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月面原位水资源获取技术与发展趋势

空间科学学报 2024年第2期44卷 309-317页

作者：张鹏刘光辉刘欣张光郑海菠代巍王之牛冉薄正高铭中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094

随着深空探测活动的持续推进,月球探测已成为开展行星际探测的重要部分.月球原位资源利用是保障载人月球探测及月面长期驻留的关键技术途径,中国已将月面原位水获取方法列为月球探测的关键技术之一.月面原位水获取方法主要分为极区水冰... 详细信息

随着深空探测活动的持续推进,月球探测已成为开展行星际探测的重要部分.月球原位资源利用是保障载人月球探测及月面长期驻留的关键技术途径,中国已将月面原位水获取方法列为月球探测的关键技术之一.月面原位水获取方法主要分为极区水冰勘探开采和月壤氢还原制水两种技术途径.现有勘探到的水冰资源主要位于月球极区,分布不均匀,开采难度大.目前研究提出了多种不同类型的极区水冰勘探开采方法,但实际效果有待月面原位试验验证.月壤加氢还原制水技术方法工作条件不受区域限制,应用范围较广,但仍存在反应条件要求高、能耗大等技术限制,未来需在节能和有效矿物成分富集等方面有所突破.

关键词：月球探测原位水获取水冰提取月壤氢还原

基于SysML的空间有效载荷测试路径自动生成方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：金鑫贺宇峰中国科学院空间应用工程与技术中心中国科学院大学

为简化对空间有效载荷这一复杂系统的集成测试工作，通过引入基于模型的系统工程（model-based sytem engineering， MBSE）思想，提出了一种基于系统建模语言（system modeling language， SysML）的测试路径自动生成方法。该方法所需... 详细信息

为简化对空间有效载荷这一复杂系统的集成测试工作，通过引入基于模型的系统工程（model-based sytem engineering， MBSE）思想，提出了一种基于系统建模语言（system modeling language， SysML）的测试路径自动生成方法。该方法所需的信息全部来源于载荷设备在数字设计阶段所构建的SysML数字模型。首先，对载荷的SysML活动图进行预处理；之后，根据载荷运行特性与活动图特性构建了测试路径搜索模型，并以此提出了改进蚁群算法以搜索全部测试路径；最后，基于SysML用例图在全部测试路径中进一步进行搜索，从而获取指定功能的测试路径。以空间燃烧科学实验载荷为例展示了所提方法的详细过程，并对算法性能进行了分析。

关键词： SysML 测试路径生成蚁群算法空间有效载荷

高速PPM调制对SNSPD探测光子计数特性影响研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：吴晓薇杨雷展月英孙扬熊蛟王强中国科学院大学中国科学院空间应用工程与技术中心

激光通信是近年深空探测领域的研究热点之一。深空激光通信采用脉冲位置调制（PPM）提升通信能量效率,并使用单光子探测器以高效地接收信号。其中，超导纳米线单光子探测器（SNSPD）被广泛认可为最优选择之一。本文针对SNSPD的死时间、... 详细信息

激光通信是近年深空探测领域的研究热点之一。深空激光通信采用脉冲位置调制（PPM）提升通信能量效率,并使用单光子探测器以高效地接收信号。其中，超导纳米线单光子探测器（SNSPD）被广泛认可为最优选择之一。本文针对SNSPD的死时间、抖动特性以及高速脉冲信号的拖尾现象对基于PPM-SNSPD调制探测方式的深空激光通信进行分析，计算SNSPD在该体系下的光子计数特性。基于分析，我们提出了一种偏移补偿保护时隙PPM符号同步算法。相较普通的保护时隙同步算法，新算法能有效减少PPM-SNSPD体系下的同步误差，提升系统误码率。

关键词：自由空间光通信深空激光通信脉冲位置调制单光子探测器

高速脉冲位置调制对SNSPD 探测光子计数特性影响(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第7期61卷 150-159页

作者：吴晓薇杨雷展月英孙扬熊蛟王强中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100094

激光通信是近年深空探测领域的研究热点之一。深空激光通信采用脉冲位置调制(PPM)提升通信能量效率,并使用单光子探测器以高效地接收信号。其中,超导纳米线单光子探测器(SNSPD)被广泛认可是最优选择之一。本文分析了SNSPD的死时间和抖... 详细信息

激光通信是近年深空探测领域的研究热点之一。深空激光通信采用脉冲位置调制(PPM)提升通信能量效率,并使用单光子探测器以高效地接收信号。其中,超导纳米线单光子探测器(SNSPD)被广泛认可是最优选择之一。本文分析了SNSPD的死时间和抖动特性,以及高速脉冲信号的拖尾现象,对基于PPM-SNSPD调制探测方式的深空激光通信产生的影响,并计算了SNSPD在该体系下的光子计数特性。基于分析,提出一种偏移补偿保护时隙PPM符号同步算法。相较普通的保护时隙同步算法,所提算法能有效减少PPM-SNSPD体系下的同步误差,提升系统误码率。

关键词：自由空间光通信深空激光通信脉冲位置调制单光子探测器

基于Flink复杂事件处理的空间站实验柜排废气安全监测

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载人航天 2023年第1期29卷 102-109页

作者：施建明王伟王功中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094

空间站实验柜密封箱体在通过抽真空、充氮气进行排废气时一旦失控,将产生箱体失压或过压的风险,对排废气过程进行安全监控和故障识别,将面临多参数耦合以及时序逻辑等复杂事件处理问题。将大数据流处理技术Flink及其复杂事件处理(CEP)... 详细信息

空间站实验柜密封箱体在通过抽真空、充氮气进行排废气时一旦失控,将产生箱体失压或过压的风险,对排废气过程进行安全监控和故障识别,将面临多参数耦合以及时序逻辑等复杂事件处理问题。将大数据流处理技术Flink及其复杂事件处理(CEP)库应用在排废气安全监测上,设计出相应异常模式序列对排废气过程监测的数据流进行匹配,从数据流中实时检测出复杂事件序列。在仿真测试条件下,基于Flink CEP的监测程序故障检测率和隔离率均达100%,能有效剔除传感器瞬态异常导致的虚警。

关键词：排废气复杂事件处理 Flink 安全监测模式序列

空间机器人神经网络自适应滑模目标操控轨迹跟踪控制

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宇航学报 2023年第2期44卷 254-265页

作者：王嵩王蜀泉张龙中国科学院太空应用重点实验室中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100049

针对参数未知的空间目标操控问题,考虑空间机器人负载不确定性、系统动力学不确定性和环境扰动等因素,为实现操作过程的稳定控制及机器人轨迹的有效跟踪,提出一种基于径向基神经网络估计不确定项的自适应增益非奇异终端滑模变结构控制... 详细信息

针对参数未知的空间目标操控问题,考虑空间机器人负载不确定性、系统动力学不确定性和环境扰动等因素,为实现操作过程的稳定控制及机器人轨迹的有效跟踪,提出一种基于径向基神经网络估计不确定项的自适应增益非奇异终端滑模变结构控制器。首先基于拉格朗日法建立空间机器人的刚体动力学模型。考虑空间机器人基座姿态主动控制模式,使用径向基神经网络对模型中的不确定项进行估计。进而提出基于神经网络估计的非奇异终端滑模控制器,并针对不确定性和扰动的估计误差设计自适应增益,以期实现空间机器人系统轨迹跟踪控制的收敛。仿真校验结果表明所设计的控制方法具有较好的误差收敛速度和控制精度。

关键词：空间机器人非合作目标滑模控制神经网络自适应

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地月空间的远距离逆行轨道族及其分岔研究

北京航空航天大学学报 2022年第12期48卷 2576-2588页

作者：陈冠华杨驰航张晨张皓中国科学院空间应用工程与技术中心太空应用重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100049

地月系统中存在着一类绕月逆行、高度稳定的轨道族,称为远距离逆行轨道族(DRO)。以圆型限制性三体问题(CR3BP)为动力学模型研究了DRO轨道族周边的动力系统结构。利用Broucke稳定性图寻找分叉点,判断分叉类型,基于数值延拓计算分岔后产... 详细信息

地月系统中存在着一类绕月逆行、高度稳定的轨道族,称为远距离逆行轨道族(DRO)。以圆型限制性三体问题(CR3BP)为动力学模型研究了DRO轨道族周边的动力系统结构。利用Broucke稳定性图寻找分叉点,判断分叉类型,基于数值延拓计算分岔后产生的一系列新轨道分支。分叉类型主要有切分叉与多倍周期分叉(从3倍周期开始),轨道维度包含平面轨道族与三维轨道族。计算新轨道族的特征,包括形状、周期、能量、稳定性、双曲流形结构等。探讨周期轨道的轨道周期与能量的关系,以几何化的方式展现分叉结构、多周期轨道的双曲流形结构等。该动力结构将为基于DRO轨道族的地月空间任务提供重要的理论支持。

关键词：远距离逆行轨道分岔多周期轨道数值延拓轨道稳定性

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限定域关系抽取技术研究综述

计算机科学 2024年第1期51卷 252-265页

作者：侯景邓晓梅汉鹏武中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100094

限定域关系抽取技术是在预定义实体类型和关系类型的前提下,从文本中捕获关键信息的技术,多采用由头尾实体和关系构成的三元组作为信息表示形式。作为信息抽取领域的重要研究方向之一,其在知识问答、信息检索等任务中被广泛应用。文中... 详细信息

限定域关系抽取技术是在预定义实体类型和关系类型的前提下,从文本中捕获关键信息的技术,多采用由头尾实体和关系构成的三元组作为信息表示形式。作为信息抽取领域的重要研究方向之一,其在知识问答、信息检索等任务中被广泛应用。文中在介绍相关概念和任务范式的基础上,分析了深度学习背景下限定域关系抽取任务的研究进展,根据句中实体是否可见,分为关系分类任务和三元组抽取任务,依据任务表现特征,前者可细分为有监督条件下的关系分类任务、小样本关系分类任务和远程监督条件下的关系分类任务。文中探讨和分析了以上任务中常用的技术方法及其优缺点,最后归纳总结了关系抽取技术在低资源、多模态等更为接近真实情景下的发展潜力和现存的挑战。

关键词：限定域关系抽取深度学习关系分类三元组远程监督

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国际空间站舱外多载荷运行任务规划

空间科学学报 2024年第2期44卷 215-227页

作者：单亚东张汉勋杜昌帅钟红恩中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100049

空间站舱外载荷平台支持部署众多不同类型的载荷,为开展大规模空间科学研究提供了机会.但随着舱外载荷数量及相应任务量的不断增加,且在受限于资源约束的情况下,需要制定科学合理的任务规划,以提高舱外载荷的工作效率.针对舱外多载荷运... 详细信息

空间站舱外载荷平台支持部署众多不同类型的载荷,为开展大规模空间科学研究提供了机会.但随着舱外载荷数量及相应任务量的不断增加,且在受限于资源约束的情况下,需要制定科学合理的任务规划,以提高舱外载荷的工作效率.针对舱外多载荷运行任务规划方法,深入分析了国际空间站舱外载荷任务规划现状,重点分析了其舱外载荷平台、载荷类型及特点和多载荷运行任务规划方法,分析当前任务规划策略、方法及未来发展方向.根据中国空间站舱外载荷平台特点,从载荷总体设计和运行任务规划方法等方面为中国空间站后续舱外多载荷系统运行任务规划提供参考和建议.

关键词：国际空间站舱外载荷平台舱外载荷运行任务规划中国空间站