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人工智能在航天测控技术中的应用探究

白健,连彦泽,杨志方

（北京宇航系统工程研究所,北京100076）

摘要论文从人工智能相关概述出发,根据航天测控技术中的设备要求,提出人工智能在航天测控技术中的应用意义,再根据人工智能在航天测控技术中的可行性,对航天测控技术任务中的智能化进行分析,最后提出人工智能在航天测控技术中的应用环境与目标.

关键词人工智能；航天测控技术；应用探究；智能化

【中图分类号】V55 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0141-02

作者简介白健（1985-）,男,陕西榆林人,工程师,从事航天总体设计研究.

1 引言

人工智能在航天领域的应用具有巨大潜能.航天测控技术实际上是通过测控,实现对卫星的控制,这是一份较为复杂的工作过程.随着卫星功能的不断增多,航天测控技术要求也越来越高.虽然我国已经在航天事业方面位于先进的水平,但是航天测控设备多只是实现遥控与测控的自动化,与智能化的实现还有一段距离.因此,人工智能的应用还有待挖掘,人工智能在航天测控技术中的应用还有待研究.

2 人工智能的应用概述

近年来,我国在人工智能的研究领域也有了较大的进展,不少国内学者发表了有实用价值的研究著作.人工智能在医学诊疗方面取得了广泛的应用.随着航天器的多功能发展,智能化的转变,成为发挥航天事业多用途、系统化的决定性因素.因此,我国逐步加大了人工智能在航天测控技术中的研究,希望航天测控技术能够自动处理探测故障、自行进行飞行规划和路线设计等[1].

3 航天测控技术中的设备应用要求

第一,卫星轨道测试及其引导系统.第二,航天侧控技术的安全控制.第三,根据航天侧控任务要求对卫星的形态进行分析,对其卫星轨道实施控制.第四,航天侧控系统要实时监测卫星内部的设备工作情况.第五,航天侧控技术要求能够对卫星上设备发生的故障,及时采取定位、排除和检修.航天的侧控应用,对设备的响应速度与可靠性都具有很高的要求,不仅要具有极强的通用性质,还要能够在规定时间内完成对相关设备的检测与通信,使设备间保持联系,保证遥测技术数据正常处理流程.对设备故障等任务提出控制指令,进而进行执行[2].

4 人工智能在航天测控技术中的应用意义

传统的航天测控软件是通过算法结构和计算机而实现推理功能的,对于很多问题还无法提供最精确的答案和描述,数值的计算能力也不够强,有时只能定性推理.而人工智能的应用,可以提升其生存能力,包括航天器的自主检修能力、故障排除能力、定位能力等.对于航天器的轨道设计,自动化网络智能预先对故障检测的定位等设置好,用编程进行控制.随着航天测控技术要求的不断提升,传统的编程控制已经不能满足当代的应用需求,若不向智能化测控技术进行靠拢,其航天测绘中的数据与通信的可靠性与有效性都会受到不同程度的影响,导致接收到的数据不准确、不完整.因此,我国很多专家专门成立研究小组,对航天测控技术进行数据分析,分析其指令的序列、故障检修、定位等信息,将人为的管理逐渐转化为智能化管理.

用人工智能控制航天测控技术,不仅能够提升航天工作的安全系数,还能够减少航天器的使用寿命,降低人工控制费用,减少人工管理精力,具有很明显的优势.第一,人工智能能够代替测控专家进行智能化操作与工作,减少专家的脑力劳动.第二,人工智能中收藏了所有测控专业的各项经验,整合了测控技术的专业知识.第三,人工智能使航天系统离开了人操控的固定模式,提高了操作的变通性和实时性,降低了人为操控影响因素.第四,人工智能使航天机械更容易操控,提升了工作效率.第五,人工智能使航天系统的解决问题能力提升.第六,节约了航天器测控的维持状态的人力和物力,配置速度加快[3].

5 人工智能在航天测控技术中应用的可行性

人工智能的应用过程,实际上是将人的思维活动进行机械化,使机械具有类似人工的处理问题的能力.人工智能在航天测控技术中的应用,是航天系统模仿测控专家的思维和操作,进行推理判断,使操控程序能够如同专家处理问题的规则一样,及时提供解决措施,根据我国现有条件可知,人工智能在航天测控任务中的应用是可行的.测控系统的功能有数据库和知识库.前者包含遥测数据、指令和故障信息.后者包括用户的接口、知识获取、知识表达等.通过外部输入数据,转换成系统能够识别的信息,进行格式压缩和处理,实现对航天器的控制,利用人工智能实现测控技术控制,减轻了人为负担,也能够提升航天测控能力.6 航天测控技术任务中的智能化应用分析我国传统的航天测控技术是采用一般算法实现自动化,该种方式具有封闭性,不利于技术的发展和扩充,故障维护方面也要采用人工方式进行解决,不适用航天事业发展.根据我国航天测控技术现状,我们首先要确定测控设备智能化系统,选择有针对性的部位,融合测控专家的思维,实现人工智能操作[3].其次,使用智能化系统,还要将专家测控系统嵌入到设备中,再改变原本的算法与结构,使其逐渐适应航天事业的改变与发展.对于智能化测控系统中,可以确定的系统由遥测信息处理系统、通信跟踪系统、故障诊断系统、检测系统等.这些都是容易实现人工智能的部分,能够使遥测信息处理中,清楚航天器的轨道等情况.

7 人工智能在航天测控技术中的应用环境与目标

为了使人工智能在航天测控技术中具有可靠的应用,要遵循一定的应用环境和目标.在开发环境上,要选取经验丰富的建造及测控专家进行系统融合,先借助小型机进行专家智能系统开发应用,再根据需求进行专家系统开发.在目标方面,不仅要开发全面、智能化的航天测控大系统,还要在开发通讯上更加便捷,统一通讯接口,面向广大用户,逐步升级系统故障排除方案.真正实现系统在线实时工作.同时,人工智能在航天测控技术中的最终目标是将地面测控设备小型化,再将其移植到航天事业中,提升卫星的控制能力.

8 结论

人工智能在航天侧控技术中的应用与开发,有利于我国智能化的进一步发展研究,对于提升航天测控设备的可靠性具有重要意义.希望本文的研究,能为提升我国人工智能在航天测控技术中的应用水平提供借鉴.

测控技术论文范文结:

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