的研究成果。回顾了中国空间太阳能电站领域20年的主要发展历程，重点介绍了中国分阶段空间太阳能电站发展路线图建议、具有中国特色的国际代表性空间太阳能电站创新设计方案以及在空间高压大功率发电与电力管理、高效无线能量传输等关键技术方面取得的重要成果，并提出进一步围绕空间太阳能电站关键技术的在轨验证和分阶段规模化应用发展建议，为中国开展以太空数据中心等为代表的更广泛的空间太阳能开发与利用奠定基础。

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载人月球科研试验站的人机协同设想

王翔, 黄震

中国空间科学技术 2026, 46 (4): 27-37. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0055

摘要（201）

PDF（pc）（10682KB）（137）

为应对月球低重力、强辐射、大温差、月尘污染及地月通信时延等极端约束，解决载人月球科研试验站长周期、广域化、高强度科研作业的问题，提出一种适配月面环境的人机协同作业框架。系统分析月球探测任务特征及人、机器人在月面作业中的核心价值，明确人类在未知场景判断、精细操作、故障处置、现场应急决策等方面的不可替代性，以及机器人在重复性作业、重体力劳动、危险区域作业、广域覆盖探测中的辅助优势。基于人员驻留、科研试验、资源开发、服务保障四大功能场景，完成人机任务分层分配，确立各个功能场景和任务的初步分工原则。以人机协同探测为典型任务，构建由人服系统、载人增压移动舱、机器人、月面与地面支持系统组成的协同探测体系，设计感知、决策、规划、操作四层信息交互架构，划分指令控制、决策管理、同意管理、例外管理四级协同等级，并给出兼顾安全与效率的协同模式选择流程。该人机协同模式可充分发挥人与机器的互补优势，为中国后续月球科研试验站建设与高效运行提供参考。

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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（534）

PDF（pc）（3965KB）（803）

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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航天测控网资源均衡分配的调度方法

翟政安;唐朝京;

中国空间科学技术

摘要（2065）

研究了航天测控网资源集中管理、统一分配的工作模式,以及满足多星测控任务的测控网资源调度方法。提出了测控网均衡调度的方法。首先面向任务,将卫星测控任务按优先级划分,按最优分配的原则进行分配,使测控网能够支持的任务数量大;在此基础上,考虑测控站负荷和备份再进行优化,使测控网内各测控站的负荷均衡。相比其他方法,考虑了任务执行的成功概率,各测控站任务分配更均匀,便于测控网的管理。

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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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椭圆轨道编队的构形变化控制方法

于萍;张洪华;

中国空间科学技术

摘要（1768）

推导了椭圆轨道编队的一些典型构形模态,指出椭圆轨道卫星编队的模态不同于圆轨道的构形模态,是极为丰富的。基于T-H方程的解析解,推导了副星在沿航向常值推力作用下的椭圆轨道编队的构形变化控制方法。推导的构形变化控制方法,通过合理的选择控制量的作用时刻,可达到大量节约燃料的目的。最后,给出仿真算例。

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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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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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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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基于积分域匹配滤波的系统误差检测

段晓君;朱炬波;王光新;

中国空间科学技术

摘要（1843）

目标跟踪中,如果用于数据融合的位置或速度测元中存在系统误差,可采用最小二乘意义上的微分平滑进行滤波及系统误差诊断。由于微分平滑精度较低,由此提出积分域匹配滤波,同时用这种方法检测系统误差。数学推导证明了积分域检测系统误差的精度高于微分平滑,仿真结果亦证实了此结论。

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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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关于单元表面吸收率的系统温度误差计算

张伟清;宣益民;韩玉阁;

中国空间科学技术

摘要（1804）

利用系统灵敏度理论和系统误差统计理论,通过引入辐射传递系数和角系数间的关系,针对漫发射、漫反射热系统,提出了关于单元表面吸收率的系统温度误差计算方法。以立方体内表面间的辐射换热为例,采用该计算方法对系统温度误差进行了计算。通过分析比较表明:采用该方法得到系统温度灵敏度具有较高计算精度,系统统计温度误差受实验次数影响,并且在均方差较小的情况下,系统统计温度误差之比等于系统温度灵敏度之比的绝对值。

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