中国科学院太空应用重点实验室

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1、 中国科学院中国科学院太空应用太空应用重点实验室重点实验室 2012017 7 年度年度开放基金开放基金课题课题指南指南 中国科学院中国科学院太空应用重点太空应用重点实验室实验室 二一七年制 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 1 研究方向一：研究方向一：空间应用和探索战略规划研究空间应用和探索战略规划研究 1 1、课题名称：载人与无人月球探测科学应用需求比较研究课题名称：载人与无人月球探测科学应用需求比较研究 研究目标研究目标：着眼于我国后续月球探测工程的发展，分析国际载人与无人月球探测科学任务的发展态势，开展载人与无人月球探测的科学应用需求研究，探索应用需求结果的评估

2、验证方法，为我国后续月球探测工程任务规划提供思路。 研究内容：研究内容： 1）国际载人与无人月球探测任务现状和发展态势分析 系统分析 20 世纪 60 年代以来国内外载人和无人月球探测任务的发展轨迹，侧重其科学目标、科学载荷技术的发展进程及其探测成果；梳理并分析国际主要航天国家/组织未来的载人与无人月球探测发展战略，侧重其任务规划、科学目标、应用目标等。 2）载人与无人月球探测科学与应用需求比较研究 分析月球探测有人参与和无人参与的不同特点、功能，提出不同阶段下的载人与无人月球探测的总体科学设想，并对其科学应用需求进行比较研究。 3）应用需求评估方法探索 对应用需求分析的结果开展评估方法研究，

3、探索验证其合理性的评估方法。 成果形式：成果形式：研究报告、论文 12 篇 进度要求：进度要求：1 年 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 2 研究方向研究方向二二：新概念空间探索技术新概念空间探索技术 1 1、课题名称：课题名称：地外行星表面地貌环境自主识别与感知方法研究地外行星表面地貌环境自主识别与感知方法研究 研究目标研究目标：以火星表面漫游巡视任务为应用背景，研究火星地形地貌、动态环境与巡视器位姿这三类态势的自主感知方法，建立基于被动图像与三维观测点云的火星地形地貌快速识别方法，在此基础上提出静态地貌与动态环境的主动感知方法，为提高未来火星探索任务奠定理论与应用的

4、基础。 研究内容：研究内容： 1）地貌描述与编目方法 研究基于二维图像特征描述算子与三维激光雷达点云的地貌简洁描述方法，在此基础上研究地貌数据库组建和在线增广方法。 2）静态地貌主动感知方法 在巡视器工作时，需要判定当前场景内是否存在已编目或未知的兴趣地貌，并根据判定结果主动规划敏感器参数，项目将研究基于地貌特征库的地貌主动感知方法与基于场景感知的未编目地貌主动感知方法。 3）动态环境态势感知方法 巡视器应能够自主捕捉具有科学研究价值的动态环境态势，项目以云及尘暴作为两类典型动态环境态势，研究基于序列图像的动态环境态势主动感知方法。 成果形式：成果形式：研究报告，SCI 论文 1 篇或 EI

5、论文 2 篇 进度要求：进度要求：2 年 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 3 2 2、课题名称：课题名称：弱引力小天体表面样品采集的动力学与控制研究弱引力小天体表面样品采集的动力学与控制研究 研究目标研究目标：提出探测器利用机械臂在小天体表面取样的技术方案，考虑小天体的弱引力环境，研究小天体表面多点取样的飞行控制问题，探测器接近表面样品的姿轨耦合控制，以及取样过程中抓取样品的动力学与控制问题。 研究内容：研究内容： 1）小天体表面近距离飞行的动力学与控制问题，探讨小天体表面多点取样的飞行控制技术方案 2）探测器自主接近表面样品的姿轨耦合控制方法，并在接近过程中避免与小

6、行星发生碰撞 3）研究机械臂取样过程中抓取样品的动力学与控制问题，确保样品的稳定抓取与转移 成果形式：成果形式：研究报告，SCI 论文 1 篇或 EI 论文 2 篇 进度要求：进度要求：2 年 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 4 研究方向研究方向三三：空间科学实验集成与验证技术空间科学实验集成与验证技术 1 1、课题名称：课题名称：空间结构自适应微振动主动控制技术空间结构自适应微振动主动控制技术 研究目标研究目标：对于在轨航天器，微振动将会使空间相机产生像移响应，也会使卫星结构由于飞轮的动静不平衡性产生姿态晃动，从而严重降低指向精度、分辨率、稳定度及成像质量等重要性能

7、指标，因此，在航天结构的研制过程中，需要特别考虑微振动的影响。基于智能结构的主动隔振方式，通过嵌入传感器、作动器和控制器等研究，通过自适应控制策略，研究低频微振动技术。 研究内容：研究内容： 1）新型压电作动器设计与分析 压电作动器设计与建模、压电作动器性能仿真与优化。 2）自适应主动控制策略设计与仿真分析 自适应主动控制策略设计、自适应主动控制策略性能分仿真析。 3）空间结构微振动自适应主动控制技术应用研究 空间结构微振动自适应控制策略设计、空间结构微振动自适应控制性能仿真分析。 成果形式：成果形式：研究报告、SCI 或 EI 论文 2 篇 进度要求：进度要求：2 年 中科院太空应用重点实验

8、室 2017 年度开放基金课题指南 5 2 2、课题名称：课题名称：空间科学载荷热控模块化设计空间科学载荷热控模块化设计及自适应控制策略研究及自适应控制策略研究 研究目标：研究目标： 针对空间科学实验载荷中热载荷变化规律、冷却需求及温湿度等微观热环境参数的控制特点，研究空间科学载荷的非稳态热特性及热控系统的模块化设计，解决冷却工质及其它热控资源自适应管控、配给策略，为微观热环境参数控制的任务适应能力和鲁棒性奠定基础。 研究内容：研究内容： 1）空间科学载荷热控需求梳理与模块化设计 系统归纳空间物理、化学及生物等典型空间科学载荷的非稳态发热规律、散热及控温需求。总结温度及湿度等微观热环境参数的耦

9、合规律及特征。基于以上输入，研发机电热控一体化的模块化组件，实现其热量收集、传输、排散等热控需求。 2）复杂单相流体网络的自适应工质管控及配给策略 解决空间科学载荷中复杂单相流体网络的拓扑结构优化、其压力-流量及焓-温度通道的非稳态特性分析及建模难题，形成不同载荷特征、不同流体网络拓扑体系下的冷却工质自适应流量管控及配给策略等关键技术途径，提高空间科学载荷热控系统模块化、通用性、在轨维护能力。 成果形式：成果形式： 研究报告、 SCI 论文 2 篇 进度要求：进度要求： 2 年 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 6 研究方向四：空间应用信息与控制支持技术研究方向四：空间

10、应用信息与控制支持技术 1 1、课题名称：弹性可靠的软定义空间光交换技术研究、课题名称：弹性可靠的软定义空间光交换技术研究 研究目标研究目标：以自由空间光通信（FSO）为技术基础，探索软定义空间组网技术，着重解决软定义星载交换节点结构、自适应拓扑维护、资源抽象与配置、损伤感知与可靠组网等关键技术问题，为我国空间光互联、空间站信息港等技术研究与应用提供参考方案、分析数据和设计建议。 研究内容：研究内容： 1）软定义空间光交换节点结构与自适应拓扑维护 针对软定义架构和空间三维组网背景，设计光交换节点结构和组网机制；围绕星间网络的可扩展性、自组织性和节点动态变化等问题，研究软定义光交换网络的自适应拓

11、扑维护与信息更新机制。 2）软定义空间光交换的资源抽象与优化配置 研究软定义空间网络的带宽资源、计算存储资源等的抽象与量化方法，面向业务需求提出弹性的资源重构和动态调度机制，提高资源利用率同时减少网络时延。 3）空间光交换网络的智能损伤感知与抗毁生存 借鉴人工智能技术，研究空间光交换节点性能的特征提取方法和物理损伤感知机制，提出光交换节点状态的实时动态监测方案与抵抗并发多故障的主动防御策略。 成果形式：成果形式：研究报告、SCI 或 EI 论文 2 篇 进度要求：进度要求：2 年 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 7 2 2、课题名称：面向空间信息网络的信道网络联合编码

12、技术研究、课题名称：面向空间信息网络的信道网络联合编码技术研究 研究目标：研究目标：针对空间通信（卫星星座）的组网特点、拓扑结构和信道特性，以提高空间通信系统的有效性、可靠性和安全性为目标，以涵盖信道编码（包含物理层无速率编码） 、网络编码和空间调制方等跨层一体化设计方式为技术手段，研究适用于空间信息网络结构的高可靠、高能效、低复杂度的信道网络联合编译码方法。 研究内容：研究内容： 1）高效物理层无速率信道编译码器设计 传统的固定码率级联码或 Turbo 码无法实现在空间通信系统中的高效传输,而且需要大量的高可靠反馈信息。物理层无速率信道编码可克服上述缺点。本项目研究高效物理层无速率信道编码译

13、码器设计，具体内容包含（但不局限于） ：多路并行编码、多线程/并行处理、串行 BP 迭代译码算法等技术的将联合使用，目的是降低编译码器复杂度、并减少编译码时延。 2）时间异步物理层无速率信道网络联合编译码技术 在空间通信中，通常需要两个或以上信源同时传输不同的经过信道编码之后的数据到中继节点，并且通过中继网络进行信息交换。但是，不同信源的信息在经过不同距离的传输之后码元间不能精准同步。本项目研究如何在码元异步的情况下实现高可靠、高能效、低复杂度的物理层无速率信道网络联合编译码算法。 成果形式：成果形式：研究报告 1 份、SCI 论文 2 篇 进度要求：进度要求：2 年 中科院太空应用重点实验室

14、 2017 年度开放基金课题指南 8 3 3、课题名称：空基信息网络部署、课题名称：空基信息网络部署与服务优化与服务优化研究研究 研究目标：研究目标：空基信息网络是以临近空间平台和无人机为骨干的空基信息网络。本项目针对空基信息网络的关键技术展开研究，着重解决空基信息网络的节点部署以及接入服务优化等问题，为天空地一体化网络的研究及推进奠定基础。 研究内容：研究内容： 1）空基信息网络部署策略研究 空基网络的部署受诸多因素约束， 包括空基节点的资源总量、 飞行高度、地面业务分布等。此部分研究包括： （1）单无人机部署策略研究 研究在给定地面用户的业务需求情况下，寻求无人机的最优三维坐标位置，使得到

15、服务的地面用户的数量（或者和速率）最大化。 （2）多无人机部署策略研究 研究在无人机和地面用户都同质及无人机同质但地面用户异质两种情况下满足地面用户需求前提下的无人机最少数量和最优位置。 2）空基信息网络的接入优化与服务 空基网络是一个异质混合网络。异质网络承载用户接入信息时，具有不同的代价。因此，需进行接入控制以优化网络效益，研究包括： （1）基于静态博弈的用户接入策略 假设多个待接入的用户都服从统一的调度中心的安排。此种情况下，将多用户接入优化问题建模为静态博弈问题，并进行求解。 （2）基于动态博弈的用户接入策略 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 9 假设系统没有统

16、一的调度中心，每个待接入用户进行分布式独立接入优化。此种情况下将接入控制建模为动态博弈问题，并进行求解。 成果形式：成果形式：研究报告、SCI 或 EI 论文 2 篇 进度要求：进度要求：进度要求： 2 年 中科院太空应用重点实验室 2017 年度开放基金课题指南 10 研究方向五：太空智能制造技术研究方向五：太空智能制造技术 1 1、课题名称：课题名称：智能材料太空环境增材制造总体概念研究智能材料太空环境增材制造总体概念研究 研究目标研究目标：对太空微重力和高真空环境下的智能材料增材制造技术进行研究，分析可用的智能材料种类，提出可行的技术发展途径和总体方案，为智能材料增材制造技术在空间站等航天器上的部署提供参考。 研究内容：研究内容： 1）智能材料太空增材制造应用模式研究 2）智能材料太空增材制造技术发展途径研究 3）太空增材制造可用智能材料种类分析 4）智能材料太空增材制造总体方案设计 成果形式：成果形式：研究报告，SCI 或 EI 论文 2 篇 进度要求：进度要求：2 年 中科院太空应用重点实验