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小波分析在GPS卫星故障检测中的应用 何立文, 李新国 中国空间科学技术    2017, 37 (6): 56-.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0084 摘要 （967）      PDF（pc） （1373KB）（1495）    可视化    目前基于扩展卡尔曼滤波的残差卡方检测法已在接收机自主进行GPS卫星故障检测方面得到广泛应用，但该方法存在依赖系统数学模型、检验延迟等问题。文章提出一种基于小波分析的GPS卫星故障检测法，利用小波分析在时频域表现出良好的细节处理特性，将GPS接收机的可测数据即伪距观测数据和位置定位数据作为处理对象，进行多尺度下的分析，通过识别异常点来判断故障的发生。仿真结果表明，该方法具有高效灵敏、简洁直观、易于工程实现等特性，有助于保证导航系统的可靠性和稳定性。 相关文章 | 多维度评价

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回合制轨道博弈中MCTS算法的改进与应用 郑鑫宇, 张轶, 周杰, 唐佩佳, 彭升人, 党朝辉 中国空间科学技术    2024, 44 (5): 75-82.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0075 摘要 （237）      PDF（pc） （3370KB）（445）    可视化    航天器回合制追逃博弈中的变轨感知延迟使得微分对策法求解困难，基于深度强化学习的博弈算法可解释性弱，在工程上的运用仍存在风险。针对航天器回合制追逃博弈问题，提出了一种预测价值积累的蒙特卡洛树搜索（PVA-MCTS）算法。该算法基于航天器轨道运动的可预知性，对博弈过程中的决策价值进行预测并积累，解决了航天器回合制追逃博弈奖励稀疏、时间跨度大的问题，采用的自适应扩展方法提升了学习效率。将其用于求解航天器回合制追逃博弈问题，并与蒙特卡洛树搜索（MCTS）算法求解得到的结果对比，结果表明PVA-MCTS算法对追踪航天器和逃逸航天器分别有约27.6%的追捕用时缩短和约6.8%的逃逸时间延长。该算法的提出可加快推进后续轨道博弈技术在非合作目标接近、碰撞规避等领域应用的落实落地。 相关文章 | 多维度评价

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面向角动量包络的姿态机动轮系力矩分配方法 雷拥军, 刘洁, 袁利 中国空间科学技术    2025, 45 (5): 121-131.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0080 摘要 （101）      PDF（pc） （4767KB）（93）    可视化    由于反作用轮输出能力受限，航天器姿态机动中易出现其力矩饱和与角动量饱和而影响机动能力。针对该问题，对冗余轮系航天器姿态重定向机动中的力矩分配及角动量管理方法进行了研究。首先，根据航天器惯量参数和指定姿态机动方向，确定出沿机动欧拉轴旋转时轮系角动量到达其包络处的合成角动量，以及各反作用轮在包络处角动量与到达包络时其角动量的变化量，并由轮系合成角动量达到包络面的可变范围确定出沿机动方向的星体可达最大角速度；其次，设计了机动过程中反作用轮与其角动量变化量成正比例关系的理想角动量变化率，该变化率的L∞-范数应满足力矩约束条件，由此确定出该姿态机动可达最大力矩；然后，构建了反作用轮角动量实际变化率与其理想变化率偏差的二次函数，通过极小化该函数获取了一种反作用轮跟踪角动量理想变化率的力矩分配律，实现轮系角动量可达其包络；最后，开展与L2和L∞力矩分配方法的姿态机动数学仿真对比验证，结果表明在相同姿态机动力矩需求下所提出方法有效地避免了反作用轮力矩饱和与角动量饱和问题。基于给出的角动量包络可达的星体姿态机动最大角速度、最大角加速度选取方式，并结合面向角动量包络的轮系力矩分配律，星体可自主地以最大能力实现任意方向姿态机动，从而有效地提升了航天器姿态机动的敏捷性与自主性。 相关文章 | 多维度评价

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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 （166）      PDF（pc） （4775KB）（155）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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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 （1080）      PDF（pc） （8217KB）（1091）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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柔翼结构飞行器智能控制系统关键技术与途径 贾贺, 刘靖雷, 马可瑶, 闫云龙, 裴晓燕, 刘海烨, 王永滨 中国空间科学技术    2024, 44 (4): 59-70.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2024.0058 摘要 （283）      PDF（pc） （2366KB）（501）    可视化    柔翼结构飞行器具有轻质、空间集成、重复使用、有较大的阻力面积和升力系数等优点，可实现巡航飞行、低速驻空、再入返回、气动减速、定点归航、着陆缓冲等功能，是当前的研究热点。智能控制系统是柔翼结构飞行器飞航与回收着陆系统的核心技术之一，结合智能技术在控制系统中的应用研究与工程实践，对柔翼结构飞行器智能控制系统及其技术特征进行了分析；介绍了刚-柔组合体一体化控制与仿真、环境感知与健康状态在线评估、航迹规划与跟踪飞行控制、集群飞行控制、着陆与缓冲智能控制、智能硬件容错与重构等关键技术。对柔翼结构飞行器智能控制系统的未来发展进行了思考，提出了飞行环境的智能及柔性感知、气动参数的在线识别、多任务模式自主执行及控制系统的演进学习等发展建议，通过对智能控制技术持续不断地研究与实践，为柔翼结构飞行器系统的研制提供强有力的支撑。 相关文章 | 多维度评价

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电推进等离子体对C55导线绝缘材料的溅射机理研究 于博, 邓若男, 张广川, 张岩 中国空间科学技术    2025, 45 (5): 160-169.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0083 摘要 （104）      PDF（pc） （8404KB）（62）    可视化    电推进等离子体对C55导线绝缘层的溅射影响对航天器安全运行有重要意义，绝缘层遭到破坏的导线可引起气体击穿短路或导线间短路，严重影响飞行器的在轨工作可靠性。为研究相关的溅射机理，开展Xe等离子体对聚四氟乙烯（C55导线绝缘材料）的溅射试验。具体地，采用石英晶体微量天平（QCM）测量及推算靶材的固态物溅射产额，采用电子称重天平测量及推算靶材的总溅射产额，采用场发射扫描电镜测量QCM表面收集物和真空舱排出尾气的元素成分，在获取上述测量数据和变化规律后，推断Xe等离子体对聚四氟乙烯的溅射产物以及相关溅射机理。试验结果如下：当离子入射能量不断升高时，会产生不同的溅射产物，在10eV以内，溅射产物主要是-［CF2］-长链结构（固态），当入射能量高于10eV时，会产生-［CF2］-短链结构（气态），并且整个过程中的固态物溅射产额会出现先升高、再下降又升高的趋势，这种变化趋势与-［CF2］-长链脱离速度和裂解速度变化的单调性差异有关。研究揭示了等离子体对聚四氟乙烯溅射作用的物理机制，即溅射机理与产物有很大关系，进而可对溅射产额产生显著影响，该机理可为后续建立等离子体聚四氟乙烯的溅射产额预估模型提供理论基础。 相关文章 | 多维度评价

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系外行星成像探测：光学恒星干涉技术 胡晨宇, 刘慧根, 张利剑 中国空间科学技术    2025, 45 (5): 33-48.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0074 摘要 （154）      PDF（pc） （4598KB）（171）    可视化    系外行星探测是现代天文学的重要前沿领域。聚焦光学恒星干涉技术，系统解析其原理，探索其在极近角距、超高亮度对比度恒星-行星系统中的应用潜力，并融合量子信息理论框架，评估其超分辨率成像的可能性。基于经典光场相干性理论，阐述恒星干涉技术的核心原理，分析该技术在双点源系统分辨与复杂天体成像中的应用。通过引入量子参数估计理论，重新审视了双点源分辨问题，探讨量子启发式干涉测量在超分辨成像中的优势。通过多个望远镜组成长基线干涉仪，光学恒星干涉技术可突破单望远镜的衍射极限，实现高分辨率和高对比度的天文成像。特殊的干涉方案，如消零干涉和相位参考干涉测量，在高亮度对比度双星系统成像中展现了重要优势。结合量子信息理论与参数估计框架，量子启发式干涉测量方法能够达到双星分辨和角距测量的量子极限。光学恒星干涉技术通过长基线与特殊干涉构型，可以对高亮度对比度的系外行星实现高分辨率成像。该技术结合量子估计理论，使得双星分辨和角距测量突破直接强度测量的经典极限，展示了其在实现超分辨成像方面的潜力。 相关文章 | 多维度评价

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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 （993）      PDF（pc） （1709KB）（1312）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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宜居行星生命信号光谱探测技术研究进展与展望 张启航, 张乃心, 欧阳逸馨, 龙锡洋, 侯心兰, 张晓静, 刘冀林, 霍卓玺, 田玉玺 中国空间科学技术    2025, 45 (5): 1-13.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0071 摘要 （241）      PDF（pc） （5674KB）（168）    可视化    光谱技术作为一种重要的分析工具，广泛应用于生命信号的探测和行星宜居性评估。综述了近年来光谱技术在宜居行星探测和生命特征信号分子探测方面的最新进展：首先介绍了常见的宜居星球生命信号标志物气体小分子的光谱特征；然后介绍了红外光谱精密测量技术，重点讨论了分子红外光谱受空间环境因素的影响；接着阐述了分子光谱探测技术在星际、大气分子探测方面的研究进展；最后展望了光谱技术在系外行星生命探测中的潜力，探讨了地面光谱模拟装置以及人工智能技术在系外生命光谱探测方面的潜在应用。 相关文章 | 多维度评价

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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 （488）      PDF（pc） （2018KB）（1119）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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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 （612）      PDF（pc） （6075KB）（1422）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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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 （1782）      PDF（pc） （2660KB）（2725）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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月球南极导航星座构型设计 高为广, 李罡, 王申, 刘迎春, 武国强 中国空间科学技术    2025, 45 (5): 91-100.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0077 摘要 （178）      PDF（pc） （7869KB）（164）    可视化    针对月球南极卫星导航星座构型开展研究。对比了月球环月轨道和三体轨道的动力学特性，提出了适用于南极导航的以近直线晕轨道（Near-rectilinear Halo Orbit，NRHO）和偏心率冻结轨道（Elliptical Lunar Frozen Orbit，ELFO）为主的混合异构星座思路。构建了以导航星座值（Constellation Value，CV）和建设成本为双重优化目标，以不同轨道内的卫星数量、ELFO卫星轨道参数作为决策变量，采用带精英策略的非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ，NSGA-Ⅱ）进行月球南极导航星座构型优化设计。仿真结果表明，2颗NRHO卫星+4颗ELFO卫星的星座构型，可实现月球南极CV值95%、定位精度50m。相关成果可为后续月球南极导航星座的研究及工程应用提供参考。 相关文章 | 多维度评价

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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 （1919）      PDF（pc） （7344KB）（2162）    可视化    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。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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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 （334）      PDF（pc） （5812KB）（585）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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飞跃探测全过程最优轨迹设计及实时控制方法 于萍, 王浩帆, 王泽国, 付仁皓 中国空间科学技术    2025, 45 (5): 110-120.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0079 摘要 （124）      PDF（pc） （5552KB）（124）    可视化    飞跃探测是一种新颖的地外天体探测任务形式，是上升任务和着陆任务的复合过程。研究了兼具飞跃全程轨迹优化及实时性的控制方法。在标称轨迹优化方面，不同于传统的分段优化方法，从飞跃全程优化的视角出发，提出了解析与偏微分方法结合的全程轨迹设计方法。在实时轨迹控制方面，基于预测校正的思想，应用Jacobian矩阵，通过综合修正轨迹参数和推力方向，来确保终端状态的实现。实时轨迹控制中应用的Jacobian矩阵的计算公式均为显示解析形式，且仿真表明仅需2次迭代即可满足控制需求，说明了算法的实时性。在相同的仿真条件下，与离线的全程凸优化算法相比燃料仅相差20g，说明了其燃料优化性能与全程凸优化算法相当。该方法可以适用于常推力飞跃全程轨迹优化及实时轨迹控制，能够保证飞跃任务轨迹的全程最优性和控制的实时性。 相关文章 | 多维度评价

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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 （229）      PDF（pc） （7542KB）（658）    可视化    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。 相关文章 | 多维度评价

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陆地探测四号星载GNSS导航系统设计及在轨效能分析 王振兴, 王煜斌, 毛志毅, 田晓彬, 刘志佳, 黄勇, 邵明学 中国空间科学技术    2025, 45 (1): 12-23.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0002 摘要 （569）      PDF（pc） （8610KB）（391）    可视化    陆地探测四号01星（LT4A）是全球首颗地球同步轨道合成孔径雷达业务卫星，依赖星载高轨GNSS导航接收系统实现在轨导航，并首次工程化应用于地面精密定轨任务。对星载高轨GNSS导航接收系统的在轨表现和工程化设计进行分析研究，通过星载BDS和GPS实测漏信号数据，进行了星载观测数据质量评估，并重点研究了利用星载高轨GNSS漏信号进行事后精密定轨的性能。研究结果表明，LT4A星载高轨GNSS导航接收系统可稳定捕获和跟踪BDS B1I和GPS L1频点的导航信号，满足卫星在轨实时和地面事后定轨精度需求。采用星载BDS+GPS联合精密定轨，重叠轨道内符合精度径向优于1.87m，三维优于3.07m；外符合精度径向优于1.81m，三维优于4.71m。针对高轨导航收星特点及卫星应用时效性需求，定轨系统可全流程自动化运行，保证轨道平滑及连续性，控制勒让德高阶误差引入，相关成果可应用于中国后续搭载GNSS接收机的高轨对地观测卫星计划。 相关文章 | 多维度评价

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小天体表面重建技术及在自主光学导航中的应用 田启航, 刘一武, 王立, 闫斯畅, 林大泳, 华宝成, 梁潇 中国空间科学技术    2025, 45 (5): 75-90.   DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0098 摘要 （192）      PDF（pc） （10036KB）（123）    可视化    自主光学导航是飞行器实时定轨中的一项关键技术。对于深空小天体任务，由于通信时延的限制，地面可干预的制导方法能力上明显受限。在上行链路带宽有限及目标物理特性未知的情况下，该问题将会变得更加棘手。因此，星上自主的相对导航系统具有不言自明的意义。针对未来小天体探测任务中的自主光学导航问题进行了研究，提出了一种基于视觉成像数据的测量框架。该测量框架由地面支持系统及星上特征识别系统两部分组成。地面支持系统集成了运动恢复结构及立体光度法两种主要测量方式，用于不同图像分辨率下导航特征的制备工作，主要包括小天体全球模型及局部区域陆标地图。星上特征识别系统主要利用制导、导航与控制系统（GNC）提供的先验知识及地面上注的导航特征，实时生成预测图像，并与实拍图像进行配准。修正后的方位测量值可作为星上导航滤波器的输入，用于更新飞行器状态。首次提出使用ICQ模型进行在轨面目标视线跟踪，所需上注数据量仅为常规模型的20%，可实现3%目标像素直径的指向测量精度。首次应用频域掩膜NCC技术实现在轨特征识别，相比于传统标准NCC，在相同测量精度条件下，计算效率可提升约1个数量级。以实际在轨数据及仿真验证为例，对该框架的测量原理及性能进行了论述。所提出的框架可实现自主及高效的飞行器定位。 相关文章 | 多维度评价