2019年太空應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

2019年太空應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金課題部署建議及指南中科院太空應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2019年4月太空應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金課題部署建議一、申請人基本條件申請人須是依托單位（中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心）以外的國內(nèi)外科研人員，具有博士學(xué)位或高級技術(shù)職稱。二、申請程序（一）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室定位和研究方向，2019年度擬設(shè)立10～12項(xiàng)開放研究課題，每個(gè)課題資助經(jīng)費(fèi)6～10萬元人民幣，資助期限1～2年；（二）申請者根據(jù)基金申請指南中的研究方向填寫《中國科學(xué)院太空應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金課題申請書》，經(jīng)所在單位同意并簽字蓋章后，向本實(shí)驗(yàn)室提出申請；（三）申請者提出的申請課題，由實(shí)驗(yàn)室組織專家對申請書進(jìn)行評審；（四）通過評審后的課題在批準(zhǔn)后一個(gè)月內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室通知申請人辦理有關(guān)手續(xù)并啟動(dòng)研究工作。三、申報(bào)受理時(shí)間與要求2019年度開放基金課題于4月底發(fā)布開放基金課題指南，申請書受理截止日期為6月30日，課題研發(fā)周期從10月起，期限1～2年。

目錄1.地月空間編隊(duì)飛行動(dòng)力學(xué)與控制 12.木衛(wèi)、土衛(wèi)高精度重力場反演及地外海洋探測研究 33.天基輕量級無服務(wù)實(shí)時(shí)處理框架研究 54.面向星地激光通信系統(tǒng)的高效空間耦合編碼技術(shù)研究 75.超導(dǎo)電力驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向技術(shù)在電磁彈射裝置中的應(yīng)用 96.高阻尼形狀記憶合金材料研究 117.基于復(fù)雜多孔介質(zhì)的流動(dòng)與相變熱控技術(shù)研究 138.約束規(guī)劃問題的知識(shí)表示與推理研究 169.基于深度學(xué)習(xí)的間歇性有效載荷性能退化預(yù)測方法 1810．多尺度遙感圖像目標(biāo)自動(dòng)檢測與識(shí)別技術(shù)研究 2011．面向月球場景的高精度三維重建與語義分割技術(shù)研究 22

1.課題名稱：地月空間編隊(duì)飛行動(dòng)力學(xué)與控制研究目標(biāo)：針對地月空間的航天器編隊(duì)飛行任務(wù)背景，建立多航天器相對運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)過程的統(tǒng)一描述方式，進(jìn)一步提出相應(yīng)的相對運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析方法及周期解搜索方法，建立相對運(yùn)動(dòng)的內(nèi)蘊(yùn)幾何與度量的表征方法，為理解地月空間下航天器相對運(yùn)動(dòng)的演化機(jī)理、建立地月空間的航天器編隊(duì)構(gòu)型設(shè)計(jì)方法奠定理論基礎(chǔ)。研究內(nèi)容：1)地月空間相對運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)建模與求解方法建立地月空間的航天器相對運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)通用模型，并基于歸一化、變量替換、平均化等方法實(shí)現(xiàn)相對運(yùn)動(dòng)近似解的獲取。2)地月空間相對運(yùn)動(dòng)周期軌道穩(wěn)定性與分類方法建立地月空間相對運(yùn)動(dòng)平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性、周期解的穩(wěn)定性判定方法，并通過穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)類型分類。3)地月空間相對運(yùn)動(dòng)的內(nèi)蘊(yùn)幾何與度量建立地月空間相對運(yùn)動(dòng)的拓?fù)渑c幾何表征方法，提出地月空間相對運(yùn)動(dòng)的度量與邊界建模方法。4）編隊(duì)飛行隊(duì)形控制方法建立地月空間編隊(duì)定義方法，基于隊(duì)形定義建立適應(yīng)控制目標(biāo)的編隊(duì)飛行控制模型，設(shè)計(jì)反饋控制方法，在大偏差條件下可實(shí)現(xiàn)有限時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)隊(duì)形的收斂，在小偏差條件下能以較低能耗實(shí)現(xiàn)隊(duì)形的保持。成果形式：1)研究報(bào)告；2)發(fā)表SCI論文2篇、EI論文2篇。進(jìn)度要求：2年。

2.課題名稱：木衛(wèi)、土衛(wèi)高精度重力場反演及地外海洋探測研究研究目標(biāo)：以木衛(wèi)、土衛(wèi)重力場反演和地下海洋探測為任務(wù)背景，開展雙星編隊(duì)軌道和星間測量方案設(shè)計(jì)；給出地下海洋分布和變化的分析方法，驗(yàn)證利用高精度重力數(shù)據(jù)探測地下海洋的可行性；同時(shí)根據(jù)可能存在的不同尺度的地下海洋分布和變化情況，提出雙星編隊(duì)測量載荷的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。研究內(nèi)容：1）雙星編隊(duì)軌道和星間測量方案設(shè)計(jì)給出雙星編隊(duì)近距離環(huán)繞木衛(wèi)或土衛(wèi)的軌道設(shè)計(jì)方案，給出星間測量和數(shù)據(jù)處理的技術(shù)方案。2）木衛(wèi)、土衛(wèi)重力場反演方法研究根據(jù)雙星編隊(duì)星間測距數(shù)據(jù)，給出重力場模型的反演算法，通過模擬仿真進(jìn)行驗(yàn)證，估計(jì)重力場模型系數(shù)精度。3）地下海洋分布和變化的分析方法研究進(jìn)行地下海洋分布和變化與重力場信號之間的耦合關(guān)系研究，建立地下海洋分布和變化與重力信號之間嚴(yán)密函數(shù)關(guān)系模型，給出地下海洋分布和變化的分析方法。并以木衛(wèi)或土衛(wèi)全球性或區(qū)域性地下海洋分布為例進(jìn)行驗(yàn)證，完成程序設(shè)計(jì)。4）雙星編隊(duì)測量載荷關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)分析給出地下海洋不同尺度分布和變化對重力信號探測需求的量化分析，并以此為基礎(chǔ)對測量載荷的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)提出需求。成果形式1）技術(shù)報(bào)告1份；2）程序軟件1個(gè)；3）發(fā)表SCI或EI論文2篇，其中SCI論文至少1篇。進(jìn)度要求1年。

3.課題名稱:天基輕量級無服務(wù)實(shí)時(shí)處理框架研究研究目標(biāo):研究航天器載荷在軌信息處理新需求，針對在軌實(shí)時(shí)應(yīng)用需求，提出天基輕量級無服務(wù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理框架，并通過仿真建模對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。為天基數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。研究內(nèi)容:1）天基數(shù)據(jù)處理需求研究跟蹤航天器載荷技術(shù)的發(fā)展，針對載荷對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提出的新挑戰(zhàn)，開展天基數(shù)據(jù)處理需求分析，識(shí)別各類在軌載荷的信息來源及類型，并分析其處理需求，為天基信息系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及后續(xù)研究提供依據(jù)。2）天基輕量級無服務(wù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理框架研究針對天基自主控制、太空環(huán)境實(shí)時(shí)感知等實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用，開展天基輕量級無服務(wù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理框架研究。實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展性好、資源利用率高、開發(fā)部署便捷的天基數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理方案。3）天基輕量級無服務(wù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理框架仿真驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)在需求分析及數(shù)據(jù)處理框架研究基礎(chǔ)上，開展天基數(shù)據(jù)處理模型研究，建立數(shù)據(jù)處理框架模型及資源模型，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。成果形式：1）程序源代碼；2）研究報(bào)告；3）發(fā)表SCI論文3篇。進(jìn)度要求：2年。

4.課題名稱:面向星地激光通信系統(tǒng)的高效空間耦合編碼技術(shù)研究研究目標(biāo)：星地激光通信信道是混合傳輸信道。激光在大氣中傳播時(shí)受到大氣湍流、吸收、散射等不良影響，使光信號受到嚴(yán)重干擾，造成接收端的誤碼率升高，甚至傳輸中斷?？臻g耦合碼是一種能夠逼近信道容量的高性能編碼，能夠顯著地降低接收端的誤碼率，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。本課題研究適用于星地激光通信的空間耦合碼編譯碼技術(shù)，以保障星地?cái)?shù)據(jù)的可靠傳輸。研究內(nèi)容：1）高增益的空間耦合碼的構(gòu)造和編碼方案設(shè)計(jì)分析通信鏈路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及信道特性，建立星地激光通信傳輸信道模型，給出信道容量和錯(cuò)誤模式的理論分析，構(gòu)造參數(shù)靈活糾錯(cuò)能力強(qiáng)的高增益空間耦合碼，并給出相應(yīng)的編碼方案設(shè)計(jì)。2）高可靠高效率的譯碼算法設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真針對所構(gòu)造的高增益空間耦合碼，研究高可靠高效率的譯碼算法。分析現(xiàn)有譯碼算法譯碼過程中的資源消耗，進(jìn)而設(shè)計(jì)低復(fù)雜度的譯碼算法，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算資源的高效分配，并討論譯碼算法在星地激光通信系統(tǒng)應(yīng)用的可能性。成果形式：1）研究報(bào)告1份；2）發(fā)表SCI論文3篇。進(jìn)度要求：2年。

5.課題名稱:超導(dǎo)電力驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向技術(shù)在電磁彈射裝置中的應(yīng)用研究目標(biāo)：采用電磁懸浮和直線電機(jī)加速驅(qū)動(dòng)的電磁彈射裝置，具有加速快、運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。隨著近年高溫超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，采用液氮溫度實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)懸浮和橫向穩(wěn)定，被視為各種磁懸浮系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理想選擇。面向未來航天發(fā)射、載人探月、深空探測，研究適用于電磁發(fā)射裝置的超導(dǎo)直線電機(jī)方案、超導(dǎo)磁力導(dǎo)向和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)方案，提出超導(dǎo)磁力導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵問題，并具體論證在地基電磁彈射微重力裝置以及未來空間領(lǐng)域的應(yīng)用可能性。研究內(nèi)容：1）電磁發(fā)射裝置驅(qū)動(dòng)與導(dǎo)向系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用狀況調(diào)研調(diào)研與分析國際上提出的電磁彈射、磁懸浮軌道的發(fā)展現(xiàn)狀，初步分析超導(dǎo)磁浮導(dǎo)軌用于微重力實(shí)驗(yàn)裝置的合理性和可行性，與其他方案進(jìn)行對比分析。2）超導(dǎo)直線電機(jī)和超導(dǎo)磁力導(dǎo)向系統(tǒng)的方案研究研究適用于電磁發(fā)射裝置的超導(dǎo)直線電機(jī)和超導(dǎo)磁力導(dǎo)向的可行方案，進(jìn)行分析、建模和仿真，提出優(yōu)化方案，研究關(guān)鍵問題。研究超導(dǎo)磁浮材料的選用方案，分析其環(huán)境適用性和經(jīng)濟(jì)可行性。3）超導(dǎo)磁力驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)向技術(shù)在空間領(lǐng)域應(yīng)用的深化論證探討和分析磁浮超導(dǎo)可能在未來載人空間站、載人月球探測、深空探索等任務(wù)的應(yīng)用，重點(diǎn)梳理適合開展的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。成果形式：1）研究報(bào)告；2）發(fā)表SCI論文3篇。進(jìn)度要求：2年。

6.課題名稱：高阻尼形狀記憶合金材料研究研究目標(biāo)：利用空間微重力條件開展各種有人或無人參與的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)是載入航天器應(yīng)用的重要內(nèi)容。針對下一代空間高微重力實(shí)驗(yàn)需求，設(shè)計(jì)和研發(fā)高阻尼形狀記憶合金材料，研究溫度、成分及控制工藝對其機(jī)械性能和相變溫度的影響，利用其優(yōu)異的超彈性、高阻尼特性以及形狀記憶效應(yīng)實(shí)現(xiàn)減振，從而為未來高精度實(shí)驗(yàn)設(shè)備研制打下基礎(chǔ)。研究內(nèi)容：形狀記憶合金材料開發(fā)開發(fā)相變溫度為-30℃~+30℃的形狀記憶合金材料（室溫形狀記憶合金）；開發(fā)相變溫度為-170℃~-150℃的形狀記憶合金材料（低溫形狀記憶合金）。材料相變及阻尼特性研究研究成分對材料相變溫度的影響；研究成分及處理工藝對記憶合金材料超彈性和阻尼特性的影響；原位極低溫金相觀察低溫形狀記憶合金的微結(jié)構(gòu)演變研究相變機(jī)理。成果形式：研究報(bào)告1篇，至少包含以下內(nèi)容：（a）合金成分對記憶合金相變點(diǎn)的影響；（b）低溫形狀記憶合金在極低溫下微結(jié)構(gòu)演變；（c）合金成分及處理工藝對低溫形狀記憶合金性能如超彈性等的影響。發(fā)表SCI論文1～2篇。進(jìn)度要求：2年。

7.課題名稱：基于復(fù)雜多孔介質(zhì)的流動(dòng)與相變熱控技術(shù)研究研究目標(biāo)：針對未來載人深空探測對熱控系統(tǒng)的輕量、高效、低功耗的需求，圍繞復(fù)雜多孔介質(zhì)的流動(dòng)與相變過程，建立相應(yīng)的理論模型，發(fā)展相應(yīng)的計(jì)算方法，深入研究流動(dòng)與相變傳熱機(jī)理，以提高蒸發(fā)及冷凝相變傳效率，降低工質(zhì)流動(dòng)阻力，并結(jié)合地月空間需求，提出基于微納多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)與相變傳熱的被動(dòng)式高效低功耗熱管理系統(tǒng)。研究內(nèi)容：1）復(fù)雜微納多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)與相變傳熱機(jī)理研究研究微納多孔介質(zhì)內(nèi)的傳熱與流動(dòng)規(guī)律，研究介質(zhì)內(nèi)流體在毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)下的流動(dòng)、相變及換熱規(guī)律，深入分析熱流、系統(tǒng)溫度/壓力參數(shù)、結(jié)構(gòu)缺陷、化學(xué)缺陷等的影響，研究孔隙率、孔徑排布、固液作用等因素的影響；2）毛細(xì)相變工質(zhì)性能調(diào)控微納機(jī)理探究探究流體與微納多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的相互作用的微觀機(jī)制，探究工質(zhì)性能調(diào)控對多孔介質(zhì)內(nèi)毛細(xì)蒸發(fā)的流動(dòng)、傳熱及相變的影響，研究微觀結(jié)構(gòu)與表面功能與工質(zhì)相變傳熱之間的關(guān)系，最終揭示其影響機(jī)理；3）基于流動(dòng)與相變的熱控系統(tǒng)構(gòu)建和理論分析在前述復(fù)雜微納多孔結(jié)構(gòu)流動(dòng)與相變傳熱機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合地月空間特殊需求，提出適用于特殊環(huán)境的熱控技術(shù)與方案，并進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建和理論分析。成果形式：1)研究報(bào)告；2)發(fā)表SCI論文1～2篇。進(jìn)度要求：2年。

8.課題名稱：約束規(guī)劃問題的知識(shí)表示與推理研究研究目標(biāo)：以空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)規(guī)劃為背景，研究適用于約束規(guī)劃的知識(shí)表示與推理方案，并開展領(lǐng)域相關(guān)的啟發(fā)式策略研究，以提高約束處理效率，增加約束規(guī)劃可解性，為復(fù)雜約束任務(wù)規(guī)劃的理論研究和系統(tǒng)建設(shè)提供支撐。研究內(nèi)容：1）研究基于位向量表約束的知識(shí)表示與推理方法針對約束規(guī)劃問題，研究基于位向量表的知識(shí)表示方案，以及相應(yīng)的約束推理方法，如位向量表與GPU結(jié)合的并行知識(shí)表示與推理方法、與短元組結(jié)合的正表知識(shí)表示與推理方法以及與短元組結(jié)合的負(fù)表知識(shí)表示與推理方法。2）研究基于多值決策圖的知識(shí)表示與推理方法 在現(xiàn)有多值決策圖方法基礎(chǔ)上提出復(fù)合位向量的多值決策圖的知識(shí)表示與推理方法，如結(jié)合正位向量表、負(fù)位向量表以及使用森林優(yōu)化算法進(jìn)行多值決策圖變量優(yōu)化排序啟發(fā)式問題。3）研究領(lǐng)域相關(guān)的啟發(fā)式策略依據(jù)空間任務(wù)領(lǐng)域的固有規(guī)律與特點(diǎn)，研究基于時(shí)間的約束規(guī)劃啟發(fā)式策略，如利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練問題案例，挖掘約束參數(shù)排序模式，使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別約束權(quán)重訓(xùn)練相關(guān)的啟發(fā)式。成果形式：1）研究報(bào)告；2）發(fā)表頂級會(huì)議論文1篇或SCI三區(qū)及以上論文2篇。進(jìn)度要求：2年。

9.課題名稱：基于深度學(xué)習(xí)的間歇性有效載荷性能退化預(yù)測方法研究目標(biāo)：針對有效載荷間歇性工作且工況多變的特點(diǎn)，基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)獲得最優(yōu)的性能退化指標(biāo)，并研究基于時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能退化預(yù)測方法，解決無全壽命周期樣本下性能預(yù)測精度低的問題，提高有效載荷運(yùn)行的安全性和可靠性。研究內(nèi)容：1）復(fù)雜多變工況下有效載荷性能退化指標(biāo)設(shè)計(jì)針對復(fù)雜多變工況條件下，有效載荷監(jiān)測參量與健康狀態(tài)間的非線性特點(diǎn)，融合工況信息、監(jiān)測信息構(gòu)建生成式對抗網(wǎng)絡(luò)，研究生成對抗網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，分析激活函數(shù)與稀疏表征的關(guān)系，獲得排除工況干擾的有效載荷性能退化指標(biāo)。2）無全壽命周期樣本下的有效載荷性能退化預(yù)測針對有效載荷無全壽命周期樣本下性能預(yù)測精度低的問題，研究時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型構(gòu)建方法，構(gòu)建已有數(shù)據(jù)和短期預(yù)測趨勢的特征擬合曲線，實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)的多步短期滾動(dòng)預(yù)測，提高有效載荷在整個(gè)生命周期內(nèi)的性能預(yù)測精度。成果形式：1）研究報(bào)告；2）相關(guān)代碼；3）發(fā)表SCI論文2篇。進(jìn)度要求：2年。

10．課題名稱：多尺度遙感圖像目標(biāo)自動(dòng)檢測與識(shí)別技術(shù)研究研究目標(biāo)：遙感圖像目標(biāo)檢測與識(shí)別是航空航天平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高分辨率對地觀測精細(xì)解譯的核心技術(shù)。在高分辨率遙感影像中，目標(biāo)具有分布不均勻、尺度變化大、方向多樣、背景復(fù)雜等特點(diǎn)，現(xiàn)有的目標(biāo)檢測和識(shí)別方法精度不高、適應(yīng)性差。亟需充分挖掘新型人工智能方法的潛能，探索遙感圖像目標(biāo)自動(dòng)檢測與識(shí)別的前沿技術(shù)，針對遙感圖像中多尺度、多方向目標(biāo)，發(fā)展自動(dòng)高效的目標(biāo)檢測與識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)遙感圖像中復(fù)雜背景下目標(biāo)的快速、精確檢測與識(shí)別，為相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。研究內(nèi)容：1）多尺度遙感圖像目標(biāo)檢測針對遙感圖像尺度大、分辨率不一以及不同目標(biāo)尺度差異大的特點(diǎn)，研究適應(yīng)多尺度遙感圖像目標(biāo)特征學(xué)習(xí)方法，對不同類別和不同尺度的遙感圖像目標(biāo)對象