航天智能测运控系统体系架构与应用-航天工程论文-工程论文
智能测控工程在航空航天领域的发展与应用

智能测控工程在航空航天领域的发展与应用在当今科技飞速发展的时代,航空航天领域的进步无疑是人类探索未知、追求梦想的璀璨成果之一。
而智能测控工程作为其中的关键技术,正发挥着日益重要的作用,为航空航天事业的发展提供了强大的支持和保障。
航空航天领域对于测控技术的需求极为严格和复杂。
从航天器的发射、运行,到飞行器的导航、控制,每一个环节都离不开精准、可靠的测控系统。
智能测控工程凭借其先进的技术手段和强大的功能,有效地满足了这些需求,并不断推动着航空航天技术的革新。
在航天器的发射阶段,智能测控系统能够对火箭的各项参数进行实时监测和分析。
例如,通过传感器获取火箭的加速度、温度、压力等数据,并迅速传输到地面控制中心。
地面工作人员可以根据这些数据及时调整发射策略,确保火箭按照预定轨迹升空,从而提高发射的成功率和安全性。
在航天器的运行过程中,智能测控工程更是发挥着不可或缺的作用。
它能够对航天器的轨道、姿态、能源等进行精确测量和控制。
通过卫星通信技术,将航天器上的信息实时回传至地面,地面控制中心可以根据这些数据对航天器进行远程操控和管理。
同时,智能测控系统还能够对航天器所处的空间环境进行监测,如磁场、辐射等,为航天器的正常运行提供环境保障。
飞行器的导航和控制也是智能测控工程的重要应用领域。
在现代航空领域,飞机的自动驾驶系统、导航系统等都依赖于智能测控技术。
通过卫星定位、惯性导航等多种手段,实现对飞机位置、速度、高度等参数的精确测量,并根据预设的航线和飞行规则进行自动控制。
这不仅提高了飞行的安全性和准确性,还减轻了飞行员的工作负担。
智能测控工程在航空航天领域的发展得益于多种先进技术的融合。
传感器技术的不断进步使得能够获取更加丰富和精确的测量数据。
例如,高精度的加速度传感器、陀螺仪、压力传感器等为测控系统提供了可靠的数据源。
同时,通信技术的发展也为测控数据的传输提供了更高速、更稳定的通道。
从早期的无线电通信到如今的卫星通信、激光通信等,数据传输的速率和质量不断提升,确保了地面控制中心能够及时获取和处理航天器和飞行器的信息。
航天工程中的控制理论及应用分析

航天工程中的控制理论及应用分析航天工程是一项复杂而又充满挑战的工程,其实现需要众多优秀工程师和科学家的不懈努力。
其中,控制理论的应用在航天工程中具有重要的地位。
本文将结合实际案例,分析航天工程中控制理论的应用,旨在探讨该领域的技术发展和未来趋势。
一、基本概念控制理论是一门研究如何使一个系统在特定的条件下保持稳定运行的学科。
在航天工程中,控制理论可以用于提高发射或轨道操作的准确性和安全性。
控制系统是由各种电子元件组成的,它能够自动地控制机器或设备,也能手动进行控制,以确保机器或设备的稳定运行。
二、航天控制系统应用分析在航天领域,控制系统应用的范围非常广泛。
首先,控制系统被用于发射过程的控制。
在发射前,需要将火箭传递到发射台上,同时对火箭进行检查和测试,以确保其正常工作。
接着,控制系统可以进行自动地预计算,将火箭定位到正确的轨道和位置上。
在火箭进入轨道后,控制系统可以保持火箭的稳定行驶,同时进行应急处理。
此外,控制系统也能够保持轨道上卫星的稳定性。
卫星的稳定性是卫星成功工作的重要因素之一。
控制系统可以保持卫星的稳定性,使卫星自动控制其方向,同时保持其正常运行。
其中,航天控制系统的设计需要考虑航天器在宇宙中的特殊运动状态,同时考虑航天器所遭遇到的各种不利因素,如太阳风、宇宙尘埃、磁场扰动等。
因此,控制系统需要设计出完善的算法,以保证航天器的稳定性和可靠性。
三、控制系统的技术发展控制系统在航天工程中的应用已经发展了数十年。
随着技术的发展,控制系统也在不断地升级和完善。
首先,微型电子技术的应用为控制系统提供了更深入的信息和数据处理能力。
其次,航天器的自动化程序逐渐发展成为一种先进的技术。
通过自动化程序,控制系统可以实现对航天器的定位和控制。
此外,人工智能技术的发展也为控制系统的应用提供了新的思路和方法。
控制系统可以通过人工智能技术,进行智能决策和应急处理,并且能够适应不同情况下的不同运行模式。
人工智能技术的应用将使得控制系统能够更好地适应不同的控制需求,为控制系统的应用提供更强的技术支持和保障。
智能测控工程在航天领域中的应用及技术挑战

智能测控工程在航天领域中的应用及技术挑战随着人类对宇宙探索的不断深入,航天技术取得了巨大的进步。
在这一进程中,智能测控工程发挥着至关重要的作用,它为航天器的设计、发射、运行和维护提供了关键的支持。
然而,与此同时,也面临着一系列的技术挑战。
智能测控工程在航天领域的应用广泛而深入。
首先,在航天器的设计阶段,智能测控技术可以通过模拟和仿真,对航天器的结构、性能和可靠性进行评估和优化。
例如,利用有限元分析等方法,可以预测航天器在不同工况下的受力情况,从而为设计提供依据,确保航天器在复杂的太空环境中能够稳定运行。
在航天器的发射过程中,智能测控系统能够实时监测火箭的各项参数,如推力、加速度、姿态等,及时发现并处理可能出现的问题。
通过精确的测控,保障火箭按照预定的轨迹飞行,将航天器准确送入轨道。
进入太空后,航天器需要持续不断地与地面控制中心保持联系,以获取指令和传输数据。
智能测控技术在此方面发挥了关键作用。
通过先进的通信技术和测控设备,地面控制中心能够实时掌握航天器的位置、速度、能源状态等信息,并对其进行远程控制。
智能测控工程还在航天器的科学实验和探测任务中扮演着重要角色。
例如,在天文观测任务中,智能测控系统可以精确控制望远镜的指向和姿态,确保对目标天体的准确观测。
在对地观测任务中,能够对卫星的成像设备进行调控,获取高质量的图像数据。
然而,智能测控工程在航天领域的应用并非一帆风顺,面临着诸多技术挑战。
太空环境极其恶劣,充满了各种辐射、微流星体和温度变化等。
这对测控设备的可靠性和稳定性提出了极高的要求。
测控设备必须能够在这样的环境中长时间正常工作,同时还能抵御各种干扰和破坏。
通信延迟和带宽限制是另一个重要的挑战。
由于航天器与地面控制中心之间的距离遥远,信号传输存在明显的延迟。
对于一些需要实时响应的任务,如航天器的姿态调整和轨道控制,通信延迟可能会带来严重的影响。
此外,有限的通信带宽也限制了数据传输的速率和量,如何在有限的带宽内传输关键信息成为一个亟待解决的问题。
智能测控系论文

西南科技大学城市学院课程考试试卷《智能测控系统》试题(卷)学期:2009-2010年 2 学期考试形式:开卷( √ ) 闭卷( )适用专业年级:07自动化系别:自动化系班级:自动化0701、0702 学号:姓名:题号一二三四五六七八九十题分本试题一共X道大题,共X页,满分XXX分。
考试时间XXX分钟。
注意事项:1.答题前,请准确、清楚地填各项,涂改及模糊不清者、试卷作废。
2.试卷若有雷同以零分计。
根据要求写一篇关于智能测控系统的论文,具体要求如下:一、论文要点1智能测控系统的概念、理论基础和技术要点。
(20分)测控系统是指由相关的器件、仪器和测试控制装置有机组合而成的具有获取某种信息,并实施控制被控对象或系统运行行为之功能的整体,其结构如下图所示。
人类在认识世界和改造世界的过程中,一方面要采取各种方法获得客观事物的量值,这个任务称之为“测量”;另一方面也要采用各种方法支配或约束某一客观事物的进程结果,这个任务称之为“控制”。
“测量”和“控制”是人类认识世界和改造世界的两项工作任务,而测控仪器或系统则是人类实现这两项任务的工具和手段。
按照仪器和系统担负的任务不同,测控仪器和系统可分为三大类:单纯以《智能测控系统》试题第 1 页共6页测试或检测为目的的“测试(检测)仪器或系统”,单纯以控制为目的的“控制系统”和测控一体的“测控系统”。
科学的发展和突破往往是以检测仪器和技术方法上的突破为先导的。
测控仪器和系统在工业生产中起着把关和指导作用,它从生产现场获得各种参数,运用科学规律和系统工程的方法,综合有效地利用各种先进技术,通过自控手段和装备,使每个生产环节得到优化,进而保证生产规范化,提高产品质量,降低成本,满足需求,保证安全生产。
20世纪70年代开始,微型计算机被引入测控领域,使测控系统发展到计算机测控系统的新阶段。
将微型计算机技术引入到测控系统中,不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题,而且还能简化电路,增加或增强功能,提高测控精度和可靠性,显著增加测控系统的自动化、智能化程度,而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级换代等。
航空航天智能飞行控制系统的开发与应用

航空航天智能飞行控制系统的开发与应用航空航天行业一直以来对于飞行控制系统的研发与应用都非常重视。
随着科技的不断进步和人们对飞行安全的更高要求,航空航天智能飞行控制系统逐渐成为航空航天领域中的重要组成部分。
本文将重点探讨航空航天智能飞行控制系统的开发与应用。
一、航空航天智能飞行控制系统的概述航空航天智能飞行控制系统是指利用先进的计算机技术和自动控制技术,对飞行器进行智能化的控制和管理。
它通过对飞行器的姿态、机动性能、导航定位等关键参数进行监测和控制,使飞行器能够更加安全、高效地完成飞行任务。
二、航空航天智能飞行控制系统的开发过程航空航天智能飞行控制系统的开发是一个复杂的过程,需要经过以下几个关键步骤:1. 需求分析:确定智能飞行控制系统的功能需求,并与飞行员的操作需求进行匹配。
这一阶段需要充分了解飞机的性能参数、飞行特点以及操作流程。
2. 系统设计:根据需求分析的结果,进行系统设计,确定系统的整体框架、功能模块以及各个模块之间的关系。
同时考虑系统的可靠性、安全性和实时性等因素。
3. 软件开发:进行系统软件的开发,包括编写飞行控制算法、设计用户界面以及进行软件测试和优化。
这一阶段需要运用相关的开发工具和技术,确保软件的稳定性和性能。
4. 硬件设计:进行系统硬件的设计,选取适合的传感器和执行器,并进行硬件电路的设计和优化。
同时需要进行硬件与软件的接口设计,确保二者之间的良好配合。
5. 集成与测试:将软件和硬件进行集成,并进行系统测试和调试。
通过模拟实际飞行环境,验证系统的性能和稳定性。
三、航空航天智能飞行控制系统的应用领域航空航天智能飞行控制系统的应用涉及多个领域,包括但不限于以下几个方面:1. 商用航空:智能飞行控制系统可以提高飞行器的飞行安全性能,减少人为操作失误的风险,提高飞行效率。
同时智能飞行控制系统还可以对飞机的状态进行实时监测和评估,提供有效的数据支持。
2. 军事航空:在军事航空领域,智能飞行控制系统可以提供更为精确的飞行控制能力,使飞机能够更好地完成军事任务。
智能测控工程在航天领域中的应用及技术挑战

智能测控工程在航天领域中的应用及技术挑战航天领域一直以来都是人类探索未知、追求进步的前沿阵地,而智能测控工程作为一项关键技术,在航天任务中发挥着举足轻重的作用。
它涵盖了从航天器的设计、制造到发射、运行以及回收的全过程,为航天活动的安全、高效和成功提供了有力保障。
智能测控工程在航天领域的应用十分广泛。
首先,在航天器的设计阶段,通过智能测控技术可以对航天器的结构、性能进行精确的模拟和分析。
利用先进的传感器和数据采集系统,获取航天器在各种工况下的力学、热学等参数,然后借助强大的计算能力和智能算法,对这些数据进行处理和分析,从而优化航天器的设计,提高其可靠性和性能。
在航天器的制造过程中,智能测控工程同样不可或缺。
例如,通过在线监测和质量控制技术,可以实时检测制造过程中的工艺参数和产品质量,及时发现并纠正潜在的缺陷和问题,确保航天器的制造精度和质量符合严格的标准。
发射阶段是航天任务中最为关键的时刻之一,智能测控技术在此阶段发挥着至关重要的作用。
各种传感器和监测设备能够实时采集火箭的运行状态、姿态、动力等关键参数,并将这些数据快速传输到地面控制中心。
地面控制人员根据这些数据,利用智能控制算法对火箭的飞行轨迹进行精确控制,确保火箭能够按照预定的轨道准确发射,将航天器送入预定的空间位置。
进入太空后,航天器的运行和管理离不开智能测控工程。
智能测控系统可以对航天器的轨道、姿态、能源、通信等进行实时监测和控制。
通过卫星通信技术,将航天器的运行数据传输到地面站,地面控制中心的专家们根据这些数据制定相应的控制策略,然后将指令发送回航天器,实现对航天器的远程控制和管理。
例如,当航天器的轨道发生偏差时,地面控制中心可以通过调整航天器的推进系统,使其回到正确的轨道上;当航天器的能源供应出现问题时,地面控制中心可以通过优化航天器的能源管理策略,确保其能源供应的稳定和充足。
然而,智能测控工程在航天领域的应用并非一帆风顺,面临着诸多技术挑战。
2021智能航天体系的内涵与架构设想范文1

2021智能航天体系的内涵与架构设想范文 摘要: 在系统分析和总结人工智能航天领域应用研究现状的基础上,开展了智能航天体系顶层设计,从分系统、单星、体系等多维度研究了航天领域人工智能应用分级标准,提出了智能航天体系概念内涵,基于安全性、可用性、可扩展性等约束,提出包含底层基础设施、智能算法层、体系层、应用层等多层次的智能航天体系架构,给出了各层次的主要构成、支撑技术、相互关系以及交互模式,可为加速推进新一代人工智能技术在航天领域的应用提供参考。
关键词: 人工智能;航天体系; 架构设想; Abstract: Basedon the systematic analysis and summary of the application research status of artificial intelligence in the field of space, the overall design of intelligent space system is carried out, the application classification standard of artificial intelligence in space field is studied from the perspectives of subsystem, single satellite and system, the concept of intelligent space system is proposed, the multi-level intelligent space architecture including the infrastructure, intelligent algorithm layer, system layer and application layer is proposed based on the constraints of security, availability and scalability, and the main structure, supporting technology, interrelation and interaction mode of each level are given, which provides a reference for accelerating the application of the new generation of artificial intelligence technology in the space system. Keyword: artificialintelligence; space system; system framework; 近年来,新一代人工智能(ArtificialIntelligence,AI)技术研究迅速升温,世界主要发达国家均把人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略,加紧出台规划和政策,抢占战略制高点[1]。
智能测控工程的基本原理和应用

智能测控工程的基本原理和应用在当今科技飞速发展的时代,智能测控工程作为一门融合了多种先进技术的学科,正逐渐成为推动各行业进步的重要力量。
它不仅在工业生产、航空航天、医疗健康等领域发挥着关键作用,还为我们的日常生活带来了诸多便利。
那么,究竟什么是智能测控工程?它的基本原理是什么?又有哪些广泛的应用呢?智能测控工程简单来说,就是利用各种先进的技术手段,对某个对象或过程进行实时监测、控制和优化,以达到预期的目标。
其核心在于实现对目标的精确感知、准确判断和有效控制。
智能测控工程的基本原理主要包括以下几个方面。
首先是传感器技术。
传感器就像是智能测控系统的“眼睛”和“耳朵”,能够将被测量的物理量(如温度、压力、速度等)转换为电信号或其他便于处理和传输的信号。
不同类型的传感器具有不同的工作原理和特点,比如热电偶传感器通过测量温差产生的电势来测量温度,而压力传感器则可以根据应变片的变形来感知压力的大小。
通过合理选择和布置传感器,可以获取到丰富而准确的测量数据。
其次是信号处理技术。
传感器采集到的原始信号往往包含了大量的噪声和干扰,需要通过信号处理技术进行滤波、放大、数字化等操作,提取出有用的信息。
常见的信号处理方法包括傅里叶变换、小波变换等,它们可以帮助我们分析信号的频率特性、时变特性等,为后续的控制决策提供依据。
再者是控制理论。
控制理论是智能测控工程的“大脑”,它决定了如何根据测量到的信息来生成控制指令,使被控对象按照期望的方式运行。
经典的控制理论如 PID 控制,通过比例、积分和微分三个环节的组合来实现对系统的稳定控制。
而现代控制理论如状态空间法、最优控制等,则更加注重系统的内部状态和性能优化。
另外,计算机技术在智能测控工程中也起着至关重要的作用。
计算机不仅用于对测量数据的存储、处理和分析,还承担着控制算法的实现和系统的实时监控等任务。
借助强大的计算机硬件和软件资源,可以实现复杂的测控系统的设计和运行。
智能测控工程在众多领域都有着广泛而重要的应用。
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航天智能测运控系统体系架构与应用-航天工程论文-工程论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:随着商业航天的快速发展,各类卫星星座项目的持续推进,航天器的商业应用日趋普及,在轨航天器呈现出数量多、平台多、种类多、用途广等趋势,重点依靠资源投入和人力增加的测控模式,已经难以适应未来多星、多任务、多用户的测控服务的发展需要。
近年来,人工智能技术不断取得突破,在多类单项测试中超越人类。
将人工智能的发展成果应用到测控系统中,在自主测控、自主故障诊断、任务规划、资源分配方面,采用智能化方法,促进测运控以平台载荷为核心的管理模式向以数据业务为核心的管理模式转变, 提高测控任务的完成效率和资源利用率。
关键词:测控; 智能化; 故障自主诊断; 自主测控; 数据挖掘; 机器学习;1 、商业航天智能测运控需求分析1.1 、航天器数量快速增加近年来,万物互联成为人类社会的基本要求,许多全球性或者全天候航天任务越来越复杂,卫星将在今后一个时期内迎来快速发展,航天器的在轨数量将会激增。
卫星星座在信息传输、定位导航、侦察观测等领域,具有全球覆盖、实时性好等先天优势,应用日益广泛。
星座中卫星的数量从数十颗,发展到数百颗,数千颗,Space X 公司布局的Starlink星座计划发射约42000颗卫星。
星座构型在卫星轨道基础上,通过合理的时空布局,适应各种应用功能的需要。
1.2 、测运控系统日益复杂在轨航天器数量将越来越多,规模越来越大,类型与应用模式越来越复杂,管控要求和难度大幅提升。
相对于数量激增的在轨航天器,地面测运控系统将面临着数量不足、设备短缺的问题。
小卫星需要大天线,但是小卫星的寿命通常比较短,而地面测运控设备投入又比较大,因此要求地面测运控资源必须能够组网重复使用。
在传统单颗卫星的测运控任务外,对多星的同时测运控支持、多星及星座在轨运行管理等,对地面测运控网络如何提供及时、有效、灵活的测运控服务提出了极高的要求,增加了航天测运控系统的负担和操作复杂性。
1.3、测运控服务模式转变由于过境小卫星承担不同的任务,因此同一地面站必须具有多星测运控和数据采集的能力,当多星同时过境时,地面站能实现多星同时测运控。
因此,对测运控系统来说,除了建立新站以外,必须对已有测运控设备进行最大化利用并且探索新技术。
沿用以往针对少量卫星的,重点依靠投入资源和增加人力的模式已难以适应未来测运控服务的需要,随着各类卫星星座等项目的持续推进,以及航天器的商业应用日趋普及,测运控以平台载荷为核心的管理服务模式,正在向以数据业务为核心的服务管理模式转变。
2、人工智能的发展状况2.1、人工智能将迎来飞跃人工智能研发与应用的重点领域主要集中在:机器学习/深度学习,计算机视觉/图像识别,自然语言处理/语音识别,神经形态计算/脑启发计算,脑科学与人工智能,智能机器人/虚拟个人助理,自动驾驶/无人系统等。
由于面向特定领域的人工智能技术(即专用人工智能)应用场景需求明确、领域知识积累深厚、建模计算相对简单可行,专用技术不断取得突破,在多类单项测试中已经超越人类,尤其是在速度和准确度方面。
近年来,各国政府纷纷加快在人工智能领域的战略布局,将其作为提升国家竞争力的重要抓手,启动了各类研发或技术转移计划,力图占领技术、产业和应用的新的制高点,美国、英国、法国与日本等国都加大了资金投入和政策倾斜力度。
我国人工智能技术虽然起步较晚,但在政府与社会各界的支持与投入下,取得了迅猛的发展。
我国科研机构和企业在语音识别、图像识别、机器翻译、中文信息处理等方面已处于世界领先地位。
智能芯片技术也实现了突破,中科院计算所团队研制出的寒武纪神经网络处理器已成为国际竞争对手的追赶目标。
自2016年起,我国快速将人工智能发展上升至层面,相关政策密集出台。
2017年7月,发布《新一代人工智能发展规划》,从战略态势、总体要求、资源配置、立法、组织等各个层面确立了我国人工智能发展规划。
随着各国不断加大投入,人工智能领域出现竞相角逐的局面,人工智能技术将从局限于某个领域的专项应用走向与大数据融合的综合应用,发生质的飞跃。
2.2、智能网络的特点智能网络具有自动化、自优化、自治化的特点。
自动化指链路发现、策略制定、按需资源分配等自动化控制,业务发放和运维自动化,如网络、告警处理、故障分析等活动的自动化,这就需要网络的管理和控制无缝集成,实现管控一体。
自优化是在自动化的基础上,基于反馈的闭环的全局优化。
通常最简单的闭环控制系统由控制器和传感器组成,传感器的测量作为输入,然后将这些输入与期望的状态进行比较。
网络优化要从开环走向闭环,就是将网络实时采集的数据上报给分析器,分析器分析网络状态,并基于目标形成一个负反馈给管控单元,进而通过给定的策略来执行优化动作,形成闭环。
自治化,就是在自动化和自优化的基础上实现人工智能。
自治化主要体现在两个方面:一方面,在检测网络状态的时候,基于人工智能算法,学习预测网络上可能会出现的状况;另一方面,当网络发现某些状况后,它可以基于历史经验数据或者全局训练的数据,自己生成新的策略并执行。
网络要做到智慧,需在通用的虚拟和物理资源池上基于云设计,以实现敏捷的业务组装和调整。
智能网络的构架即:基于云平台,管控一体的自动化,引入实时感知和深度分析的闭环自优化,具备人工智能的自治化。
3 、航天智能测运控系统体系架构航天测控系统的智能化是在星地测控软件一体化的基础上实现的,典型的航天任务软件架构如图1所示,未来的架构将会是多星、多中心、多站架构。
图1 典型航天任务的软件系统架构智能化航天测控软件核心功能应是对实时数据和以往数据的实时处理,核心功能可放在相对仿真系统中。
其框架可设计为一个分布式系统,由冗余的任务服务器和客户端工作站组成,客户端工作站执行数据分发和用户接口任务,服务器与客户端之间通过接口连接。
设计的内容包括一套的模块和子系统。
其内核包含的主要的子系统有遥测、遥控、在线数据库、数据存档和分发、用户管理、和动作、软件维护和外部接口等。
智能化的航天测运控系统就是以测运控中心为大脑,传输链路为神经,空间飞行器,地面测控站为节点的分布式架构。
在底层模块化、一体化的基础上,顶层实现通用化、产品化,顶层功能与底层功能尽量解耦。
参考电信网络,原来业务和承载捆绑在一层,现在将其从逻辑上分为两层:网络承载层和网络业务层。
承载层专注于可靠的连接,业务层专注于敏捷的服务。
解耦之后,业务层和承载层分别有一个控制器,这两个控制器之间纵向互联,一个负责敏捷应变,一个负责稳定可靠,实现业务自动触发承载层动作,整体实现敏捷应变。
不管业务层怎么变,承载层保持稳定可靠,形成一个可弹性扩展、即插即用的资源池,应对上层业务变化。
3.1、测运控中心测运控中心是测运控系统的核心管控部分,其主要负责:航天器的发射段测控、运行段轨道控制和应急测控等任务;对有效载荷的状态监视与操作控制;对所属地面站的远程控制和监视;生成测控计划;设备维护和保养等。
通过测运控中心的智能化实现系统级资源优化管理,提高多星、多测控设备的测运控系统整体星地资源的利用效率,原来分属各家的测控设备,可以各自运行,也可以接入统一的航天测运控网络。
在智能化的测运控系统中,测运控中心将主要体现在逻辑功能上,而物理形式上则既可以是集中式也可以是分布式。
3.2 、星载测运控系统由于受到卫星重量及星载计算机计算能力的限制,星载处理能力较弱,除了必须在星上完成的星务管理、测控应答、姿轨控、有效载荷管理等功能,一般把其他功能放在地面进行处理,而星地传输通道的容量又限制了数据的传输量,因此成为了实现测控系统智能化的一个瓶颈。
随着星载计算机的能力不断提高,星载计算机为卫星平台和载荷提供统一的计算、存储和管理功能,逐步实现卫星/星座的自主控制、卫星工况的自主判断、数据的初级处理功能。
在整个智能化测运控系统中星载测运控系统将升级为一个空间节点,实现星上各种数据的直接处理及卫星的自主管控。
3.3、地面测控站地面测控站是整个测运控系统中的重要节点,测控站智能化主要是实现对地面站设备的智能化管理,在包括设备自动化操作、故障自主诊断、运行数据分析、设备性能评估等。
4、航天测运控系统智能化技术应用面向大规模、多类型航天器体系化、高效、灵活运用的需求,基于人工智能理论与技术,开展航天任务智能规划、站网资源智能调度、测运控系统高效运行和在轨航天器、地面装备智能管理等技术研究,革新航天器测运控系统体系架构,建立大规模在轨航天器高效管控模式,实现系统高效自主运行、用户无感应用,提升航天测运控系统的整体能力和航天器系统的运用效能。
从航天器自主测控、自主诊断、天地测运控资源智能分配入手,可以将航天器智能测运控技术分解为几个子模块。
4.1 、航天器故障自主诊断与异常处置建立航天器个性化健康,形成航天器特性数据库,形成同平台、同型号不同航天器的个性化管理。
建立个性化异常处置数据库,实现星地数据库同步。
建立系统模型,将故障现象进行抽象类化,通过基于AI的系统故障经验学习、系统故障树知识比对、系统故障推演仿真等方法,实现从快速发现系统故障、快速分析判断到快速定位出故障点的智能化处理,提出系统级处置方案,提高航天器自主诊断、自主异常处置的能力。
4.2、航天器自主测控与空间资源管理建立星地一体测运控管理模式,实现航天器自主测控结果和测控原始数据的同步传输。
由航天器自主判新并报告工况,实现预案可控条件下的航天器自主测控。
研究多星多任务系统空间资源的智能化管理技术,在航天器自主测控的基础上,建立空间资源智能化管理系统,运用现代科技的新成果,对在空间中高速运动的络进行快速分析,实现星间链路、天基测控等多星多任务系统的动态管理。
4.3、地面资源智能调度技术在地面资源集中管理的基础上,实现多任务系统的任务规划与星地多种资源之间的智能优化,通过制定系统综合的资源使用优化策略,在提高资源使用效率的同时提高任务完成时效和用户整体满意度。
采用分布式中心、随遇接入技术,提高系统的可靠性和用户接入的灵活性。
通过对设备监测数据的深度挖掘,及时发现设备潜在故障,随时评估地面系统的效能。
4.4 、星座自主构型保持技术研究在航天器自主测定轨的基础上,提出星座自主构型保持的总体架构、星上分布式计算方法和主从星控制策略等,实现在没有地面控制的情况下,星座能够长期自主保持构型。
4.5、数据挖掘与仿真技术研究基于AI的智能化数据分析技术,通过对各类航天器测试、应用及遥测等海量数据进行分析,为航天器状态监测、性能评估、总体设计、器件选取等提供量化的分析评估结果。
运用机器学习技术,在目前航天器状态仿真的基础上建立航天器的行为仿真,通过对任务模式和故障模式的仿真推演,自动生成航天器行为知识集,预测航天器系统的运行状况。