隨著在軌航天器的作用越來越重要以及在軌航天器數(shù)目的不斷增加，空間安全問題日益突出，以保障空間安全、確?？臻g資產(chǎn)有序運行為目的的航天管理控制問題成為各國關(guān)注焦點，航天指揮與控制問題成為指揮控制領(lǐng)域重要研究課題。航天指揮與控制以航天裝備體系為內(nèi)核，以空間環(huán)境、空間態(tài)勢、航天應(yīng)用為外延，涉及感知、通信、決策、控制等多個學科，難點多、經(jīng)驗少、測試驗證成本高昂。航天能夠提供的承載能力、機動能力、功率供給、計算能力的有限性也使得航天指揮與控制在新技術(shù)應(yīng)用上面臨特有的難題。鑒于此，本期《指揮與控制學報》組織“航天指揮與控制”專題，以期推動航天指揮與控制問題的研究和交流，豐富指揮與控制的學科內(nèi)涵，推動我國航天系統(tǒng)健康有序發(fā)展。本專題共收錄論文14 篇，其中綜述3 篇，論文與報告9 篇，短文2 篇。

西北工業(yè)大學航天學院航天飛行動力學技術(shù)重點實驗室趙力冉等在《空間軌道博弈：概念、原理與方法》論文中，針對日趨重視的空間安全需求，提出了空間軌道博弈理論與體系，建立了空間飛行器軌道博弈的概念、原理和方法。完成了潛伏、偽裝、追逃、攔截、防御、封鎖、包圍、附著、接管等9 種軌道博弈類型的定義和分類，設(shè)計了軌道博弈任務(wù)的一般流程，探討了基于人工智能、生物群體仿生智能等的軌道博弈問題求解框架。對空間非合作目標監(jiān)視、接管、操控、維修、清除等軌道博弈任務(wù)的實施具有較好的指導意義。

復(fù)雜飛行器系統(tǒng)仿真重點實驗室趙國宏在《體系中心戰(zhàn)：未來戰(zhàn)爭的頂層作戰(zhàn)概念》論文中，提出了頂層作戰(zhàn)概念應(yīng)當是從平臺中心戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)向體系中心戰(zhàn)發(fā)展的觀點，分析了體系中心戰(zhàn)的歷史邏輯、現(xiàn)實邏輯和未來邏輯，闡述了體系中心戰(zhàn)的內(nèi)涵、特征和機理，提出了體系中心戰(zhàn)基于物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈的技術(shù)架構(gòu)和運行模式。給出了利用邊緣計算解決區(qū)塊鏈架構(gòu)固有缺陷的初步設(shè)想。

海軍航空大學沈如松等在《數(shù)字孿生及其在飛行器領(lǐng)域應(yīng)用》論文中，梳理了數(shù)字孿生相關(guān)的復(fù)雜產(chǎn)品模型建立、信息物理融合、數(shù)據(jù)收集與傳輸、大數(shù)據(jù)等關(guān)鍵技術(shù)，從概念發(fā)展、關(guān)鍵技術(shù)以及在飛行器領(lǐng)域的應(yīng)用3 方面闡述了數(shù)字孿生在飛行器領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，具有一定的參考意義。

清華大學航天航空學院魏繼華等在《高超聲速飛行器動力滑翔組合彈道優(yōu)化》論文中，將滑翔彈道與巡航彈道的優(yōu)勢結(jié)合起來，設(shè)計了一種“滑翔+高馬赫數(shù)巡航”飛行彈道方案，該方案分別以滑翔段增大射程和縱橫向航程的加權(quán)和為目標進行了彈道優(yōu)化，可滿足巡航段以初始狀態(tài)存在誤差、模型參數(shù)不確定情況下精確控制飛行高度和速度的設(shè)計需求。

國防科技大學系統(tǒng)工程學院王原等在《基于多目標優(yōu)化的自組織無人機集群航跡規(guī)劃方法》論文中，針對無人機集群在復(fù)雜環(huán)境中通過自組織形式進行航跡規(guī)劃的問題，提出了一種基于規(guī)則系統(tǒng)和多目標優(yōu)化方法的自組織無人機集群航跡規(guī)劃方法。該方法以經(jīng)典的基于虛擬物理規(guī)則的速度更新模型為基礎(chǔ)，在分析了自組織無人機集群的典型任務(wù)場景的基礎(chǔ)上，建立了針對導航、避障和編隊隊形維持任務(wù)的無人機集群控制規(guī)則系統(tǒng)，同時，設(shè)計相應(yīng)的多目標優(yōu)化方法求解了該系統(tǒng)中的控制參數(shù)，仿真對比實驗驗證了該控制模型的有效性。

中國空間技術(shù)研究院通信與導航衛(wèi)星總體部王雨琦等在《基于并查集搜索的衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃方法》論文中，針對傳統(tǒng)方法應(yīng)用在大規(guī)模任務(wù)規(guī)劃問題求解效率低的問題，建立了離散化的任務(wù)規(guī)劃圖模型，提出了基于并查集搜索的衛(wèi)星遙感任務(wù)規(guī)劃方法。通過并查集搜索的方式將大規(guī)模任務(wù)規(guī)劃問題拆分為若干個可解的子問題，在保證求解質(zhì)量的同時降低計算復(fù)雜度，提升求解效率，為衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃這類組合優(yōu)化問題提供求解思路。

西北工業(yè)大學航天學院航天飛行動力學技術(shù)重點實驗室劉培棟等在《空間引力波探測正三角形編隊動力學機理與控制方法》論文中，系統(tǒng)調(diào)研和分析了面向引力波探測的空間正三角形編隊動力學機理及控制方法研究現(xiàn)狀，深入探討了不同構(gòu)形的攝動演化規(guī)律和穩(wěn)定性條件，在此基礎(chǔ)上提出了空間正三角形編隊的初始化、保持與重構(gòu)控制原理，研究結(jié)果將為空間引力波探測編隊構(gòu)形的設(shè)計與控制提供理論基礎(chǔ)。

合肥工業(yè)大學王俊等在《基于多Agent的遙感星座自主協(xié)同任務(wù)規(guī)劃》論文中，針對遙感衛(wèi)星星座自主且快速任務(wù)規(guī)劃問題，提出了一種自適應(yīng)的分布式協(xié)同規(guī)劃方法，包括星上自主agent 設(shè)計、分布式協(xié)同規(guī)劃模型和基于時間窗適應(yīng)度的自主任務(wù)規(guī)劃啟發(fā)式算法，對提升星座系統(tǒng)的協(xié)同觀測能力及快速響應(yīng)能力具有重要參考意義。

航天工程大學航天指揮學院侯迎春等在《基于“云+端”模式的太空信息服務(wù)平臺構(gòu)建》論文中，針對太空信息服務(wù)存在各類信息分散管理、分頭服務(wù)用戶，缺少統(tǒng)一規(guī)范的服務(wù)平臺等現(xiàn)實問題，從太空信息資源提供者、使用者和系統(tǒng)管理者不同角度研究了太空信息服務(wù)平臺的功能需求，構(gòu)建了基于“云+端”模式的太空信息服務(wù)平臺，提供了按權(quán)共享、差異化個性提取兩種服務(wù)模式，對解決太空信息資源異構(gòu)、按需按權(quán)服務(wù)等問題具有一定的參考意義。

清華大學航天航空學院劉伯陽等在《返回式航天器著陸段測控集群自組織控制》論文中，針對航天器著陸段的測控覆蓋能力差的問題，設(shè)計了用于航天器著陸段測量的無人機測量集群，并提出了用于該集群控制的自組織控制方法，該方法將集群的運動控制分為3 種行為規(guī)則，分別是集群初構(gòu)型與待命行為、跟蹤測量行為和集結(jié)回收行為，各行為規(guī)則下的個體控制通過比例組合多種人工勢函數(shù)實現(xiàn)，可以提高測控系統(tǒng)對航天器著陸段的測控能力。

空軍信息通信第一旅閆靜茹等在《聯(lián)合空中搜救空間管控方法探析》論文中，圍繞空間管控方法，引入“空間盒”、“高度協(xié)調(diào)線”和“空中搜救錐”概念，對聯(lián)合空中搜救空間管控問題展開詳細解析，建立了不同模式下錐體空間模型，為聯(lián)合空中搜救工作問題研究提供一定的理論依據(jù)。

航天工程大學太空安全研究中心劉欣等在《空中進攻作戰(zhàn)中天基信息支援指揮》論文中，研究了面向未來作戰(zhàn)趨勢特點下的天基信息支援力量在空中進攻作戰(zhàn)任務(wù)中的現(xiàn)狀與需求，構(gòu)設(shè)了天基信息力量支援“彈性”框架，包括指揮機構(gòu)、指揮關(guān)系、編組方式、指揮模式和指揮流程，對于深刻領(lǐng)悟作戰(zhàn)體系內(nèi)在需求、探索戰(zhàn)爭制勝機理，提升天基系統(tǒng)支援指揮能力具有較好的參考作用。

軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院許嘉毅等在《軟體機械臂高精度位姿線長測定方法》論文中，針對一種變截面充氣柔性機械臂實際位姿測量定位的需求，提出利用測量線長進而得到機械臂位置姿態(tài)的一種方法，避免了傳統(tǒng)測算過程中忽略的機械臂漸收引起測算誤差以及光電方法易產(chǎn)生干擾的問題，與此同時，利用數(shù)值計算方法解決了幾何解算方法中精度低、忽略變截面的問題，可廣泛應(yīng)用于工程實際。

解放軍91404 部隊陳永華等在《天基信息支援在防空作戰(zhàn)中的應(yīng)用模式》論文中，介紹了某方向防空作戰(zhàn)面臨的基本形式和防空作戰(zhàn)特點，從預(yù)警探測、指揮控制、火力打擊和戰(zhàn)場評估4 個作戰(zhàn)環(huán)節(jié)分析了防空作戰(zhàn)對天基信息支援的需求，提出了一種折中的天基信息支援模式，對天基信息裝備和防空作戰(zhàn)裝備進行一體化設(shè)計具有較好的參考作用。

2021年9月25日

專題責任專家：清華大學 王兆魁