人工智能在航天器制导与控制中的应用综述

黄旭星，李爽,*，杨彬，孙盼，刘学文，刘新彦

1.南京航空航天大学 航天学院，南京 210016

2.北京控制工程研究所，北京 100190

随着计算机硬件性能的突破和高效算法的不断发展，近年来以机器学习为代表的新一代人工智能技术在众多领域的应用都取得了极大的进展。与传统技术相比，人工智能技术在精度、效率、实时性和预测性等方面拥有明显的优势，在高新技术领域特别是航天领域发挥越来越重要的作用，是引领未来的战略性技术。美国国防高级研究计划局(DARPA)2019年在《航空周刊(Aviation week)》刊文推广人工智能技术在航空航天领域的认同和应用[1]。欧空局将于近期发射国际上首颗人工智能技术验证卫星PhiLab，该卫星利用人工智能技术对地面观测图像进行预处理，提高图像数据下传效率[2]。国务院于2017年发布了《新一代人工智能发展规划》，首次将人工智能技术的发展提高到国家战略层面，要求到2025年在国防建设领域得到广泛应用并达到世界领先水平。

人工智能技术在航天领域主要应用于环境未知或者局部信息未知的高动态环境中，根据实时感知信息进行推理并执行合理操作，最大限度地提高任务的满意度。目前各航天大国都高度重视空间人工智能技术的研发，并已在深空探测、在轨操控、编队飞行、空间碎片清除等方向取得多项研究成果[3-8]。这些航天任务对航天器的姿轨控精度有较高的需求，表明高精度的轨迹姿态控制技术是未来航天任务的关键技术之一。……