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标 题: 第２０６次香山科学会议研讨航天编队及空间虚拟探测�
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Sep 2 18:04:42 2003)
(2003-09-02 10:42:27)
空间飞行器技术经过几十年的发展，已广泛应用在与人类社会密切相关的气象、海洋
、资源、通讯、导航定位以及空间探测等诸多方面，其给人类社会带来的益处也有目共睹
。不过，从事上述研究的飞行器绝大部分是一个或多个系列化的独立卫星，在科学研究越
来越复杂、要求越来越高的今天，这些卫星被设计得越来越大，越来越复杂，与之相伴的
便是成本大幅提高，研制周期加长，风险增加。我国作为一个航天大国，同样面临这个问
题。
近日，来自国内多个领域的航天专家会聚北京香山，以“航天编队及空间虚拟探测技
术”为主题，探讨我国如何尽快发展“航天编队飞行”、“空间虚拟探测”、“分布式合
成孔径雷达”、“现代小卫星”等尖端技术，目的就是解决上述难题，寻求一条适应我国
航天实际情况的低成本、快速、高效、高可靠之路。
为何发展小行星及其编队技术
会议执行主席、中科院空间中心的姜景山院士对发展该技术感到十分急切，他对记者
说：“包括我国在内的许多国家在发展的过程中不可避免地遇到地震、台风、洪水等问题
，这些事件对人类危害巨大，发生得突然。在当前，航天技术是研究、监测这些事件和现
象极为重要的手段，这些事件的突发性要求航天飞行技术具有高度灵活性。就传统的卫星
等航天器来说，其研制过程十分复杂，研制周期有时长达十几年，同时这些卫星体积较大
，调动起来不灵活，用其监测突发事件难以满足不同用户的要求。”那么如何解决这个难
题呢？姜景山说：“我们迫切需要研制灵活、高效的小卫星，用小卫星的‘联合作战’，
即小卫星的编队飞行，来实现‘大’卫星的功能，以此让航天技术更好更快地服务于经济
和国防建设！”
据介绍，这些小卫星快速、灵活、高效，国际上许多发达国家早已将其列入航天技术
的重中之重。美国在上世纪末就推出了“新盛世（Ｎｅｗ Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ Ｐｒｏ
ｇｒａｍ＜ＮＭＰ＞）”计划，在该计划中提出“更快、更好、更省”的方针，其中很重
要的一个理念是以分布式空间系统来完成复杂的大卫星难以完成的功能或替代越来越复杂
的大卫星功能。以星座（Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）、星簇（Ｃｌｕｓｔｅｒ）、星
队（Ｆｌｅｅｔ）及编队（Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）等不同的分布系统概念形成空间虚拟平
台（Ｓｐａｃｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）等虚拟探测技术。所谓分布式空间
系统（ＤＳＳ），指一个包含两颗或多颗空间飞行器和与其相互协同的基础设施的闭环系
统，该系统可以实现探测数据的获取、信息处理及分析并向不同用户分发，完成特定的功
能。所谓虚拟平台，指个体飞行器在空间上分布成网，协同完成同一项功能，在共用的系
统级上成为一个虚拟整体。
国内外相关研究已开始
自上世纪９０年代以来，美国等航天大国一方面布局了一系列预先研究及试验，另一
方面制定并逐步实施空间飞行试验，积极推进编队飞行技术研究。具有代表性的有美国的
大学纳星计划、ＴｅｃｈＳａｔ２１、ＣｌｏｕｄＳａｔ、Ｓｐａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ等，这些卫星在研究编队飞行关键技术的基础研究等方面，以及在实现分布式星载微
波雷达、提高天气预报的准确度、三维干涉图获取等军事和民用等方面都开始了初步探索
。
我国的研究水平怎样呢？近几年我国小卫星的发展也比较迅速，如“实践五号”，“
清华一号”都已发射成功；“８６３”航天领域研制项目“探索－１”，中科院的“创新
－１”等小卫星也即将发射。中科院、信息产业部、航天部门及高校的一些专家们已在分
布式卫星、卫星编队理论、空间虚拟孔径、空间虚拟雷达、卫星自主控制等方面进行了不
同程度的研究；对小卫星编队飞行、自主控制、精确定位等技术的研究也已开始；对适用
于我国的小卫星微波遥感有效载荷技术已有较为详细的方案设计，并提出了模块化和小型
化的设计思想；在有关计划预先研究项目的支持下，中科院空间中心也正在开展“空间虚
拟成像技术”的研究。在“９７３”计划的支持下，国防科大等一批高校正在研究分布式
合成孔径雷达技术。此外其他部门也在开展相关研究。
争论激烈 机遇难得
此次香山会议便对国内上述研究思路和成果进行了初步的梳理和总结，虽然来自各部
门的专家还对其中的某些问题没有得出定论，但他们都对此次会议上的激烈辩论感到十分
满意，他们普遍认为“小卫星编队”技术应加大研究力度。他们的许多新思路、新方法或
许在今后我国发展“小卫星编队”技术时都有重要的参考意义。
清华大学参与小卫星研究的尤政在谈论到底什么是“小卫星”及其编队时说：“我们
在明确小卫星及其编队到底蕴涵哪些科学意义时，应当注重其能实现什么特殊、新颖的功
能，这正如谈论纳米技术一样，不是任何纳米尺度的物质都可以与纳米技术相挂钩，而是
纳米尺度的物质实现某些新功能才可以说是纳米技术得到实现。”
中国航天科技集团公司的林来兴认为：“一颗小卫星仅是单个个体，它的功能与数个
小卫星组成的编队的整体功能不一样，这一点应分辨开来。另外，我们现有的理论和计算
机仿真并不等于具体现实。‘编队飞行’技术很有前途，我们应抓住自己的特长做研究。
初始化问题的解决十分重要，这需要我们做大量实验，发展这项技术要靠各研究单位的点
滴积累、集中。”
北京遥感技术研究所的卞国良说：“小卫星是航天技术发展的必然，在当前我国经济
并不是十分富裕的情况下，应当以应用为主，满足我国发展的迫切需求。”艾长春教授建
议，小卫星编队飞行的研究应由国家数个相关管理部门联合进行。当然，它可以是一种市
场行为，也可以将政府、市场两种办法结合起来。
姜景山院士在会议总结上谈道：“国内相关专家及时交流了对航天编队、空间虚拟探
测技术的理解，深入谈到编队、卫星姿态调整等关键技术，对其进行了比较合理的评价，
并讨论了国际上现有水平及我国的需求。当前我国起步并不晚，经过数年的研究有了比较
深入的认识和扎实的工作，我国已经基本具备了深入开展这些研究的条件。”当记者问到
是否小卫星的研究会影响我国传统卫星的研制时，姜景山说：“传统的大卫星研究仍然继
续，国家仍旧持续对其支持，小卫星发展不会干扰其进程。当前，我国在编队飞行研究上
比国外相差不过数年，如果及时努力，是极有希望与发达国家同步发展。如果现在不抓紧
，很可能被其他国家落下十几年甚至几十年，我们的机遇实在难得。编队飞行技术虽然现
在还不成熟，但科技发展十分迅速，它并不遥远，就在眼前！”
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