全球高分光学星概述(一):美国和加拿大

目前,美国高分辨率光学卫星在技术与应用方面处于世界领先地位。锁眼-11(KH-11)与天基红外系统(SBIRS)卫星主要用于军事目的,KH-11地面分辨率(全色)达到0.1m。在低轨高分光学星中,数字全球星座(DigitalGlobe Constellation)卫星(QuickBird-2、GeoEye-1、WorldView-1/2/3)是主要的商业遥感卫星,地面分辨率(全色)可达0.31m。地球静止轨道高分光学星处于研制之中,设计分辨率(全色)为1m。此外,美国也高度关注小卫星星座与纳卫星/立方星星座的研发与应用。加拿大光学卫星主要应用于空间碎片与近地小天体监测,用于极地气象服务的光学相机已基本研制成功。文章着重阐述美国和加拿大对地观测高分辨率光学卫星的运作、技术状态与发展趋势。     

空间仿生可变构智能感知网络技术

基于仿生集群系统感知功能与行为的视角，提出了空间感知网络的若干前沿科学问题，包括仿生可变构异构空间分布式智能感知网络设计、单星自主机动对准和协调操控、星群协同相对测量与控制等。在干扰对抗态势下，空间感知网络的生存智能需求是保持各节点的可变构型网络、异构分布式感知与协调控制，从抗扰、容错和节能等角度提出了未来智能感知网络所应具有的安全、绿色和免疫等特征。仿生空间感知网络的目标是通过可变构异构分布式星群设计，实现星群多源信息融合和“眼、耳、脑、体、群”的智能协调，提高感知网络的智能协调能力以及对于空地目标与空间态势的感知、理解、预判和机动处置能力。     

灾害监测应急虚拟卫星星座及应用服务研究

建设灾害遥感卫星及应用服务系统,对于应对我国严峻自然灾害形势、提高综合防灾减灾与灾害应急管理能力具有重要意义。文章依据自然灾害管理的备灾、救灾、恢复重建、减灾等4个阶段特点,分析了灾害遥感存在的问题和需求;根据《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》的卫星资源统筹原则,综合考虑高低轨与敏捷组网、高中低分辨率互补、光学与雷达星协同,提出构建"4+4+6+X"灾害监测应急虚拟卫星星座设想。星座以"4+4+6"卫星为主体,通过共享使用气象卫星、海洋卫星和其它陆地观测卫星,实现自然灾害应急观测、高分辨率观测和地球系统综合观测;阐述了综合防灾减灾卫星应用系统组成、信息服务模式,并对卫星系统建设、运行机制和产业化推广进行了展望。文章的研究结果可为交通运输、自然资源、环境保护等行业卫星系统的论证建设提供借鉴。     

微纳卫星光学有效载荷的发展机遇与挑战

目前,微纳卫星已成为航天活动的热点领域之一,向着高性能、智能化、网络化方向发展,在航天创新发展中的作用越来越突出。微纳光学载荷要求具有体积小、质量轻、成本低等特点,各类新型微纳光学载荷技术不断发展,提供了新的解决方案。文章介绍了光学遥感微纳卫星的整体技术发展情况,结合低成本商业遥感等应用方向,分析了微纳卫星光学有效载荷的发展趋势和新型微纳卫星载荷发展面临的机遇与挑战,提出了微纳光学载荷的设计理念和关键技术,论证了在轨深度数据处理对微纳卫星星座的重要意义。文章为研制成本低、分辨率高和机动性能力强的微纳型遥感卫星提供技术基础,并提出了中国光学遥感微纳卫星的后续发展建议。     

面向微纳卫星应用的激光数传技术

针对遥感微纳卫星对地高速数传需求,开展面向微纳卫星的激光数传技术研究,突破微纳卫星激光通信终端星地快速捕获建链和协同高精度稳定跟踪、天基终端轻小型化、复合光电组件等关键技术。完成微纳卫星的天基激光终端和地面激光终端研制,并开展星地传输试验验证,实现 1 230 km、10/50/100 Mbps 的星地数据传输,验证了相关技术,为后续我国微纳卫星对地遥感应用提供了理想的星地数传手段。     

分布式小卫星系统的技术发展与应用前景

分布式小卫星系统是现代小卫星的一个崭新的应用领域,它能充分发挥小卫星的优势,同时也能克服小卫星的缺点。分布式小卫星系统包括星群、星座、编队飞行等。小卫星编队飞行将在空间遥感、深空探测、通信导航等方面带来一场重大的技术革命。文章论述了小卫星特点和分布式系统概念,介绍了分布式小卫星系统技术发展水平和关键技术,以及未来的应用前景。     

国外对地观测微纳卫星发展趋势分析

针对微纳卫星对地观测系统发展水平较高的美国、英国、日本、阿根廷、芬兰等国的典型微纳卫星对地观测系统,从系统的发展目标、系统构成、发展历程、目前状况,以及系统(卫星)的主要性能和技术状态等方面进行了较为全面的论述。从中可看出,微纳卫星可获取亚米级分辨率的光学和合成孔径雷达图像,使微纳卫星的技术水平大幅提高;对地观测系统微纳卫星的数量从数颗、几十颗到数百颗,组网卫星的数量多,能够高频次地获取所观测目标的信息。经比较、分析与归纳,微纳卫星对地观测系统呈现出中分辨率与高分辨率协调发展,主动观测方式与被动观测方式全面发展,军民融合式发展,以及微纳卫星对地观测系统之间的竞争更加激烈等发展趋势。     

一种星间相对状态估计方法

编队自主导航是实现分布式遥感系统星间协同观测的基础。为实现分布式遥感系统星间相对状态的精确确定，提出一种基于MEMS激光雷达与纳型星罗盘的星间相对状态估计方法。借助相对姿态、轨道运动学方程建立了星间相对状态的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法，解决了MEMS激光雷达测量与参考航天器姿态耦合的问题，并利用预定入轨参数及高精度轨道外推(HPOP)对方法进行仿真校验。结果表明，该方法具有可行性和实用性，估计精度满足分布式遥感任务需求，能够较好解决中远距离星间相对状态估计问题。     

全球高分光学星概述(二):欧洲

欧洲高分光学星及其星座主要以欧洲航天局(ESA)和法国、英国、德国、西班牙、意大利等国家研制的卫星为主。法国牵头的军事卫星太阳神-2(Helios-2)地面分辨率(全色)为0.35m;商业遥感卫星主要有法国的SPOT-6/7和昴宿星(Pleiades)星座(分辨率0.5m)以及英国主导的灾害监测星座(DMC)(分辨率可达1m)。亚米级彩色视频成像小卫星正在研制之中。6U立方星星座及米级地球静止轨道光学星等新概念已被提出。地球静止轨道光学星由ESA牵头,应用传统相机地面分辨率可达3m,而未来的概念(光学合成孔径)可使分辨率优于3m。文章着重阐述欧洲地球观测高分光学星的应用、技术状态与发展趋势。     

基于多智能体深度强化学习的多星观测任务分配方法

为应对多星环境中复杂多约束条件下的任务分配场景,提出一种多星自主决策观测任务分配算法,该算法采用基于集中式训练、分布式执行的多智能体深度强化学习算法。通过这种方式训练后的卫星智能体,即使在没有中心决策节点或通信受限的情况下,仍具有一定的自主协同能力及独立实现多星观测任务的高效分配能力。     

智能制造技术在航天大型构件中的应用

智能制造是制造技术、系统工程、人工智能与网络技术等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术，可为高品质复杂零件制造提供新的解决方案，特别适应航天多品种、小批量生产的需要。本文分析了航天大型构件的生产制造现状，并列举了智能制造在航天构件领域应用的情况，分别从体系构架、工艺技术、制造装备、生产管理方面阐述了智能制造的实践应用。结合企业近年来的工作，从数字化的航天产品工艺设计和管理、面向航天复杂构件的智能化装备升级、全过程透明化的智能运营管控、航天智能焊接车间建设探索、数字孪生技术实现虚实融合等几个方面展开论述。     

基于智能建筑概念上小区智能化的认识与探讨

本文旨在通过对智能建筑概念的认识与分析，讨论小区智能化的概念与特征，促进我国智能小区的发展。     

深空探测智能遥感技术展望

在深空探测背景下,采用传统遥感方式进行探测带有一定的局限性,文章以美国为例介绍了智能遥感技术的发展情况。分析了深空探测任务对于传统遥感器的新需求,提出在深空探测信息智能化获取模式、深空探测遥感器参数智能化调整和在轨数据智能化处理3个方面开展深空目标智能遥感研究,以解决传统遥感器在深空探测中面临的局限。重点阐述了实现深空探测智能遥感的关键技术。最后提出中国深空探测智能遥感技术的发展建议。     

人工智能航天领域应用参考模型

针对人工智能在航天领域的发展和应用问题,梳理了人工智能涉及的技术内涵和技术范畴,分析了在航天领域应用人工智能的近期迫切需求,给出了人类自然智能功能结构,构建了"信息感知、记忆思维、学习适应、行动驱动"的人工智能模型。从基础设施、基础技术、应用技术、产品与系统等层次,给出了人工智能技术参考模型,对需要发展的核心关键技术进行了描述。该参考模型可为明确航天领域的人工智能技术发展重点、建立标准体系提供参考。     

基于现场总线技术的智能小区控制系统

现场总线被誉为自动化领域的局域网,它开启了自动控制领域的新时代。本文简要介绍了现场总线的概念及特点,讨论了LonWorks应用于智能小区的关键技术,较详细地介绍了基于LonWorks现场总线的智能小区控制系统的结构,并对本小区控制系统的功能作了简要说明。     

无损检测技术的发展及应用

近些年来,无损检测技术(NDT)得列了长足的发展,文章介绍了无损检测技术的发展和应用现状,概述了定量无损评估技术(QNDE)在生产阶段、使用阶段扣使用寿命评估中的作用。并介绍了应用NDE技术的材料智能处理技术和人工智能技术。     

机器人智能化焊接技术发展综述及其在运载火箭贮箱中的应用

针对当前航天产品焊接尚存在焊接自动化水平低、产品质量依赖操作者水平等问题，迫切需要采用机器人智能化焊接技术实现“以机器人换人”。文章阐述了机器人智能化焊接技术的概念，综述了机器人智能化焊接技术发展现状，分析了机器人焊接动态过程的多信息传感技术、知识提取与建模方法以及智能化控制等关键技术。结合上海航天精密机械研究所近年来在机器人自动化焊接技术的研究经验，重点介绍了机器人智能化焊接技术在运载火箭贮箱中取得的技术突破及典型应用成果。     

航天器供配电智能管理技术研究

综述国外航天器供配电管理技术由传统遥控管理发展到智能管理的4个典型阶段,介绍了航天器供配电智能管理技术在空间站、科学观测及深空探测领域航天器上的应用情况;分析了目前国内航天器采用熔断器作为故障隔离主要手段、依托遥测遥控进行供配电管理的体制,归纳了国内航天器供配电体制的优缺点,并总结出国内航天器供配电智能管理系统的3项关键技术——智能配电管理技术、故障隔离技术和能源计划动态调度管理技术,可为航天器供配电智能管理系统关键技术的研究提供借鉴。     

聚类分析在空间信息智能处理中的应用研究

空间信息服务平台由于实施标准,技术规范和类型格式等方面存在不一致和含糊不明确性,且空间信息数据量过于庞大,为有效的从中获取符合应用需求的空间信息,将聚类分析应用于空间信息的智能处理当中。首先进行空间信息数据的特征提取、扩充和合并,然后结合粗糙集模型和K原型算法进行聚类分析,最后通过选择和设计合适的评价指标对聚类结果进行评价,为空间信息数据的规范化和标准化处理提供一定的技术支持。     

美国新型远程反舰导弹突防能力分析

美国正在大力发展远程反舰导弹(LRASM)。2013年以来,美国先后成功完成了LRASM机载空射飞行试验和靶场垂直发射试验,这标志着新一代LRASM取得了重大进展。按计划,LRASM的空射型与舰射型将于2016年和2018年装备,将对新兴国家的大型水面舰艇构成严重的威胁。介绍LRASM的现状与靶场试验概况,对其突防能力进行分析。