专题导读 航天指挥与控制

随着在轨航天器的作用越来越重要以及在轨航天器数目的不断增加，空间安全问题日益突出，以保障空间安全、确保空间资产有序运行为目的的航天管理控制问题成为各国关注焦点，航天指挥与控制问题成为指挥控制领域重要研究课题。航天指挥与控制以航天装备体系为内核，以空间环境、空间态势、航天应用为外延，涉及感知、通信、决策、控制等多个学科，难点多、经验少、测试验证成本高昂。航天能够提供的承载能力、机动能力、功率供给、计算能力的有限性也使得航天指挥与控制在新技术应用上面临特有的难题。鉴于此，本期《指挥与控制学报》组织“航天指挥与控制”专题，以期推动航天指挥与控制问题的研究和交流，丰富指挥与控制的学科内涵，推动我国航天系统健康有序发展。本专题共收录论文14 篇，其中综述3 篇，论文与报告9 篇，短文2 篇。

西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室赵力冉等在《空间轨道博弈：概念、原理与方法》论文中，针对日趋重视的空间安全需求，提出了空间轨道博弈理论与体系，建立了空间飞行器轨道博弈的概念、原理和方法。完成了潜伏、伪装、追逃、拦截、防御、封锁、包围、附着、接管等9 种轨道博弈类型的定义和分类，设计了轨道博弈任务的一般流程，探讨了基于人工智能、生物群体仿生智能等的轨道博弈问题求解框架。对空间非合作目标监视、接管、操控、维修、清除等轨道博弈任务的实施具有较好的指导意义。

复杂飞行器系统仿真重点实验室赵国宏在《体系中心战：未来战争的顶层作战概念》论文中，提出了顶层作战概念应当是从平台中心战、网络中心战向体系中心战发展的观点，分析了体系中心战的历史逻辑、现实逻辑和未来逻辑，阐述了体系中心战的内涵、特征和机理，提出了体系中心战基于物联网区块链的技术架构和运行模式。给出了利用边缘计算解决区块链架构固有缺陷的初步设想。

海军航空大学沈如松等在《数字孪生及其在飞行器领域应用》论文中，梳理了数字孪生相关的复杂产品模型建立、信息物理融合、数据收集与传输、大数据等关键技术，从概念发展、关键技术以及在飞行器领域的应用3 方面阐述了数字孪生在飞行器领域的应用现状，具有一定的参考意义。

清华大学航天航空学院魏继华等在《高超声速飞行器动力滑翔组合弹道优化》论文中，将滑翔弹道与巡航弹道的优势结合起来，设计了一种“滑翔+高马赫数巡航”飞行弹道方案，该方案分别以滑翔段增大射程和纵横向航程的加权和为目标进行了弹道优化，可满足巡航段以初始状态存在误差、模型参数不确定情况下精确控制飞行高度和速度的设计需求。

国防科技大学系统工程学院王原等在《基于多目标优化的自组织无人机集群航迹规划方法》论文中，针对无人机集群在复杂环境中通过自组织形式进行航迹规划的问题，提出了一种基于规则系统和多目标优化方法的自组织无人机集群航迹规划方法。该方法以经典的基于虚拟物理规则的速度更新模型为基础，在分析了自组织无人机集群的典型任务场景的基础上，建立了针对导航、避障和编队队形维持任务的无人机集群控制规则系统，同时，设计相应的多目标优化方法求解了该系统中的控制参数，仿真对比实验验证了该控制模型的有效性。

中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部王雨琦等在《基于并查集搜索的卫星任务规划方法》论文中，针对传统方法应用在大规模任务规划问题求解效率低的问题，建立了离散化的任务规划图模型，提出了基于并查集搜索的卫星遥感任务规划方法。通过并查集搜索的方式将大规模任务规划问题拆分为若干个可解的子问题，在保证求解质量的同时降低计算复杂度，提升求解效率，为卫星任务规划这类组合优化问题提供求解思路。

西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室刘培栋等在《空间引力波探测正三角形编队动力学机理与控制方法》论文中，系统调研和分析了面向引力波探测的空间正三角形编队动力学机理及控制方法研究现状，深入探讨了不同构形的摄动演化规律和稳定性条件，在此基础上提出了空间正三角形编队的初始化、保持与重构控制原理，研究结果将为空间引力波探测编队构形的设计与控制提供理论基础。

合肥工业大学王俊等在《基于多Agent的遥感星座自主协同任务规划》论文中，针对遥感卫星星座自主且快速任务规划问题，提出了一种自适应的分布式协同规划方法，包括星上自主agent 设计、分布式协同规划模型和基于时间窗适应度的自主任务规划启发式算法，对提升星座系统的协同观测能力及快速响应能力具有重要参考意义。

航天工程大学航天指挥学院侯迎春等在《基于“云+端”模式的太空信息服务平台构建》论文中，针对太空信息服务存在各类信息分散管理、分头服务用户，缺少统一规范的服务平台等现实问题，从太空信息资源提供者、使用者和系统管理者不同角度研究了太空信息服务平台的功能需求，构建了基于“云+端”模式的太空信息服务平台，提供了按权共享、差异化个性提取两种服务模式，对解决太空信息资源异构、按需按权服务等问题具有一定的参考意义。

清华大学航天航空学院刘伯阳等在《返回式航天器着陆段测控集群自组织控制》论文中，针对航天器着陆段的测控覆盖能力差的问题，设计了用于航天器着陆段测量的无人机测量集群，并提出了用于该集群控制的自组织控制方法，该方法将集群的运动控制分为3 种行为规则，分别是集群初构型与待命行为、跟踪测量行为和集结回收行为，各行为规则下的个体控制通过比例组合多种人工势函数实现，可以提高测控系统对航天器着陆段的测控能力。

空军信息通信第一旅闫静茹等在《联合空中搜救空间管控方法探析》论文中，围绕空间管控方法，引入“空间盒”、“高度协调线”和“空中搜救锥”概念，对联合空中搜救空间管控问题展开详细解析，建立了不同模式下锥体空间模型，为联合空中搜救工作问题研究提供一定的理论依据。

航天工程大学太空安全研究中心刘欣等在《空中进攻作战中天基信息支援指挥》论文中，研究了面向未来作战趋势特点下的天基信息支援力量在空中进攻作战任务中的现状与需求，构设了天基信息力量支援“弹性”框架，包括指挥机构、指挥关系、编组方式、指挥模式和指挥流程，对于深刻领悟作战体系内在需求、探索战争制胜机理，提升天基系统支援指挥能力具有较好的参考作用。

军事科学院国防科技创新研究院许嘉毅等在《软体机械臂高精度位姿线长测定方法》论文中，针对一种变截面充气柔性机械臂实际位姿测量定位的需求，提出利用测量线长进而得到机械臂位置姿态的一种方法，避免了传统测算过程中忽略的机械臂渐收引起测算误差以及光电方法易产生干扰的问题，与此同时，利用数值计算方法解决了几何解算方法中精度低、忽略变截面的问题，可广泛应用于工程实际。

解放军91404 部队陈永华等在《天基信息支援在防空作战中的应用模式》论文中，介绍了某方向防空作战面临的基本形式和防空作战特点，从预警探测、指挥控制、火力打击和战场评估4 个作战环节分析了防空作战对天基信息支援的需求，提出了一种折中的天基信息支援模式，对天基信息装备和防空作战装备进行一体化设计具有较好的参考作用。

2021年9月25日

专题责任专家：清华大学 王兆魁