航天器工程

研究与设计

  • 北斗卫星导航系统多样化服务互操作研究

    卢鋆;吕飞仁;宿晨庚;陈颖;翁艳云;常希诺;李平力;张凌志;

    针对北斗卫星导航系统在全球化进程中面临的多样化服务互操作需求,系统梳理了北斗多样化服务互操作的价值,指出其不仅关系到用户体验与服务水平的提升,也直接影响我国在全球导航领域的话语权和竞争力。在此基础上,深入分析了互操作过程中面临的关键挑战,并从技术创新、标准接轨、国际协作等方面提出了提升北斗多样化服务互操作能力的对策建议。相关研究有助于推动北斗全球服务品质提升与国际标准话语权增强。文章对未来全球卫星导航系统的融合发展具有理论意义和实践参考价值,同时也为下一代卫星导航系统的顶层设计与技术演进提供了可借鉴的思路。

    2025年05期 v.34;No.174 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
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  • 太阳系边际探测任务关键技术分析

    卫东华;唐玉华;苏俊辰;宋昱岐;陈晓;张天柱;陈建岳;韩承志;杨忠炜;

    围绕太阳系边际探测任务飞行距离极远,飞行时间极长,环境条件不确定,自主运行要求高等特点,文章从任务总体设计、探测器平台设计和深空能源方面梳理了太阳系边际探测任务的关键技术需求,对复杂轨道优化设计、长期自主运行与管理、超长伸展机构与大挠性航天器控制、高可靠长寿命设计、超远距离测控通信、空间核反应堆和核动力航天器总装集成与综合试验验证等关键技术的攻关途径进行了分析,可为我国太阳系边际探测任务的实施提供参考。

    2025年05期 v.34;No.174 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K]
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  • 应用蚁群算法的高轨光学遥感卫星多目标成像任务规划方法

    潘俊峰;崔丽萍;蔡达;张宏杰;张英辉;

    针对高轨光学遥感卫星执行多目标成像任务时因进行大量姿态机动而消耗大量的时间和能源导致工作效率低的问题,提出应用蚁群算法的多目标成像任务规划方法。该方法对多目标成像顺序进行重新排序,使多目标成像顺序更合理,减少卫星大角度往复摆动的情况,能够降低卫星姿态调整总量和缩短任务执行时间,减少能源消耗,提高卫星在轨应用效能。利用10座城市的成像任务对规划方法进行验证,结果表明:卫星完成成像任务的姿态调整角和姿态调整时间都明显减小,可将其应用于高轨光学遥感卫星多目标成像任务规划中。

    2025年05期 v.34;No.174 18-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 5634K]
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  • 海丝二号卫星总体设计与技术创新

    张永超;张可立;王道生;黄耀辉;王丽丽;

    海丝二号(HS-2)卫星作为中国海洋水色卫星领域的首颗微小卫星,以海岸带、浅海岛礁、内陆水体等区域为主要观测目标,同时具备高信噪比、中高分辨率、较大幅宽的技术特点,突破了微小海洋水色卫星有效观测近海及内陆水体生态环境的技术,是我国海洋水色卫星系列的重要组成部分。文章介绍了卫星的总体设计情况,并结合卫星研制过程中的技术难点及其解决措施,提出了针对海洋水色观测的微小卫星技术体制、高精度几何成像稳定性设计、高精度姿态稳定控制技术、好用易用工作模式设计、星上智能综合管理设计等技术创新点,实现了卫星对近海及内陆水体环境目标的高性能观测能力。最后,结合多个典型应用场景对卫星在轨图像数据质量进行了评估,表明海丝二号卫星满足开展科学研究和应用的要求。

    2025年05期 v.34;No.174 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K]
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  • 柔性充气密封舱研制及在轨验证

    常洁;从强;李林凌;李小琪;古青波;郑世贵;梁东平;孙繁新;陈燕;

    提出了我国首个柔性充气密封舱的系统方案,对突破的新型柔性密封结构技术、绳带结合的收纳技术、柔性防护技术等作了阐述,将柔性充气密封舱与刚性密封舱、国外同类产品进行了对比分析。柔性充气密封舱随实践十九号卫星发射入轨,产品经受了发射段力学环境考核,入轨后顺利完成了柔性舱体的解锁、充气展开、在轨密封测试等一系列飞行动作。通过对飞行数据的分析,证明了舱体的承压能力、气密性能、舱内温度环境等指标达到技术验证预期。文章结合飞行试验情况提出了后续发展建议。

    2025年05期 v.34;No.174 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1909K]
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  • 一种全电推进通信卫星平台时间管理方案

    曹振兴;周祝旭;林滢;王珏;马源泽;

    为降低运载成本,与传统卫星使用化学燃料几天内完成变轨推进不同,全电推进通信卫星需要在转移轨道进行持续数月的电推进变轨。随着轨道升高,连续不可测控弧段持续增长,地面处置故障愈发困难,因此需要更高的时间自主管理能力。针对全电推进通信卫星的低成本、高自主、高可靠性的特点,提出一种基于自主统计本地钟差并补偿的时间管理方案。方案可满足卫星常规校时需求,在全球导航卫星系统(GNSS)星时不可用时能通过自主均匀校时算法自主纠正本地钟差,提高卫星时间精度。该方案的仿真结果和亚太6E卫星的在轨应用验证结果表明,自主修正钟差的时间管理方案可为其他高自主运行要求的卫星提供可靠的方案选择及经验参考。

    2025年05期 v.34;No.174 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3643K]
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  • 基于双层并行策略的低轨通信星座同频干扰快速计算方法

    马联宇;覃俊祥;吕蓉;周华;吴紫妍;

    低轨巨型星座配置复杂,大量不同轨道配置的卫星将导致同频干扰的计算量显著增加,传统的串行蒙特卡洛仿真需要对每颗卫星在每个时间步均调用简化一般摄动4轨道模型(SGP4),随着星座规模的急剧膨胀,常规个人计算机已难以满足该计算任务的处理需求。文章对低轨巨型星座同频干扰分析方法进行研究,提出了基于双层并行策略的同频干扰快速计算方法,并与传统的串行蒙特卡洛仿真、可视空域划分法进行对比。仿真结果表明:该方法大大提高了计算效率,并保持了与传统方法基本相同的精度。为优化设计、频率规划以及协调国际间卫星运营提供科学依据和支持,促进全球范围内的空间资源合理分配与利用。

    2025年05期 v.34;No.174 51-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K]
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  • 天都试验星星间测距系统设计与实现

    夏艳;崔伟;龚明宇;金洁;

    针对月球导航系统建立星间测量链路的应用需求,设计了天都试验星星间测距系统。该系统基于双向单程测距原理、采用扩频伪码测距方法实现星间Ka频段微波测距,具有组成简单、集成度高、测量精度较好等特点,尤其适用于微卫星平台。介绍了该系统的硬件组成及星间链路设计,通过双星联合设计、优化天线配置满足星间距离要求并降低星间波束对准难度,采用高集成芯片减少单机模块的尺寸与质量。地面试验验证了该系统的可行性与有效性,测距精度优于米级,并首次在环月大椭圆冻结轨道开展了编队卫星的星间测距试验,系统性能优于设计要求。

    2025年05期 v.34;No.174 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1684K]
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  • 一种V频段信号相位控制精度提升方法

    索洪海;王思远;倪睿;侯国帅;徐汝军;

    通信卫星天线校准子系统捕获跟踪测试涉及的2路射频信号要求相位相参、功率可控,针对V频段信号的相位控制精度无法满足测试要求的问题,文章提出一种将2路低频段信号的相位相参,再经过共本振变频的方法,实现对2路V频段信号相位差和功率的精确控制。按照此方法设计出的V频段捕获跟踪测试系统,经过了多颗通信卫星的整星测试验证,结果表明:这种捕获跟踪测试系统所产生的V频段相位相参信号,相位控制精度满足卫星捕获跟踪测试要求,可以为具有捕获跟踪能力的卫星提供测试技术支持。

    2025年05期 v.34;No.174 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]
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  • 应用卫星在轨数据的OSR太阳吸收比退化规律分析

    金迪;毛俊俊;杨宇翔;

    针对我国缺少长周期、大样本玻璃型二次表面镜(OSR)太阳吸收比在轨退化规律研究的问题,提出一种应用卫星在轨数据通过热仿真分析反演OSR太阳吸收比的研究方法。以北斗二号地球静止轨道(GEO)卫星铷钟辐射器为研究对象,对OSR散热涂层在空间环境作用下的性能退化进行评估,并对评估结果拟合外推,得到了GEO卫星OSR太阳吸收比的一阶指数衰减规律。文章研究依托我国自研的北斗二号GEO卫星,研究方法可供具备相似条件的GEO卫星OSR性能退化评估参考,退化结果和规律可供GEO卫星热设计参考。

    2025年05期 v.34;No.174 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 3892K]
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  • 基于脉冲相参跳频的时延-多普勒信道估计方法

    吴继峰;高小亮;李乾宇;刘晓鹏;李忠华;刘政男;

    针对跳频通信系统中由于瞬时带宽有限导致的信道估计精度不足问题,文章提出一种基于脉冲相参特性的跳频波形,并设计了时延-多普勒二维联合估计方法。该方法构建导频信号的二维协方差矩阵,通过特征分解与谱函数构建,实现对多径数量、时延及多普勒频偏的联合估计。经仿真验证,该方法在非均匀、低耦合度跳频图案下能有效提升信道估计性能,结果表明其在低信噪比和多径信道环境下具备高精度分辨能力,可为高性能跳频通信系统的设计提供参考。

    2025年05期 v.34;No.174 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2100K]
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  • 一种即插即用的星载信息系统设计与验证

    王涛;王典军;宫江雷;

    传统航天器组装集成测试需要耗费较长时间,航天器发射入轨后,出现故障无法进行修复,也无法进行功能性能升级。面向航天器快速组装集成测试和在轨更换升级的应用,航天器信息系统需要具备即插即用的能力。基于即插即用空间数据总线网络设计规范,采用统一的机电接口标准,设计实现了一个完整的即插即用信息系统,包括了路由单元、网络管理单元、嵌入式传感器接口单元、供电单元及相关结构机构,系统验证了可替换即插即用模块的即插即用机、电接口,实现了功能单元在线插拔更换。

    2025年05期 v.34;No.174 89-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2427K]
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  • 面向在轨卫星的超缓存容量FPGA重构系统设计

    李太平;刘彬;李昆吉;王媛媛;付春鑫;张志笪;

    针对在轨卫星硬件无法更改、随机存取存储器(RAM)有限的情况,设计一种重构系统,对超缓存容量上注的FPGA程序进行分批次管理,利用现有RAM资源对每批次上注的编程数据进行校验,在发生错误时上注重传。完成单批次上注后,写入单向NAND Flash,清空RAM区域,准备下一批次的写入。通过多批次上注,在Flash中构建完整的重构编程数据,最终通过对Flash一次单向读取实现对FPGA成功编程。地面测试和在轨应用结果表明:该设计可用于在轨卫星FPGA重构,能够解决在轨卫星重构编程数据超缓存容量的难题。

    2025年05期 v.34;No.174 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 2433K]
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CAST+AI·R

  • 基于数字样机的月面作业机器人智能学习方法设计与应用

    张亚航;曹剑飞;徐超凡;李宇飞;

    由于月面作业机器人在执行任务时面临六分之一重力、无大气层防护及强太阳辐射等特殊月面环境约束,地面环境难以实现高精度模拟。这种环境差异导致机器人智能学习所需的高精度数据集采集面临显著困难且智能学习与训练成果难以部署和验证。为突破这一技术瓶颈,提出基于数字样机的月面作业机器人智能学习方法,并构建了高保真月面作业机器人数字样机系统。该方法通过攻克高仿真环境建模、高精度数字样机构建、机器人智能部署验证等关键技术,有效降低了全任务流程的仿真验证成本,提升了数据采集效率。目前该技术已成功应用于嫦娥月球探测任务中,为深空探测机器人的智能化发展提供了重要技术支撑。

    2025年05期 v.34;No.174 104-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K]
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  • 智能化技术在载人航天器运营中的应用

    许成鑫;李学东;王少林;崔岩;

    针对自主健康管理、数字孪生和智能机器人技术在载人航天器运营中的应用,文章调研了“国际空间站”和国内载人航天器的文献资料,分析了3种技术在载人航天器运营中的应用现状,指出了未来发展趋势。结合当前国内外载人航天器智能化运营的需求,从技术解决措施维度,提出了对我国载人航天器运营的启示和建议。

    2025年05期 v.34;No.174 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K]
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  • 载人航天任务需求自动建模与一致性分析方法

    殷泰晖;侯申茂;杨羽馨;李美金;

    针对载人航天任务中自然语言需求建模效率低、一致性验证难的问题,提出一种应用大语言模型(LLM)的需求自动建模与一致性分析方法,通过基于领域术语增强的Prompt工程、规则驱动的系统建模语言(SysML)模型生成、多维度语义一致性分析机制的3层技术融合实现自动化建模。文章中构建了完整的方法框架,开发了原型系统,并在真实任务场景中进行了工程验证,获得了较高准确率,证明该方法具有明显的工程实用性与创新价值。

    2025年05期 v.34;No.174 118-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2713K]
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管理与实践

  • 应用风险管理思维的航天外协产品质量提升策略

    王俊珍;夏莉敏;尹欣然;钱志鹏;

    针对航天外协产品质量波动大、供应链风险隐蔽性强、传统管理模式难以适应高可靠需求等问题,从合同监管视角突破被动应对与单点控制的传统思维,提出应用风险管理思维的航天外协产品质量提升策略。通过构建风险识别-动态评估-协同防控-数字赋能4维框架,融合系统工程理论与数字孪生技术,实现风险从被动应对到主动预防的范式转变。结合卫星监管实践,验证了该策略在降低质量风险发生概率、提升供应商协同效率等方面的有效性,可为航天外协产品质量管控提供新路径。

    2025年05期 v.34;No.174 127-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K]
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  • 低轨卫星面向规模化批产的研制模式实践

    朱迪;郑泽;黄智;张海江;

    针对传统研制模式难以适应高密度、高强度批产卫星需求及体系化应用的问题,文章提出一种基于数字化与智能管控的规模化卫星研制模式,涵盖流程优化、整星生产线建设及数据驱动的批产控制方法。经某批产低轨卫星研制过程与实际验证,结果表明:卫星总装、集成与测试(AIT)周期由6~8个月压缩至1个月,年产能可达200颗以上,验证了方法的有效性,为低轨卫星高效规模化批产提供参考。

    2025年05期 v.34;No.174 134-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
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  • MBSE在探月工程质量管理中的应用探索

    范艳清;唐玉华;赵健宇;王晶燕;

    针对探月工程研制过程接口/集成风险高、工程需求多样化、质量信息传递越来越复杂等问题,结合中国探月工程的特点,探索应用基于模型的系统工程(MBSE)的质量管理模式。系统梳理MBSE研制模式下的质量管理需求,对比传统质量管理方法和应用MBSE的质量管理方法的异同,提出MBSE研制模式下探月工程质量管理模式,并明确了MBSE环境下数字模型构建、数字模型验证、数字模型技术状态管理、数字模型评审的具体内容。通过应用MBSE的质量管理方法,能提高工程研制单位对数字化研制理念的认识,提升对工程任务需求理解的准确性,通过更加精准的模型,能提升验证确认的能力,促进工程任务知识的传承,可为后续探月工程任务或其他重大工程任务开展MBSE环境下质量管理工作提供借鉴。

    2025年05期 v.34;No.174 141-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K]
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测试与试验

  • 一种基于高阶测试语言的虚实融合测试方法

    孙波;李雪瑶;金钊;

    针对传统方法环境单一、数据调度难、自动化低、跨域适配弱等问题,文章提出基于高阶测试语言的虚实融合测试方法。该方法通过脚本化语言对测试流程进行统一建模与资源调度,使仿真模型、传感器仿真与物理设备在同一框架下协同运行。依托该语言,构建了虚实融合测试平台,设计了测试语句集和执行机制,并以月球车避障任务为例,展示了方法在复杂环境下的应用效果。结果表明:该方法提高了测试的自动化水平和跨域适配能力,为智能无人系统的验证提供了可扩展的技术路径。

    2025年05期 v.34;No.174 149-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2263K]
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  • 神舟二十号、二十一号航天员乘组“太空会师”

    <正>~~

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  • 《中文核心期刊要目总览》2023年版入编通知

    <正>《航天器工程》主编先生/女士:我们谨此郑重通知:依据文献计量学的原理和方法,经研究人员对相关文献的检索、统计和分析,以及学科专家评审,贵刊《航天器工程》入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版)之航空、航天类的核心期刊。《中文核心期刊要目总览》2023年版从2021年10月开始研究,研究工作由北京大学图书馆主持,共32个单位的148位专家和工作人员参加了本项研究工作,全国各地9473位学科专家参加了核心期刊表的评审工作。经过定量筛选和专家定性评审,从我国正在出版的中文期刊中评选出1987种核心期刊。

    2025年05期 v.34;No.174 158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1132K]
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