摘要:机械展开式再入飞行器由于气动面积较大，可以有效地进行气动捕获和气动减速，但需研究分析主要气动外形参数对气动性能的影响并通过优化进一步提高减速效果。针对计算流体力学（Computational fluid dynamics， CFD）开展再入飞行器外形优化计算量大、耗时多的问题，提出了一种基于反向传播（back propagation， BP）神经网络的气动性能优化方法。在对再入飞行器参数化建模的基础上，首先采用正交试验设计生成样本，通过CFD方法进行高精度气动力性能计算，对样本计算结果进行方差分析；再利用BP神经网络对生成的样本集进行非线性拟合，构建神经网络气动性能近似模型；最后使用多岛遗传算法和BP神经网络模型开展阻力最大的气动外形设计优化，并对优化结果进行参数灵敏度分析。结果显示，该优化方法可以快速准确地求解优化模型，在保证精度的同时大幅提升了计算效率，可为未来工程设计和应用提供参考。

摘要:为给新一代可重复使用运载器的研发提供参考，梳理了星舰动力系统的技术特点，并采用限体积法（Volume of fraction， VOF）对再入过程中液氧贮箱三维非定常流动进行了仿真，分析了复杂加速度场下推进剂贮箱内液氧流动特性。仿真结果表明，在星舰再入着陆阶段，贮箱内推进剂发生了低频率（<0.6 Hz）、高幅度（轴向质心偏移高达20%）的晃动；并且贮箱底部推进剂产生了大量夹气现象，这可能会给发动机带来灾难性后果。

摘要:为了拓展低温上面级滑行时间，满足深空探测任务需求以及提升运载火箭任务适应性，中国未来型号研制将采用间歇沉底的方案，其主要难点是推进剂重定位过程的研究。本文针对目前重定位仿真多为二维CFD仿真且不能准确合理地预示气泡逸出过程的问题，提出一种基于Flow-3D的三维CFD仿真方法。该方法采用卷气体积与液体体积之比（卷气率）预示气泡逸出过程，比以往采用气泡粒子数预示气泡逸出过程的方法更为合理准确。重定位及气泡逸出过程的仿真结果与半人马座落塔试验的结果具有一致性，捕捉到了重定位过程所有特征流型，且对应时刻误差不超过10%。仿真结果表明间歇沉底推进剂管理方案的可行性，并确定了某低温上面级的相关设计参数。

摘要:针对运载火箭推力下降故障下难以实现在线弹道重构的问题，提出了一种基于神经网络的剩余运载能力估计及程序角重构的算法。以线下基于工程实践的弹道优化方法生成的故障状态下最优弹道作为学习样本，针对程序角曲线的特点，分别使用不同学习方式学习一级飞行段程序角和其他飞行段程序角；分析不同超参数对神经网络训练过程的影响，利用随机搜索法选取超参数。该算法使用以神经网络为核心的机器学习思想，用基于数据的方式避免了因运载火箭动力学模型复杂而无法在线快速求解最优弹道的问题，能够解决大气环境下弹道重构的难题。仿真结果表明，该算法对剩余运载能力估计准确，重构程序角与最优弹道相比误差小，运算速度相比其他方法优势明显。

摘要:敏捷合成孔径雷达（Synthetic aperture radar，SAR）卫星机动能力强、图像质量高，可以实现条带模式、滑动聚束模式、大角度侧视及大角度斜视成像。滑动聚束成像模式图像几何分辨率高、图像质量高，是敏捷SAR卫星的典型应用模式。根据滑动聚束模式的成像特点，本文分析了两种典型的滑动聚束成像模式姿态控制实现方式，并分别进行仿真、测试和比较分析，以支持卫星在轨滑动聚束成像模式的应用。

摘要:针对存在输入受限的乘波体飞行器最优跟踪问题，基于反演控制设计了最优跟踪控制器。将控制分为稳态跟踪控制和瞬态最优控制两部分。首先基于反演控制框架，引入有限时间收敛跟踪器对虚拟控制律进行估计，避免了普遍存在的“微分项膨胀”问题。其次，考虑系统中存在不确定项，设计了非线性干扰观测器对不确定项进行估计，确保控制器的鲁棒性。同时，充分考虑输入受限情况，基于辅助误差补偿策略对控制输入进行修正。然后，为了实现最优控制，基于自适应动态规划设计瞬态最优控制器。最终通过数字仿真，验证所设计控制方法的有效性。

摘要:建立了航天器再入动力学模型，提出了使用动能定理计算再入航天器质阻比和升阻比的方法。针对着陆场系统无法获取返回舱升力控制模型的实际情况，提出了一种使用理论机动弹道进行修正的再入航天器航迹预报算法；使用“嫦娥五号”再入段实测数据进行验证，结果显示本文算法显著提高了跳跃式返回航天器落点预报精度。

摘要:中继测控是月球探测任务中必须解决的关键问题，特别是月球背面和两极地区的着陆和巡视探测任务以及载人登月任务。本文首先对国内外月球中继测控卫星的研究和发展情况进行了调研，分析了未来全月球探测对中继测控的需求。在此基础上，重点给出了面向全月球探测任务的天基中继测控系统设计方案，并仿真分析了该方案的中继测控性能。最后给出了简要的卫星设计方案。

摘要:为了满足全时段全地域高速数据速率需求以及应对各国对空间资源日益激烈的竞争，被列入新基建范畴的低轨（Low earth orbit， LEO）卫星互联网已成为最具前景的解决方案之一。基于“通导遥一体化设计”理念，本文提出一种以“星间组网+星上处理+跳波束”为主要特征的系统技术架构。该架构对星间激光通信、高速星上路由处理、宽带跳波束等各项关键技术进行分析，并给出一种针对包含首颗发射卫星的低轨卫星互联网的地面试验验证方法。本文提出的卫星网络体系结构、关键技术解决方案和在轨验证结果，对我国卫星互联网的建设和发展具有有益的探索和借鉴意义。

摘要:针对四足机器人在辅助作业背景下，通过远程遥控或地面站控制难以满足人机灵活交互需求的问题，在研究实现四足机器人基本步态控制基础上，结合无线定位和激光雷达感知环境赋予机器人避障和人员跟随功能，采用Openpose姿态识别方法，通过视觉传感器进行人机交互，实现不同姿态对机器人基本运动行为和跟随任务的控制，并基于ROS系统开展不同环境条件下交互识别和控制效果测试，姿态识别速度为20帧/s，理想环境下准确度大于90%，机器人反应时间小于1 s。

摘要:针对小卫星薄壁式铸钛一体化星敏支架减重需求，采用拓扑优化方法设计了一种面向3D打印制造的一体化星敏支架，拓扑优化计算时以刚度不低于200 Hz和重量最小化为目标得到了材料分布模型，采用形状优化和形貌优化等手段对材料分布模型进行光顺处理得到了拓扑优化设计后一体化星敏支架。经有限元分析，星敏支架刚度和强度满足要求。选择Ti6Al4V（TC4）激光选区熔化成型工艺加工了样机，验证了拓扑优化的星敏支架的可制造性。拓扑优化的一体化星敏支架重量相比薄壁式结构铸钛一体化星敏支架减重达80%。

摘要:提出了一种从发动机引流发电的原位电能获取技术，即从动力充沛的发动机处引流高压燃料，经能量转换装置发电后返回发动机。该技术可以大幅度减轻电源系统质量。以1 200 kN液氧煤油发动机应用为例，研制了35 MPa恒速发电机和整流变换的轻质化原理性样机，搭建了驱动双摆电静压伺服机构的试验系统。测试结果表明：该系统可以满足额定270 V、峰值40 kW的伺服系统高压大电流瞬时用电需求，也可以满足28 V一般箭载电子设备用电需求。该技术有望为未来运载火箭设备多电化/全电化提供一种轻质化、高安全性、大功率的电源方案。

摘要:经纬仪高精度垂直移动系统作为自动化精度检测系统的重要组成部分，主要用于搭载电子经纬仪进行垂直方向的一维运动，需保证升降过程的稳定性。文中通过合理设计该平台的主承载系统、竖直升降系统、配重系统及控制系统，保证了整体承载平台的可靠性和稳定性。系统定位精度及直线度等参数的测试结果表明试验数据符合预期指标。该系统已在航天器自动化精度检测系统中投入使用且运行稳定，有力保证了检测系统的综合误差在允许范围内，提升了检测系统的可靠性。

摘要:为了提高星地融合网络（Integrated satellite-terrestrial relay network， ISTRN）的频谱利用率，本文在存在多个主用户（Primary users， PUs）的频谱共享环境中，研究了基于非正交多址接入（Non-othogonal multiple access， NOMA）的星地融合中继网络的性能。推导了系统在多个相邻PUs干扰约束下的中断概率（Outage probability， OP）和遍历容量（Ergodic capacity， EC）的闭式表达式。为了进一步研究，本文还得到了高信噪比下OP的渐近解。最后，通过模拟仿真，验证了理论推导的正确性，并分析了关键参数对系统性能的影响。

摘要:针对多窃听用户下的基于非正交多址接入技术的星地融合网络，研究了其安全性能，特别地，窃听用户应用联合窃听策略，联合窃听策略顾名思义就是每一个窃听用户相互合作去窃听主用户的信息。本文首先推导得到了所考虑系统安全中断概率的闭式解，为了进一步获得高信噪比下评估系统性能的参量，其次得到了安全中断概率的渐进解，通过渐进解可找到一种有效的手段来评估非正交多址接入技术和联合窃听策略的特点，理论结果显示窃听用户数目以及信道条件好坏对系统性能有着巨大影响，最后蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性。得到的理论解和仿真解可指导工程实践设计。

摘要:“天问一号”微波着陆雷达是探测器进入、下降与着陆（Entry，descent and landing，EDL）阶段的关键单机，采用了线性调频连续波（Linear frequency modulation continuous wave， LFMCW）体制，如何有效抑制LFMCW雷达接收回波中耦合的直波泄漏信号一直是提高雷达性能的关键问题。本文从雷达系统设计的角度出发，在满足系统轻小型化要求的前提下，提出了高隔离度天线设计、接收机中频输出信号滤波设计以及数字信号处理中泄露信号抑制相结合的方法，有效地解决了LFMCW雷达直波泄露的问题。通过分析外场直升机校飞试验实测数据，证明采用上述方法后，可大幅抑制直波泄露信号，并可将直波泄露信号携带的相位噪声抑制10~15 dB。

摘要:在5G快速发展的时代背景下，为解决林业资源管理中网络覆盖有限、即时通信困难和遥感数据利用不充分等问题，本文探讨了融合通信、导航、遥感卫星系统与地面移动通信网络，实现即时通信、精准定位、遥感数据按需服务的可行性，提出了“云+端”的5G通导遥融合应用模式，推动新一代航天技术赋能智慧林业建设。

摘要:传统数字信道化模型存在信道间盲区和混叠，难以满足现代非合作接收机中全概率检测的任务要求，本文提出一种通带重叠的数字信道化高效模型，在频域对各通道输出信号进行了无缝“拼接”，解决了跨信道信号的全概率检测问题。本文对提出的算法进行了原理仿真，利用测试数据对定点化后的算法性能验证，测试结果表明高效算法模型可以应用于非合作宽带信号无盲区、全概率检测的场合。

摘要:随着国内外对地外空间的竞争日益激烈，弹道式导弹鼻锥及载人飞行器返回舱再入大气层、临界空间高超声速飞行器对高性能高温热防护材料需求变得更加迫切。同时由于传统的超高温陶瓷（Ultra-high temperature ceramics， UHTC）的高温物理性能与高温力学性能无法得到良好的兼顾，迫切需要研制能满足结构功能一体化需求的新型UHTC材料匹配日益严苛的极端环境需求。高熵陶瓷作为继高熵合金在金属领域被广泛研究以来高熵材料在陶瓷领域的研究新方向，近五年来得到了国内外学者的广泛关注。本文针对国内外高熵硼化物陶瓷的材料体系、制备方法、物理及力学性能等研究现状进行了梳理归纳，同时针对极端环境下高熵硼化物陶瓷的服役行为及研究方向进行研判。

摘要:针对可折叠薄膜航天器的特点和设计需求，设计一种由杆件、弦绳、薄膜构成的新型可折叠/展开的刚柔耦合多体系统：可折叠张拉整体-薄膜系统。杆件可以提供充足的系统刚度，通过控制弦绳拉力可实现系统形态变化和形态控制，薄膜折叠技术可明显减小系统折叠形态的外形尺寸。采用非线性有限元方法建立系统动力学模型，用于描述系统运动中的几何非线性特性和薄膜折叠/展开过程中的材料非线性特性。基于准静态控制和H_∞控制方法设计一种系统形态展开组合控制策略，仿真结果表明该控制策略可以在系统预应力构型发生切换的情况下实现系统形态展开，并且在展开形态下快速稳定系统并抑制系统振动。

摘要:使用2009至2020年某卫星控制分系统质量案例数据，提出一种基于BP神经网络的在轨卫星控制分系统技术风险等级预测模型。挖掘历史相关数据，建立在轨卫星控制分系统风险评价体系。排除风险源中的冗余信息，将重要信息数据离散化后，以BP神经网络进行训练，最终得到在轨卫星控制分系统风险等级预测模型。通过试验验证该模型可准确有效预测在轨卫星控制分系统风险等级，为卫星在轨风险控制提供支持。

摘要:随着国家对标准化深化改革的推进，越发突出标准的需求导向、政府供给和市场供给相结合的指引。首先从标准体系定义与内涵理解入手，分析了现有的国内外有关航天标准体系情况，梳理了中国航天标准体系建设的需求、思路，以及技术体系和工作体系两大基本要素，最后着重分析给出了细化要素，提出了面向航天产业发展的国家航天标准体系结构，为中国航天标准化工作发展提供借鉴，促进航天产业质量提升，支撑和保障中国航天健康、快速和可持续发展。

摘要:国际空间站是载人航天系统工程的典型范例，其标准化工作为国际空间站的研制、建造和实施过程提供了重要准则和依据，对我国载人空间站工程具有重要借鉴意义。本文针对国际空间站标准化研究进展进行了综述，总结了国际空间站标准体系的特点和分类架构，梳理了国际空间站标准化管理的流程。基于国际空间站标准体系的剖析，提出了对我国载人空间站标准化体系建设的启示和思考，进一步明确了标准体系架构、环境控制与生命保障要求以及多边关系协调是载人空间站标准化体系建设的重要内容。

摘要:针对航天测控装备在役考核标准缺乏的问题，分析了航天测控（Space tracking telemetry and control，TTC）标准的现状，梳理了可用于在役考核的现有航天装备相关标准。提出了航天测控装备考核跟踪质量稳定性的参考标准，分析了标准对在役考核要求的适用性，并对跟踪质量稳定性考核科目进行了修正扩展。实际工程算例表明考核效果合理有效，跟踪质量稳定性考核标准可为在役考核标准制定提供借鉴参考。

摘要:随着航天领域各级各类标准编制数量的逐年递增，相关标准之间的交叉重复制定问题随之而来。为解决该问题，文中通过计算语义相似度的方法开展航天领域标准名称、标准范围及主要内容的关联度评价。算例分析结果表明，该方法可以有效评估标准间的关联程度。