導語
空天系統(tǒng)不僅是人工智能科學與技術成果的重要應用領域，也是推動人工智能快速發(fā)展最強勁的動力之一！人們耳熟能詳的空間交會對接、機械臂在軌服務、無人機導航制導及控制，以及相關的火箭發(fā)射、制造、運輸、設備故障診斷和健康管理等方面都無一不在期待人工智能新理論、新方法、新技術的問世和應用。
本期專輯邀請了智能空天系統(tǒng)專業(yè)委員會重點研究方向上的著名學者對其最新成果作一介紹，包括非完備信息下無人機智能攻防決策技術研究現(xiàn)狀與展望、航天發(fā)射安全性智能評估技術研究、深空探測航天器的自主運行技術、多電飛機飛行控制電靜液作動器的智能化問題以及云邊協(xié)同的智能制造系統(tǒng)5篇稿件，以期對感興趣的讀者有所幫助。
摘 要
摘 要：隨著深空探測任務的復雜化，傳統(tǒng)航天器的操作和控制等技術已受到極大制約，必需提升探測器的自主化水平。以深空探測的國家重大戰(zhàn)略需求為牽引，本文從“自主導航、自主制導控制、自主任務規(guī)劃、自主診斷重構”四個方面，對深空探測航天器自主運行技術的研究現(xiàn)狀進行綜述，闡述了上述四方面關鍵核心技術在我國月球探測任務中的實際應用情況和效果，并針對我國即將開展的火星著陸巡視、小行星取樣返回等任務需求，提出了未來深空探測航天器自主運行技術的發(fā)展方向和研究內容。
關 鍵 字
深空探測航天器；自主運行；自主導航；自主制導控制；自主任務規(guī)劃；自主診斷重構
0 引言
本世紀初，國務院發(fā)布了《中國的航天》白皮書，明確提出了我國開展以月球探測為主的深空探測發(fā)展目標。在“人民科學家”葉培建院士等老一輩科學家的帶領下，以嫦娥一號為開端，通過嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥五號T1 和嫦娥四號任務的連續(xù)成功，保障了我國探月工程“繞、落、回”三步走目標的順利完成。以火星著陸巡視、小行星取樣返回等任務為牽引，通過自主運行等關鍵技術的創(chuàng)新突破，開啟了我國由月球探測向深空探測進軍的新篇章。
深空探測任務中探測目標遠、飛行時間長、所處環(huán)境動態(tài)多變等特點，導致深空探測航天器的操作和控制與近地軌道航天器存在很大區(qū)別，例如上傳指令延遲大、地面測控精度差、數據傳輸碼率低、安全自主保證難等。目前傳統(tǒng)的“地面測控站——航天器”大回路操作控制模式，嚴重限制了深空探測任務的實時性、安全性和可靠性。
自主運行技術是解決上述問題的有效途徑，已成為未來深空探測技術發(fā)展的一個重要方向。自主運行技術即是在深空探測航天器上構建一套精度高、自主性強、安全可靠的運行管理系統(tǒng)，來實現(xiàn)長時間無人參與情況下的自主安全運行，具體任務是根據飛行階段和周圍環(huán)境，自主開展工程任務與科學任務的調度規(guī)劃、感知導航、命令執(zhí)行、器上狀態(tài)監(jiān)測與故障時的系統(tǒng)重構，確保實現(xiàn)深空探測航天器的安全可靠自主運行。
針對深空探測任務實現(xiàn)自主化的根本需求，在自主運行技術的大方向下，以月球探測、火星探測和小行星探測等任務為背景，本文提煉了具有共性和挑戰(zhàn)性的科學問題與技術難題，圍繞“自主導航、自主制導控制、自主任務規(guī)劃、自主診斷重構”四個方面開展了深入的研究攻關和具體的應用實踐，解決了一系列實際需求和難題，已應用于我國嫦娥系列月球探測器和火星探測器等任務中。
本文后續(xù)內容將從“自主導航、自主制導與控制、自主任務規(guī)劃、自主故障診斷與重構”四個方面，重點對深空探測航天器自主運行技術的研究和應用現(xiàn)狀進行綜述；針對我國深空探測后續(xù)任務實施的具體需求，提出未來深空探測航天器自主運行技術的發(fā)展方向和研究內容。
1 自主導航技術
目前航天器通常依靠地面站的無線電測控進行導航，但對于深空探測航天器而言，由于探測目標遠、通信時延大，難以實現(xiàn)實時測量。因此，為保證深空探測航天器能安全、準確地完成探測任務，要求其必須具有極強的自主導航能力。自主導航技術不僅是深空探測航天器安全的重要保證，也是地面測控的有效補充。
自主導航技術指的是，不與外界進行信息傳輸和交換、不依賴于地面設備的定位導航技術，如圖 1 所示。
圖 1 傳統(tǒng)導航與自主導航技術的對比示意圖
自主導航技術按其獲得信息方法主要可以分為慣性導航、光學導航、天文導航和組合導航四類。
(1) 慣性導航：發(fā)展較成熟，由慣性測量單元 IMU（主要包括加速度計、陀螺儀等）和計算機組成。慣導系統(tǒng)將測量的加速度或速度對時間進行積分得到位置信息。
(2) 光學導航：通過測量深空探測航天器相對于目標天體的斜距、斜距速度，或者測量目標天體的視角半徑、表面圖像，運用一定的數據處理或圖像處理來估計深空探測航天器的軌道和姿態(tài)信息。
(3) 天文導航：通過測量已知運動規(guī)律的天體（稱為參考天體，如太陽、月球、其他行星等）相對于某基準面的高度角和方位角來確定探測器的軌道和姿態(tài)信息的方法。已知運動規(guī)律的天體主要分為太陽和行星、小行星和行星衛(wèi)星、脈沖星三大類。天文導航系統(tǒng)不依賴于地面設備，也是一種完全自主的導航系統(tǒng)，其導航精度高，不僅適用于短距離探測，也適用于遠距離的探測。天文導航的關鍵問題是參考天體的測量值信號不能太弱。
(4) 組合導航：為了能充分發(fā)揮各種導航方式的特點，往往將幾種導航方法組成一體進行自主導航，達到取長補短、綜合發(fā)揮各種導航方式優(yōu)勢的目的。目前發(fā)展的自主導航系統(tǒng)大多是組合導航系統(tǒng)。深空探測任務常見的組合導航方式為，在地球逃逸段，采用慣性導航和光學導航的組合導航方式，用光學導航校準慣性基準；在日心過渡軌道段則可利用光學導航來完成；在最后的接近段，采用光學導航和器載雷達導航相結合方式，以達到改善精度的目的。
在深空探測航天器自主導航技術的研究與應用領域，我國取得了一系列顯著的成果。
(1) 嫦娥二號衛(wèi)星在地月轉移軌道段末期，開展了我國首次深空探測自主導航試驗。結果
表明，自主導航可滿足接近軌道修正的需要，相對基準誤差校正，可顯著提高接近導航精度。
(2) 嫦娥三號月球探測器利用光學圖像，首次實現(xiàn)了著陸過程的自主障礙識別與避障。針對月球軟著陸任務面臨的“復雜月面環(huán)境、動態(tài)振動條件下的高精度自主導航”難題，通過優(yōu)化變系數門限的容錯修正方案，解決了多信息源有效性動態(tài)監(jiān)測和最優(yōu)融合問題；針對月球軟著陸任務最核心的“安全、自主障礙識別和規(guī)避”問題，基于在軌圖像的自主避障方法，在軟著陸接近段基于二維圖像進行障礙識別和粗避障，在懸停段基于三維圖像進行障礙識別并完成精確避障，保證了探測器的著陸安全。
(3) 嫦娥四號月球探測器成功著陸在月球背面，首次基于序列圖像實現(xiàn)了月球背面崎嶇、未知地形環(huán)境下的高精度自主避障軟著陸。相比于嫦娥三號任務的月球正面虹灣區(qū)域著陸，月球背面地形地貌以高地為主，地形較為崎嶇，復雜的地形條件對著陸過程的導航、制導與控制都帶來了更大的挑戰(zhàn)。針對崎嶇地形可能帶來的敏感器數據異常問題，嫦娥四號采用了基于多測速敏感器和慣性敏感器的導航方法。其中，慣性敏感器用于著陸過程的慣性自主導航，而測距測速敏感器通過源信息融合的多波束測距測速修正融合方法，建立了自主導航容錯計算框架，從而實現(xiàn)了異常測量數據快速篩選與隔離、多波束測量信息的魯棒融合，顯著提高了著陸導航的可靠性。
2 自主制導控制技術
自主制導控制技術指的是，深空探測航天器不依賴地面，僅靠自身攜帶的測量設備和計算機實現(xiàn)姿態(tài)測量、軌道測量、確定或生成在控制力作用下的飛行規(guī)律并自主進行姿態(tài)控制和軌道控制。
深空探測航天器與地面測控站通信延遲大，且信號有可能會被太陽及其他天體遮擋，不利于突發(fā)事件的及時處理。因此，自主制導控制技術是解決突發(fā)事件、保證深空探測航天器安全的重要手段。
美國 JPL 實驗室對火星軟著陸障礙規(guī)避技術進行了研究，提出了一套火星著陸的障礙規(guī)避方法。著陸器根據障礙檢測所得到的局部地形情況，選擇出安全著陸區(qū)域，并根據探測器當前的位置、速度，期望達到的位置、速度和加速度規(guī)劃一條障礙規(guī)避軌跡，控制探測器沿此軌跡下降，實現(xiàn)了精確安全著陸。
針對不規(guī)則弱引力小天體的著陸自主制導控制問題，美國 JPL 實驗室針對小天體表面地形的特點，發(fā)展了基于計算機視覺的小天體著陸方法，通過跟蹤可見的特征點和識別路標來達到探測器的精確制導和避障。日本通過“隼鳥 1 號”任務，驗證了利用光學測量實現(xiàn)自主著陸小行星的自主導航和制導方案。NASA 的“歐西里斯”小行星任務，針對下降著陸段導航中的自然特征點跟蹤地形匹配的局限性，提出了適應照明變化和小天體表面反射率不同的魯棒地形相對導航方法，在仿真實驗中取得了良好效果。即將在軌進行實際演練。
我國在深空探測航天器自主制導控制技術的研究與應用領域，取得了一系列顯著的成果。
(1) 在嫦娥一號、嫦娥二號衛(wèi)星設計中，針對“飛行控制任務復雜多變，對衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道控制實時性、可靠性和精度要求較高”等具體需求，在總體、控制分系統(tǒng)等設計中采取了多項創(chuàng)新性設計。具有代表性的成果主要包括：針對奔月軌道控制需求，設計了在線規(guī)劃調度、星敏感器與陀螺聯(lián)合定姿算法、基于四元數的高品質相平面控制算法、高精度和高可靠關機策略等新的自主制導與控制方法。針對“近月制動控制具有唯一時機特征并關系任務成敗”的關鍵難題，建立了國內首個適應復雜變軌、高精度高自主三體指向的控制系統(tǒng)體系結構；設計了可實現(xiàn)“容錯組合重構、自主恢復功能”的高可靠變軌控制設計準則與框架，突破實現(xiàn)了自主可恢復的變軌控制技術，化解了由于制動異常而導致飛掠月球任務失敗的風險。
(2) 在嫦娥三號月球軟著陸探測器設計中，利用自適應動力顯式制導、無迭代多項式粗避障制導，以及內外環(huán)結合的精避障制導等方法，實現(xiàn)了軟著陸過程的自主制導。
(3) 在嫦娥四號月球軟著陸探測器設計中，針對崎嶇地形帶來的導航高度急劇變化所導致的制導控制狀態(tài)不穩(wěn)定問題，以及崎嶇地形帶來的精確避障需求，采用了一種將垂直接近和精確避障相結合的控制方法，實現(xiàn)了月球背面崎嶇地形的精確避障和安全著陸。
3 自主任務規(guī)劃技術
自主任務規(guī)劃技術指的是，根據深空探測航天器自身的能力和狀態(tài)、對空間環(huán)境的感知認識，以及各種約束條件自主規(guī)劃飛行任務，形成控制策略來控制航天器，以完成各種任務要求的技術。
自主任務規(guī)劃技術分為規(guī)劃和調度兩個過程，規(guī)劃是從某個特定的問題狀態(tài)出發(fā)，尋求一系列行為動作，并建立一個操作序列，執(zhí)行這個序列能實現(xiàn)目標狀態(tài)；調度是在計劃己經制定好之后，為計劃中的各種動作分配合理的資源和時間，解決現(xiàn)實世界中的各種約束關系，協(xié)調系統(tǒng)工作，以確保任務能正確完成。規(guī)劃的主要目的是尋求操作序列，而調度負責為這些操作分配資源和時間。
美國 JPL 實驗室采用經典規(guī)劃調度算法開發(fā)的自主規(guī)劃與調度系統(tǒng)，實現(xiàn)了任務與規(guī)劃調度系統(tǒng)的模塊化，并在“地球觀測 1 號”衛(wèi)星上得到了成功的應用；美國 Colorado Space Grant 學院，基于貪婪算法，提出了一種在軌衛(wèi)星最大化任務數量下的任務規(guī)劃調度方法，開發(fā)了自動規(guī)劃 / 調度系統(tǒng)，并成功應用于 STS-85 航天飛機；NASA 根據啟發(fā)式搜索方法，開發(fā)了航天器任務規(guī)劃調度系統(tǒng) EUROPA，并應用于 “勇氣號”“機遇號”火星車等多個型號任務。
典型的深空探測航天器自主規(guī)劃系統(tǒng)主要包括任務規(guī)劃調度模塊、指令管理模塊和探測器任務約束模型三個組成部分，具體如圖2所示。
圖 2 深空探測航天器的自主規(guī)劃系統(tǒng)組成
我國在深空探測航天器自主任務規(guī)劃技術的研究與應用領域，取得了一系列顯著的成果。
(1) 在嫦娥一號和嫦娥二號月球探測任務中，采用了多級遞階控制的技術方法，根據任務規(guī)劃、信息管理、資源管理及安全管理四方面頂層需求及相互約束，從系統(tǒng)全局統(tǒng)籌設計了基于多級控制結構的星載信息網絡體制和分系統(tǒng)協(xié)同工作模式，可靠實現(xiàn)了測控、應急安全等子任務的自主管理。采用熱控、電源和軌道聯(lián)合優(yōu)化方法，設計實現(xiàn)了溫度多模式自主控制和電源充放電高效自主管理，解決了長時間陰影下系統(tǒng)自主運行的難題，使嫦娥衛(wèi)星自主安全可靠地度過了月食。
(2) 在嫦娥四號月球探測任務中，動力下降段需要深空探測航天器在約 700 s 內把距離月面高度從 15 km 降低到 0 m，速度從 1.7 km/s 減小到 0 m/s，姿態(tài)從 90° 調整到 0°，這是一個軌道、姿態(tài)密切耦合的高動態(tài)變化過程。經過精細設計實現(xiàn)了該過程子任務的自主完成。同時，為確保著陸過程不同姿態(tài)下中繼鏈路的可用性和著陸后整器安全，結合飛行軌跡與姿態(tài)，針對動力下降過程對中繼星測控數傳鏈路自主模式切換的策略進行設計，實現(xiàn)了子任務級的自主規(guī)劃實施。
4 自主診斷重構技術
自主診斷重構技術指的是深空探測航天器不依賴地面，僅靠自身攜帶的多種測量裝置和執(zhí)行機構，以及構建的解析冗余關系等，自主地實現(xiàn)故障檢測與隔離，并根據診斷結果，通過改變測量裝置或執(zhí)行機構的配置構型、或控制算法等方式應對與處理故障，以恢復系統(tǒng)全部或部分既定功能的技術手段。
目前大多數航天器還是由“地上人”監(jiān)測“天上星”，即采用“天地大回路”的方式診斷與處理故障：當航天器檢測到系統(tǒng)異常后，通過遙控遙測將數據傳輸給地面測控站；通過人工判讀、專家會診的方式對故障進行分析和確診后，再將處理結果通過指令的形式上注給航天器。然而，上述傳統(tǒng)的故障診斷重構技術無法滿足深空探測航天器自主運行的迫切需求。
為了確保航天器安全可靠自主運行，在以往的型號研制和方法研究過程中，主要集中在故障發(fā)生的“兩頭”，即在故障發(fā)生之前，重點關注零部件的可靠性增長問題。然而，受加工、制造和裝配等客觀因素影響，提升零部件可靠性的能力有限，而且選用高可靠性的零部件并不能保證系統(tǒng)的可靠性最高；同時，高可靠性不能保證系統(tǒng)一定不發(fā)生故障。因此，該技術手段只是降低了故障的發(fā)生概率，且存在費效比偏高的問題。
另外，在故障發(fā)生之后，主要集中在診斷重構的算法研究與系統(tǒng)實現(xiàn)，具有代表性的成果包括：在深空探測領域，美國的 DS-1 深空探測器，基于模型的故障診斷方法，并利用人工智能技術，在軌進行故障的識別和定位，以及系統(tǒng)的模式重構；在遙感領域，美國的 Landsat衛(wèi)星、法國的 SPOT 衛(wèi)星等均都具備了不同程度的自主故障診斷與重構能力；在載人航天領域，美國的 Apollo 載人飛船和俄羅斯的 Soyuz飛船，通過多硬件的冗余備份，達到了“一重故障保工作，雙重故障保安全”的目標。
我國在深空探測航天器自主診斷重構技術的研究與應用領域，取得了一系列顯著的成果。
(1) 嫦娥一號深空探測航天器，根據實際任務需求，設計了“天線展開控制監(jiān)控與應急操作、整星應急控制、復位／切機后自主恢復操作”等自主故障診斷策略，增加了深空探測航天器在軌的生存能力和可靠性。
(2) 嫦娥四號深空探測航天器，基于月球背面軟著陸任務的特點，將原本依賴地面的基于人工判斷處理的方式改變?yōu)槠魃献灾鞯剡M行診斷與執(zhí)行。在部件級層面，重點針對推進發(fā)動機、陀螺、加速度計、測距敏感器、測速敏感器等關鍵部件，設計了自主故障診斷與重構算法；在系統(tǒng)級層面，重點針對導航、姿控等關鍵分系統(tǒng)，設計了自主故障定位與重構策略，極大提升了航天器系統(tǒng)故障的自主能力。
目前，我國航天器已逐步從關注分系統(tǒng)故障診斷與重構能力，轉變?yōu)橄到y(tǒng)級的狀態(tài)監(jiān)測、以及故障預測與修復，并初步形成了集成的航天器健康管理系統(tǒng)，進而可以從頂層實現(xiàn)的角度確保任務的順利執(zhí)行。值得一提的是，不同于傳統(tǒng)抓“兩頭”的研究思路，從 2003 年開始，在多項國家級和省部級預研項目的支持下，本項目組發(fā)現(xiàn)航天器自主故障診斷與重構技術在軌實施受限的關鍵核心在于——對航天器系統(tǒng)的診斷重構能力認知不清，即缺乏相關的理論方法表征、判定和量化系統(tǒng)的可診斷性與可重構性。以此為出發(fā)點，項目組突破了航天器控制系統(tǒng)自主故障診斷與重構亟需解決的重大基礎問題和技術難題，改變了傳統(tǒng)航天器故障診斷與重構設計理念，將以往僅關注后端的診斷重構算法，轉變?yōu)樵谙到y(tǒng)設計之初就進行可診斷性與可重構性研究。提出創(chuàng)建的可診斷性與可重構性理論和方法是表征系統(tǒng)故障診斷與重構能力的本質屬性，基于此發(fā)明的可診斷性與可重構性評價設計技術，是從根本上提升控制系統(tǒng)自主故障診斷與重構能力的重要手段，是保障深空探測任務的順利實施與完成的關鍵核心。
5 自主診斷重構技術
我國未來深空探測任務可能要開展月球永久陰影區(qū)探測、小行星采樣返回探測、火星采樣返回探測、木星系及行星際穿越探測、太陽系邊際探測等一系列深空探測活動。隨著上述任務的實施，將開拓我國深空探測的深度和廣度，獲取重大原創(chuàng)性科學發(fā)現(xiàn)，促進我國航天技術跨越式提升，有力推動空間科學、空間技術和空間應用全面發(fā)展。
面向我國未來深空探測重大戰(zhàn)略需求，在深空探測航天器的自主運行技術領域開展基礎性、創(chuàng)新性的科學技術研究和核心技術攻關，進一步深入探索研究以下 4 個發(fā)展方向，引領我國深空探測航天器自主化技術水平的跨越發(fā)展。
5.1 適應深空物性未知環(huán)境的自主導航方法
后續(xù)深空探測任務將探測一些人類認知極其有限的目標天體，主要面臨的難題是目標天體的先驗知識缺失或者不完備，如引力模型、大氣環(huán)境、表面地形等任務設計所必需的要素。同時“定點著陸、采樣返回”等科學探測任務需求對自主導航的功能性能要求越來越高。如何解決未知環(huán)境下高精度控制的難題，是自主導航技術需深化研究的方向。
(1) 研究基于多源信息融合的自主導航技術，包括視覺 / 激光 / 紅外多手段一體化協(xié)同探測技術、非合作目標多源數據協(xié)同融合感知技術、在軌狀態(tài)高精度測量與辨識技術等；
(2) 研究基于序列圖像的自主導航技術，包括基于序列圖像的可觀測性理論方法、基于動力學約束的暗弱小天體識別與提取方法、物性未知小天體高效表征與特征魯棒匹配方法、基于可觀測度分析的相對導航狀態(tài)估計與誤差校正方法等。
5.2 深空復雜不確定性環(huán)境下自主制導控制方法
不同于地球和月球，后續(xù)深空探測任務的飛行環(huán)境更為復雜、先驗知識匱乏、不確定性強，而且深空探測器與地面測控站通信延遲大、通訊信號易被其他天體遮擋，因此星上需要根據實時動態(tài)變化的環(huán)境自主進行姿態(tài)和軌道控制。目前深空探測器控制系統(tǒng)是將制導回路與控制回路分開進行設計，沒有考慮制導與控制回路之間的耦合性，后續(xù)深空任務應用場景中（如火星探測大氣進入過程），姿軌控的強耦合性更大，產生的制導指令易超過控制系統(tǒng)的機動范圍。因此，針對更為遙遠、更為復雜的深空探測任務需求，需進一步提升制導控制方法的自主性和魯棒性。
(1) 針對空間環(huán)境下星上計算資源、感知和控制能力嚴重受限而環(huán)境不確定性和干擾性強的約束，研究結構簡單能在線自主生成的魯棒制導與控制方法；
(2) 針對如深空天體大氣進入過程等飛行環(huán)境復雜，制導與控制系統(tǒng)模型具有強非線性和強耦合性的深空探測任務，研究完善且適用性強的魯棒制導與控制一體化設計方法，在理論上確保制導和控制系統(tǒng)整體上的穩(wěn)定性。
5.3 系統(tǒng)多維約束空間內的高效自主任務規(guī)劃方法
后續(xù)小行星、木星系等深空探測任務探測距離更遠，航天器與地面站的通信延遲達數分鐘甚至數小時。特別是當外部環(huán)境或航天器狀態(tài)發(fā)生超出預期突變時，如果通過地面站進行遙測遙控和任務重規(guī)劃，必將耗時極多，甚至影響整個探測任務的成敗。因此，未來的深空探測航天器必須具備更強的自主任務規(guī)劃與調度能力。在有限的器載資源和嚴格的執(zhí)行時間等復雜約束條件下，探測器不僅需要進行活動的自主選擇和排序，而且還需要對資源、時間進行合理分配和優(yōu)化，從而快速、準確地生成規(guī)劃序列。
(1) 建立適合深空探測領域的規(guī)劃知識建模方法，實現(xiàn)多種知識的統(tǒng)一表達，便于知識挖掘，縮小問題空間；
(2) 在由不同子系統(tǒng)特性組成的多維規(guī)劃知識空間內，利用星上有限的計算資源，研究高效的知識搜索和推理方法，實現(xiàn)快速、準確的任務規(guī)劃；
(3) 考慮因果關系和活動之間的多種約束條件，以及深空環(huán)境的動態(tài)不確定性，研究約束處理方法和定量信息處理方法，實現(xiàn)復雜約束條件和不確定性環(huán)境下的自主任務規(guī)劃。
5.4 基于可診斷性與可重構性理論指導的自主診
斷重構方法由于后續(xù)火星著陸巡視、小行星采樣返回等深空探測任務存在距離遠、延時大、信息交互難、不確定性強等技術難題，這使得現(xiàn)有方法難以滿足自主診斷重構的時效性、安全性和可靠性要求。因此，如何進一步提升深空探測航天器故障診斷的識別精度和快速性，同時在保證故障后功能不變的情況下降低重構能耗，是后續(xù)亟需深化研究的具體問題。
(1) 將目前關于航天器控制分系統(tǒng)的可診斷性與可重構性成果進一步研究推廣應用于航天器系統(tǒng)，實現(xiàn)整器自主診斷重構能力的可表征、可判定及可量化；
(2) 針對多因素耦合作用下系統(tǒng)診斷能力的精準度量與綜合優(yōu)化等難題，研究基于解析冗余關系與相似度的可診斷性評價、系統(tǒng)配置與診斷策略的一體化設計等方法；
(3) 針對復雜多目標約束下系統(tǒng)重構能力的精細度量與強化實現(xiàn)等難題，研究基于多目標的可重構性綜合評價、面向時間與空間雙維度的可重構性協(xié)同設計等方法。
6 結束語
航天器這一典型的自主無人系統(tǒng)，一直以來都是依賴地面進行操控與協(xié)同。對于更為遙遠的深空探測航天器而言，實現(xiàn)自主運行是學者和工程師們的不懈追求。本項目組一直致力于探究制約深空探測航天器自主運行技術的科學問題內涵；針對航天器這一類資源嚴重受限、不易在軌維護的空間無人系統(tǒng)，力求以系統(tǒng)觀測、診斷和重構能力的定性判定和定量表達為突破口，以星上最低資源占用且不依賴任何人造信標為約束條件，去自主完成深空探測的使命任務。
深空探測航天器自主運行技術的實現(xiàn)途徑，不同于一般的理論研究、常規(guī)的技術攻關和傳統(tǒng)的工程設計，既要基于科學原理，又要面對復雜約束，同時必須安全可靠，并最終成功應用于工程實踐。
（參考文獻略）
選自《中國人工智能學會通訊》
2021年第11卷第2期
智能空天系統(tǒng)專題
