当期目录

2025年, 第45卷, 第1期　刊出日期：2025-02-01 上一期   

全全选选:

导出引用 EndNote Reference Manager ProCite BibTeX RefWorks

隐藏/显示图片

陆地探测四号卫星专题

Select

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 2025 (1):  1-11.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0001 摘要 ( 186 )   PDF(8217KB) ( 248 )   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 | 计量指标

Select

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 2025 (1):  12-23.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0002 摘要 ( 65 )   PDF(8610KB) ( 35 )   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 | 计量指标

Select

星载大口径环形天线的系统设计 冯涛, 张庆君, 林坤阳, 王立朋, 张桥, 杨军刚, 肖勇 2025 (1):  24-33.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0003 摘要 ( 45 )   PDF(9223KB) ( 54 )   环形可展开天线是星载大口径、超大口径可展开天线的理想结构形式，是高轨遥感、高轨通信卫星应用的关键载荷。星载环形天线是由周边展开桁架和索网系统组成的典型预应力结构，型面精度和展开基频是其主要性能指标。在轨可靠展开是在轨应用的前提，可靠展开是设计的重中之重，以在轨性能指标需求为目标，分析了环形天线各系统参数对在轨性能指标的影响。通过对展开动力系统和传动力系统进行分析，阐述了环形天线各系统参数对展开可靠性的影响，总结了以结构静力学手段评价在轨性能设计和动力学手段评价展开可靠性的方法，明确了通过结构动力学方法进行强度校核和星上锁紧释放设计的星载大口径环形天线系统设计流程，提出了各设计参数的优化策略，并给出了系统设计算例，为未来超大口径星载可展开天线的技术研究和工程研制提供参考。 相关文章 | 计量指标

智能航天器专栏

Select

高轨航天器集群在轨服务智能任务规划方法 郑鑫宇, 曹栋栋, 唐佩佳, 张轶, 彭升人, 周杰, 党朝辉 2025 (1):  34-45.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0004 摘要 ( 49 )   PDF(7312KB) ( 66 )   针对高轨航天器多对多在轨服务任务规划问题，建立了考虑燃料消耗和任务时长两个优化目标的高轨航天器在轨服务任务规划模型，并提出了一种Q学习改进的多目标遗传算法（Q-learning-based Multi-objective Genetic Algorithm , QMGA）。首先，建立了基于四脉冲Lambert转移的多对多目标分配模型，并同时以速度脉冲和任务用时为目标函数，通过将问题解耦为轨道转移优化问题和目标分配优化问题实现了优化变量的降维，简化了计算过程。然后，结合Q学习提出了QMGA算法，采用Q学习在线更新多目标遗传算法的交叉概率与变异概率，提高了算法的寻优能力。最后采用QMGA算法求解模型，并将其计算结果与传统多目标遗传算法计算结果进行对比，发现QMGA算法可以得到更优的任务规划结果，计算得到的总速度增量消耗和总任务时间分别平均比MGA计算得到的结果减少了6.2%和19.7%。这一结果证明强化学习方法可进一步赋能传统智能优化方法，从而提升航天器集群任务能力。 相关文章 | 计量指标

Select

基于数字孪生和机器学习的卫星未知故障检测方法 沈英龙, 蔡君亮, 林佳伟, 杨帆 2025 (1):  46-58.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0005 摘要 ( 23 )   PDF(5406KB) ( 13 )   卫星传统故障诊断方法及现有的数据驱动诊断方法都存在无法找出异于已知故障类型的未知故障的问题，可靠性与安全性较低。针对上述问题，提出基于卫星数字孪生体和多种机器学习模型的故障诊断与未知故障检测方法。首先，通过卫星数字孪生产生覆盖各种类型故障的仿真数据，并利用XGBoost分类模型和卫星真实故障样本验证了数字孪生数据的高仿真性，实现了已知故障类型的诊断。在此基础上，考虑到现有诊断方法无法精准识别未知类型故障的发生，提出一种分布外检测模型Con-DAGMM，通过正常数据和已知类型故障数据训练模型，实现了对未知故障的及时预警。利用数字孪生数据与在轨卫星真实故障数据进行实验，实验结果表明，所提方法故障诊断精度高，在测试数据上的平均准确率达到98.8%，且Con-DAGMM实现了高性能的未知故障检测，在精准率、召回率和F1分数上优于Deep-SVDD等对比方法。结果表明，卫星数字孪生可以克服卫星历史数据中故障样本稀缺的问题，且分布外检测的思路能成功应用于卫星未知故障的预警，提高了在轨卫星的安全性与可靠性。 相关文章 | 计量指标

Select

资源强耦合下改进遗传测控调度方法 尹霞, 韩笑冬, 李朝玉, 徐瑞 2025 (1):  59-68.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0006 摘要 ( 20 )   PDF(3665KB) ( 14 )   随着航天器智能化发展，航天器数量增加、任务数量及复杂度增加导致智能航天器测控需求增加，测控调度资源耦合程度增大，求解空间维度呈现指数型增长，然而现有方法对资源耦合问题的研究较少且调度效率无法满足任务需求。针对上述问题，提出了资源强耦合下改进遗传测控调度方法，首先对多星测控调度问题进行建模，分析测控调度问题中的资源耦合性，定义适应度函数及哈希表类型的冲突字典；在遗传算法基础上设计了任务序列与收益并存的二维染色体编码形式，提出了优势任务相关的初始种群多线程并行生成方法，引导优化解的探索方向；设计了并行顺序解耦的交叉、变异算子，在冲突字典的辅助下，按照基因顺序实现高效实时的资源耦合处理，最终通过迭代得到测控调度解序列。通过多组仿真试验结果，证明了该方法均具有良好的收敛性，且与常规遗传算法对比试验中，该方法任务收益平均提高了21.31%，同时运行时间平均降低了24.36%，进而验证了资源强耦合下改进遗传测控方法的高效性，为智能航天器运行及管理提供技术支撑。 相关文章 | 计量指标

空间科学与试验专栏

Select

宜居行星观测变量体系验证方法研究 欧阳青林, 刘冀林, 霍卓玺, 杨孟飞 2025 (1):  69-80.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0007 摘要 ( 39 )   PDF(9939KB) ( 19 )   宜居行星搜寻及生命信号探测是系外行星探测的热点方向，也是天文学和空间科学的前沿领域。当前相关研究面临的挑战主要有如何量化评估行星宜居性，以及如何确认观测信号代表生命存在等。为了解决上述问题，介绍了宜居行星的观测变量体系以及体系中各项要素，并提出了在对行星的有限了解情况下利用观测变量体系准确估计行星宜居性的方法。为进一步验证观测变量体系的完备性，针对体系中特征量及观测量映射开展研究。通过梳理观测变量体系的要素，模拟宜居行星的大气光谱，分析了结合真实观测数据验证模型准确性和有效性的需求，指出地球作为目前唯一已知的宜居行星样本，是系外宜居行星的绝佳观测样本。在此基础上，分析了国内外开展的将地球作为系外行星的观测研究，总结了其观测方法、研究结果和优劣势。提出了在深空轨道对地球开展积分光谱观测的任务展望，以获取实测数据。该任务能够对观测变量体系及映射完备性进行验证，为系外宜居行星探测任务提供支撑。 相关文章 | 计量指标

Select

基于近场热辐射的可变发射率空间辐射器技术 徐德宇, 汪国云, 孟繁孔, 赵军明 2025 (1):  81-87.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0008 摘要 ( 25 )   PDF(5448KB) ( 19 )   针对载人航天热控系统辐射器根据最大热负荷设计、难以适应低温工况的问题，研究了基于近场热辐射调控的可变发射率辐射器技术。建立了近场热辐射参与的辐射器等效发射率模型，利用涨落电动力学和半导体载流子输运理论求解近场辐射热流和等效发射率随电压的依变关系。在此基础上，建立了变发射率辐射器与单相流体回路耦合传热模型，仿真分析了该方案对工质温度的调控性能。结果表明，在-5~20V的电压范围内，发射率的变化量可达0.62，保温工况下最低发射率可降至0.2以下。与单相流体回路配合使用，通过调节电压可使得全氟三乙胺工质在各种内部热负荷和外部热环境下均维持在正常工作温区（-100~50℃），提高了热控系统的适应性。虽然目前制备难度和成本较高，但随着微纳加工技术的发展，该技术有潜力服务于载人深空探测等热环境更加复杂多变的航天任务。 相关文章 | 计量指标

Select

基于经验和物理模型对热层大气密度的评估 岳超, 朱俊, 刘晓佳, 王军 2025 (1):  88-98.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0009 摘要 ( 17 )   PDF(8491KB) ( 9 )   低轨航天器所受的大气阻力与大气密度密切相关。精确计算大气密度，可以减少航天器精密定轨和轨道预报的误差。采用大气密度经验模型MSIS2.0、DTM2020、JB2008以及物理模型TIEGCM2.0，对历史强磁暴、大磁暴和小磁暴期的热层大气密度进行模拟，并分析模拟值与CHAMP和GRACE卫星原位探测数据的差异，评估各模型的表现能力。模拟结果表明：①经验模型的模拟效果优于TIEGCM2.0物理模型，MSIS2.0和JB2008的模拟值分别比卫星原位探测数据高28%～44%和13%～30%，DTM2020的相对误差最小，在-16%～11%之间；②在磁暴开始前或结束后的地磁平静或扰动期，DTM2020的模拟效果最优，其与观测值的中心均方根误差在0.3～0.6之间。在磁暴期，JB2008的模拟效果最优，观测与模拟值的相关系数在0.9左右；③对于物理模型TIEGCM2.0，当空间分辨率从5°提高到2.5°时，模拟结果与观测数据之间的平均相对误差从20%下降至17%。以上研究结果表明，各模型对不同空间环境有不同的适用性。在航天工程应用中，可以考虑多模型结合的方式对大气密度进行计算，以提高轨道计算精度。 相关文章 | 计量指标

综述

Select

针对分布式多热源的两相回路技术研究发展现状 毕涵礼, 贾志超, 李国广, 吴琪, 刘畅, 张红星, 苗建印 2025 (1):  99-112.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0010 摘要 ( 18 )   PDF(11932KB) ( 13 )   随着空间技术发展，航天器载荷集成化程度不断提高，热控系统须对分布式、多器件的热量进行收集与排散，确保器件之间的温度一致性。此外，航天器载荷功能性能增强，须推进多载荷与平台的一体化热设计。因此，须建立针对分布式多热源的有效热收集、传输与排散方法。首先，对三种单驱动两相回路的研究现状进行了调研，单驱动模式在解决多热源散热问题时存在低干度限制、蒸发器数量限制和流量分配不均等问题，因此难以满足多热源散热需求。随后，调研了针对分布式多热源的两种双驱动两相回路技术的研究现状，总结了其技术优势。受到植物输运散热系统的启发，大树是在树根渗透压和树叶毛细力的共同作用下进行稳定的供液和散热，提出了多蒸发器“渗透压+毛细力”双驱动两相回路系统，分析了其优势：利用渗透压可提升环路热管的循环驱动力，改善系统运行稳定性、实现多个热源间流量自适应调节和消除低干度限制。最后，进行了总结及给出了未来研究建议。 相关文章 | 计量指标

论文

Select

基于位置细胞与网格细胞信息融合的类脑导航方法 刘晨, 熊智, 华冰, 张玲, 杨闯, 邹伟全 2025 (1):  113-123.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0011 摘要 ( 16 )   PDF(6505KB) ( 7 )   哺乳动物具备根据大脑中的导航细胞感知外源性信息以及自运动信息进行自身定位与导航的能力，这为发展智能性高、自适应性强的无人机导航方法提供了较好的生物模型。对关键导航细胞神经机理以及信息融合建模方法进行研究，针对传统基于视觉的类脑认知地图构建方法回环检测实时性不高，检测点稀疏的问题，提出了基于位置细胞与网格细胞信息融合的类脑导航方法。首先，利用连续吸引子神经网络以及各向同性高斯网络分别对网格细胞以及位置细胞进行建模，实现了路径积分以及位置测量，在此基础上提出网格细胞置零算法提高了网格细胞大范围计算效率；其次，通过赫布学习规则得到两种细胞网络的连接权值矩阵，实现了位置细胞对网格细胞路径积分的实时校正过程；最后，基于神经元群体矢量加权平均以及网格细胞顶点位置处理解码方法得到无人机的三维位置。实验结果表明：所提方法能够在大范围空间内对无人机三维位置进行精确解算，相较于传统导航定位算法精度有所提升，进一步拓展了无人机三维类脑导航方法的应用范围。 相关文章 | 计量指标

Select

航天微波通信中的无源互调问题及其关键技术 陈翔, 王小丽, 孙冬全, 双龙龙, 胡天存, 崔万照, LEI Wang 2025 (1):  124-134.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0012 摘要 ( 15 )   PDF(8820KB) ( 16 )   无源互调（Passive Intermodulation，PIM）是大功率多通道微波通信系统中一种常见的干扰现象。PIM干扰对具备收发天线共用体制、高发射功率、高接收灵敏度等特点的航天微波通信有着严重威胁。PIM在航天通信系统中普遍且长期存在，有效解决PIM问题是相关通信载荷顺利研制和在轨安全运行的先决条件。中国下一代空间通信应用中，极高发/收比PIM问题更为复杂多样，PIM干扰控制成为航天工程研制和发展中举足轻重的关键技术。该文从机理、分析预测、检测定位及抑制技术等方面，全面总结了PIM问题的特点及研究现状，探讨了解决PIM问题的关键技术，结合航天应用背景，深入分析了PIM研究重点及关键技术发展趋势，为航天工程中的PIM相关研究和技术应用提供一定的参考。 相关文章 | 计量指标

Select

大规模高动态星座网络信息同步方法 孔祥磊, 孙弋舒, 吴学友, 高建威, 田志新 2025 (1):  135-142.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0013 摘要 ( 15 )   PDF(3371KB) ( 8 )   多星完成协同任务规划的关键输入要素是卫星掌握全星座状态信息。面向大规模星座星间拓扑高动态变化、星地任务传输或星间任务传输链路频繁切换，提出一种分布式自主任务规划信息同步方法。通过将星座网络在离散时间域上进行拆分，充分考虑星座网络拓扑的规则性和不可预测性，针对卫星状态具备可预测性和不可预测性，设计星座卫星之间的信息全局透明化交互策略。该策略实现分布式星上自主协同决策，显著降低对地面测控资源的依赖，提升星座自主任务规划的智能性和执行能力。对星间链路频繁断开、重建、卫星故障或新卫星补充导致的星座拓扑变化，该策略具备快速调整能力。仿真校验了理论的有效性。 相关文章 | 计量指标

Select

具有形态适应性的flasher折纸模型构型设计方法 郑威, 郭策, 马啸飞, 董傲, 张镇 2025 (1):  143-152.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0014 摘要 ( 16 )   PDF(5551KB) ( 10 )   针对经典flasher折痕折展形式单一、缺乏可调整性和自适应能力差等问题，在经典flasher模型几何关系研究的基础上，通过建立数学模型和理论推导，提出了一种具有形态适应性的flasher折纸模型的折痕设计方法，实现了对flasher折纸模型折叠高度、折叠-展开曲率的调节，并进行了数值仿真和实验测试。结果表明，新的折痕设计方法不但可以缩减flasher模型折叠高度，大大减小相关结构体积，还可以改变模型的折叠-展开曲率，有效提升了flasher折展结构的适应性和灵活性，可适用于大型空间折展机构的构型设计，具有较好的借鉴意义。 相关文章 | 计量指标

Select

遥感船只快速目标检测技术及应用 王海涛, 贺治钧, 周天启, 马岳 2025 (1):  153-161.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0015 摘要 ( 18 )   PDF(5459KB) ( 11 )   目前现有的大部分方法对细粒度遥感船只检测识别精度较低，并且星载计算机算力有限，常用的浮点精度数据类型所带来的大量计算和存储需求使其难以满足模型在轨部署的需求。面向这些挑战，提出了一种基于模型量化的细粒度遥感船只快速目标检测方法。首先设计了一种基于融合智能的检测网络，解决了“类内差异大、类间差异小”的难题，可有效提高细粒度船只检测识别的准确度。在此基础上，进一步提出了一种高精度的模型量化方法对裁剪边界实现了优化，可有效提升在轨遥感图像检测识别速度。在多个数据集上的测试表明，所提出检测方法相比于现有研究实现了超过5.9%的最大精度提升，同时量化方法可实现1.2%的最大性能提升，可在降低模型计算量的同时保持较高的精度，可适用于星载计算机的应用。 相关文章 | 计量指标

Select

基于拉普拉斯边缘增强的SAR影像水体提取研究 李可, 李大成, 苏巧梅, 杨毅 2025 (1):  162-172.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0016 摘要 ( 16 )   PDF(5526KB) ( 8 )   在深度学习水体提取中，存在卷积神经网络对低级语义特征识别效果不佳的问题，比如对小型湖泊、细小河流识别不到。针对此问题，提出了一种基于拉普拉斯（Laplace）边缘增强的水体提取方法，通过拉普拉斯算子对预处理后的SAR(Synthetic Aperture Radar)数据集进行卷积操作，生成拉普拉斯边缘特征层，再将原始图像与生成后的边缘特征层进行融合得到边缘增强后的SAR数据集，使水体边缘更加清晰；在此基础上再利用DeeplabV3+和U-net两种语义分割模型进行水体提取。实验表明，相较于无处理的DeeplabV3+和U-net模型，经过Laplace算子处理后的两种模型对不同地区的水体提取效果均有提升，其中，经过Laplace算子处理后的U-net模型对大型水体、小型湖泊以及细小河流的提取效果最佳。 相关文章 | 计量指标