地外天體采樣任務(wù)的地面遙操作系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)想

趙志暉 鄧湘金 鄭燕紅 姚猛 李群智 薛博

（北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京 100094）

地外天體采樣任務(wù)的地面遙操作系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)想

趙志暉 鄧湘金 鄭燕紅 姚猛 李群智 薛博

（北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京 100094）

為解決航天器地外天體采樣任務(wù)中約束條件多、未知因素多、工作過程復(fù)雜、通信延時大和工作時間緊張等難題，文章針對地外天體采樣任務(wù)中的地面遙操作系統(tǒng)進(jìn)行分析，以快捷、準(zhǔn)確、有效為設(shè)計目的，提出了一種地面遙操作任務(wù)支持系統(tǒng)概念設(shè)想，利用計算機(jī)技術(shù)代替人工參與，提高了器地交互效率和可靠性，可廣泛應(yīng)用于深空探測領(lǐng)域，尤其是地外天體采樣任務(wù)。

航天器；遙操作；地面支持系統(tǒng)

1 引言

迄今為止，人類已實(shí)現(xiàn)的地外天體探測方式主要有掠飛、撞擊、環(huán)繞、軟著陸和采樣返回等。隨著太空任務(wù)越來越復(fù)雜，對地面遙操作系統(tǒng)的要求也越來越高，空間遙科學(xué)也成為了空間科學(xué)中亟待解決的重要技術(shù)問題之一。而地外天體采樣任務(wù)由于復(fù)雜度高、難度大、工作環(huán)境和工作對象屬性具有非預(yù)知性和不確定性，以及任務(wù)執(zhí)行過程中要求機(jī)動靈活、高適應(yīng)性、高精度等，成為最典型的空間遙科學(xué)應(yīng)用之一［1］。

從空間遙科學(xué)的定義而言，空間遙科學(xué)實(shí)質(zhì)是遙現(xiàn)場和遙操作的集成運(yùn)用［2］，涉及遙信息獲取、遙信息傳輸、地面遙操作三大技術(shù)領(lǐng)域。遙操作是空間遙科學(xué)得以實(shí)現(xiàn)的執(zhí)行環(huán)節(jié)，而地面遙操作系統(tǒng)是遙操作有效開展的基礎(chǔ)和地面支持系統(tǒng)。在實(shí)踐中遇到的最大的難題是延時，因?yàn)槠鞯鼐嚯x遙遠(yuǎn)，遙信息的傳輸需要較長的時間。以地球－火星通信為例，考慮地火最遠(yuǎn)距離情況下，一個通信周期需要40min左右；另一方面則是由地面遙操作系統(tǒng)效率較低所致，從遙信息處理到遙操作決策的整個過程需要進(jìn)行步驟優(yōu)化和時間把控。

地外天體采樣任務(wù)旨在從地球以外天體采集土壤、巖石等樣品，并對其進(jìn)行就位分析或運(yùn)載返回地球進(jìn)行研究分析，是復(fù)雜性較高、難度較大的深空探測任務(wù)之一。地外天體采樣任務(wù)主要通過軟著陸就位勘察或采樣返回的探測方式。由于地外天體采樣任務(wù)需要根據(jù)采樣地點(diǎn)環(huán)境狀況和采樣目標(biāo)理化屬性選擇相應(yīng)的采樣方式、恰當(dāng)?shù)牟蓸訒r機(jī)和合理的采樣策略［3］，而地點(diǎn)環(huán)境狀況和采樣目標(biāo)理化屬性又具有不可預(yù)知性和不確定性的特點(diǎn)，所以地外天體采樣任務(wù)相較其他深空探測任務(wù)需要更多、更有效的地面遙操作系統(tǒng)支持。

蘇聯(lián)/俄羅斯、美國等國家已對地外天體土壤、巖石等樣品成功進(jìn)行過多次采樣、就位分析及返回任務(wù)。我國迄今為止尚未進(jìn)行過地外天體采樣任務(wù)，在未來的深空探測尤其是地外天體采樣任務(wù)中，研制高效的地面遙操作系統(tǒng)是一項(xiàng)亟待開展的工作。本文對國外成熟的地面遙操作系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)研，提出了一種基于自動化流程思想的快捷、準(zhǔn)確、有效的地面遙操作系統(tǒng)概念設(shè)計，可為未來面向地外天體采樣任務(wù)的地面遙操作系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

2 地面遙操作技術(shù)調(diào)研

2.1 蘇聯(lián)月球車

蘇聯(lián)于1970年11月發(fā)射攜帶巡視器月球車1號（Lunokhod－1）的月球－17探測器（Lunar－17）［4］，首次使用巡視器在月面巡視勘察，巡視器共行走10.54km，返回傳輸2萬張照片和200段視頻，進(jìn)行了500余次的月壤力學(xué)試驗(yàn).對25個點(diǎn)上的土壤進(jìn)行了化學(xué)分析。并于1973年1月發(fā)射攜帶巡視器月球車2號（Lunokhod－2）的月球－21探測器（Lunar－21），在月面開展科學(xué)探測活動，巡視器行走里程達(dá)37km。

以上兩個月面巡視器的地面操控中心，以不同攝像頭形成的小畫幅圖像作為參考，完成月面巡視器的月表運(yùn)動控制，其中障礙辨別功能、確定到障礙的距離、分析道路可穿越性和月面巡視器運(yùn)動控制、科學(xué)探測任務(wù)執(zhí)行等操作，均由地面遙控組的成員共同完成。

在Lunokhod遙操作過程中，器上基本沒有自主能力，接收和傳輸電視圖像，及遙測信息均具有時間延遲；由于地月距離較近，遙操作的時延問題并不凸顯。

2.2 火星探路者

美國火星探路者（Pathfinder）項(xiàng)目使用的索杰納（Sojourner）巡視器［5］，于1996年12月發(fā)射，1997年7月在火星表面的戰(zhàn)神谷（Ares Vallis）區(qū)域著陸。Sojourner在火星表面上工作了約83個火星日，對火星表面巖石、土質(zhì)的地質(zhì)與元素成分以及火星大氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了采樣分析。

由于火星與地球之間通信存在較大的時延，因此，相對于月球巡視器，對火星巡視器的自主性有更高的要求。Sojourner通過著陸器與地面進(jìn)行周期性的通信，由地面巡視器控制工作站完成遙測信息分析和遙控指令上行。著陸器與地球之間的通信每天進(jìn)行兩次，每次兩個小時。Sojourner定期向地球發(fā)送請求指令，根據(jù)地面指令執(zhí)行任務(wù)，指令執(zhí)行結(jié)果生成遙測數(shù)據(jù)，并將遙測信息存儲在著陸器上；當(dāng)沒有可執(zhí)行的指令時，Sojourner發(fā)送前一個周期的遙測信息到著陸器上。當(dāng)巡視器每天工作結(jié)束時，地面科學(xué)家和工程師小組利用巡視器和著陸器拍攝的圖像，指定巡視器下一步的目標(biāo)位置，進(jìn)行路徑規(guī)劃，形成下一次的控制指令。

在Sojourner遙操作中，由于地球和火星之間的時延使地面操作人員不能實(shí)時控制巡視器，地面操作人員根據(jù)傳回的圖像周期性地操作控制巡視器；雖然器上自主能力不高，但在一定程度上緩解了通信延時給遙操作帶來的困難，使大延時的地面遙操作成為可能。

2.3 火星探測漫游者

火星探測漫游者（Mars Exploration Rover，MER）［6］是美國國家航空航天局（NASA）的2003年火星探測計劃。MER包含2個項(xiàng)目（即MER－A與MER－B），分別為勇氣號（Spirit）和機(jī)遇號（Opportunity）。勇氣號于2004年1月4日在火星的古謝夫環(huán)形山（Gusev）成功著陸。機(jī)遇號于2004年1月24日在與古謝夫環(huán)形山幾乎相背的火星赤道以南2°的梅里迪亞尼平面（Terra Meridiani）順利著陸。任務(wù)目標(biāo)是在巖石和土壤中搜尋水活動的線索。

MER的任務(wù)執(zhí)行模式是以每個火星日為周期來開展的。由地面科學(xué)家和工程師小組基于前一天傳回的圖像和數(shù)據(jù)，制定早晨發(fā)送的指令序列，專門用于當(dāng)個火星日的活動；活動結(jié)束后，巡視器將獲得的圖像和數(shù)據(jù)傳回地面。每個火星日的活動時間大約為4h，一般集中在中午時分。在一個任務(wù)執(zhí)行的過程中，科學(xué)家組負(fù)責(zé)決定巡視器所需要執(zhí)行的科學(xué)探測任務(wù)；基于確定的科學(xué)探測任務(wù)，工程師組和科學(xué)家組共同決定需要上傳到巡視器的指令序列；在巡視器接收到上傳指令后，即會執(zhí)行指令；與此同時，地面操作人員監(jiān)控巡視器的運(yùn)行，并將得到的科學(xué)和工程數(shù)據(jù)發(fā)送給科學(xué)家組和工程師組；在分析返回的科學(xué)數(shù)據(jù)和確認(rèn)巡視器的狀態(tài)之后，科學(xué)家和工程師小組將會基于這些信息確定下一步的決策，然后再將決策的指令序列上傳，由此循環(huán)往復(fù)。

在MER遙操作中，MER具有較高的自主能力，可以在大時延情況下完成較復(fù)雜的科學(xué)探測任務(wù)；由于MER每天執(zhí)行的任務(wù)確定過程復(fù)雜，需要經(jīng)過評估、分析、規(guī)劃、討論、仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證等處理過程，所以每天僅執(zhí)行一次任務(wù)序列，效率較低。

2.4 國外調(diào)研情況小結(jié)

深空探測領(lǐng)域的地面遙操作系統(tǒng)，從20世紀(jì)60年代美蘇“空間競賽”時期開始出現(xiàn)。從蘇聯(lián)月球車1號地面操控系統(tǒng)到美國Sojourner火星車地面操控系統(tǒng)，再到美國MER地面任務(wù)規(guī)劃與操控系統(tǒng)，隨著計算機(jī)、機(jī)器人等技術(shù)的發(fā)展，地面遙操作系統(tǒng)日臻完善，現(xiàn)如今已經(jīng)可以通過地面計算機(jī)系統(tǒng)與星上計算機(jī)系統(tǒng)的器地自主交互的方式，實(shí)現(xiàn)將人完全置于決策者的位置，而任務(wù)的執(zhí)行靠計算機(jī)系統(tǒng)自主完成的工作模式，在深空探測尤其是地外天體采樣任務(wù)中發(fā)揮了重要的作用［7］。但時延仍舊為器地交互遙操作技術(shù)發(fā)展過程中要解決的重要問題之一（見表1）。

表1 地面遙操作系統(tǒng)調(diào)研情況Table1 Investigation of the telemanipulation system

綜上分析可知：

（1）通信時延主要與地球和探測目標(biāo)星球的距離有直接關(guān)系，若要提高通信效率需要通信技術(shù)和手段的革新。

（2）通過人工智能、視覺伺服等技術(shù)提高器上自主能力，可以在一定程度上降低延時帶來的遙操作困難和風(fēng)險。器上可通過碰撞檢測、自主避障、一定程度的器上自主任務(wù)規(guī)劃等能力完成一些科學(xué)探測任務(wù)，并規(guī)避一些任務(wù)執(zhí)行過程中可能存在的不可逆風(fēng)險。

（3）隨著任務(wù)復(fù)雜度的提高，器上自主能力的局限性逐漸凸顯，需要地面進(jìn)行更多、更有效的干預(yù)，地面遙操作流程需要進(jìn)一步優(yōu)化，在數(shù)據(jù)處理及遙現(xiàn)場再現(xiàn)、任務(wù)規(guī)劃與仿真驗(yàn)證、策略生成及輔助決策等環(huán)節(jié)都需要通過計算機(jī)技術(shù)提高效率。

3 地外天體采樣任務(wù)的地面遙操作系統(tǒng)概念設(shè)計

我國嫦娥三號探測器首次在地外天體上實(shí)現(xiàn)軟著陸和巡視，是我國迄今為止首次且唯一一次嘗試和初步實(shí)踐地面遙操作系統(tǒng)，通過人機(jī)配合，完成一些非實(shí)時月面任務(wù)。該地面遙操作系統(tǒng)也具備圖像分析、任務(wù)規(guī)劃、仿真驗(yàn)證等功能，但地面遙操作過程由于需要較多的人工干預(yù)，效率同樣較低。我國迄今為止尚未進(jìn)行過地外天體采樣任務(wù)，因此在未來的深空探測尤其是地外天體采樣任務(wù)中，快捷、準(zhǔn)確、有效的地面遙操作系統(tǒng)研究需要借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并力求創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破。

3.1 設(shè)計要求與設(shè)計原則

由第2節(jié)調(diào)研內(nèi)容可知，遙操作技術(shù)在復(fù)雜性較高、難度較大的深空探測器任務(wù)中發(fā)揮了重要的作用。在未知因素多、約束條件多、工作過程復(fù)雜的地外天體采樣任務(wù)中，應(yīng)設(shè)計更加合理高效的地面遙操作系統(tǒng)進(jìn)行支持。為了合理的確定器地交互任務(wù)周期，選擇地面操控時機(jī)，制定遙操作執(zhí)行策略和預(yù)案，地外天體采樣任務(wù)的地面遙操作系統(tǒng)需要解決以下主要問題。

（1）由于任務(wù)實(shí)施受樣品采集目標(biāo)環(huán)境影響較大，例如地形等，所以采樣區(qū)域和采樣目標(biāo)的立體三維信息是不可或缺的重要基礎(chǔ)信息之一。

（2）由于任務(wù)實(shí)施過程復(fù)雜，設(shè)備間相互配合要求高，對于任務(wù)執(zhí)行需要提前進(jìn)行規(guī)劃和仿真驗(yàn)證。

（3）由于任務(wù)實(shí)施未知因素較多，比如采樣目標(biāo)的理化特性等，需要監(jiān)控采樣裝置的工作狀態(tài)，并及時做出器上自主干預(yù)或根據(jù)預(yù)警信息進(jìn)行人工地面干預(yù)。

（4）由于任務(wù)實(shí)施工作時間緊張，動作緊湊、連貫、次序性強(qiáng)，所以地外天體采樣任務(wù)的地面遙操作系統(tǒng)需要更加快捷、準(zhǔn)確、有效，盡可能地通過器地交互數(shù)據(jù)自動化，將人置于決策層，減少過多的人為參與所付出的時間代價和誤操作風(fēng)險。

地外天體采樣任務(wù)中地面遙操作系統(tǒng)設(shè)計原則如下。

（1）有效性原則：由于設(shè)計服務(wù)對象是地外天體采樣，因此在地面遙操作系統(tǒng)設(shè)計之前應(yīng)盡可能地了解采樣目標(biāo)、采樣方式、采樣時機(jī)、采樣過程等，以使系統(tǒng)建模、任務(wù)規(guī)劃、仿真分析等過程盡可能真實(shí)可靠［8］。

（2）適應(yīng)性原則：由于采樣任務(wù)在軌約束條件和未知因素較多，所以地面遙操作系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)具備較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以通過知識積累及專家知識庫，實(shí)現(xiàn)對多種常規(guī)工況及未知工況的任務(wù)分析規(guī)劃與執(zhí)行。

（3）時效性原則：在器地遙測遙控交互以及地面大數(shù)據(jù)分析過程中，盡可能將人置于決策層，通過器地交互數(shù)據(jù)自動化，使地面遙操作系統(tǒng)更加快速和方便［9］。

3.2 概念設(shè)想與工作原理

地外天體采樣任務(wù)在軌支持中，需要在有限的時間內(nèi)完成復(fù)雜的任務(wù)實(shí)施過程，所以其地面遙操作系統(tǒng)需要對任務(wù)情況進(jìn)行全面獲取、快速處理和分析評估［10］，進(jìn)而提供有效的地面決策和干預(yù)，快捷、準(zhǔn)確、有效的在軌任務(wù)支持是地面遙操作系統(tǒng)設(shè)計的核心目標(biāo)。因此，需要在具備采樣環(huán)境及過程遙顯示、任務(wù)規(guī)劃遙分析、執(zhí)行策略仿真驗(yàn)證等基本功能之外，應(yīng)增加地面遙操作自動化流程功能。將遙測數(shù)據(jù)和工程圖像數(shù)據(jù)快速處理、創(chuàng)建采樣目標(biāo)區(qū)域的三維場景、對采樣目標(biāo)樣品和采樣裝置的工作狀態(tài)進(jìn)行分析，以及根據(jù)探測器狀態(tài)、光照、能源、測控、溫度情況和采樣目標(biāo)分析數(shù)據(jù)，對采樣任務(wù)進(jìn)行快速規(guī)劃，對仿真等環(huán)節(jié)通過任務(wù)調(diào)度功能模塊進(jìn)行自動化無縫連接，以計算機(jī)的高效率替代人工操作的低效率［11］，第一時間為地面操控人員提供任務(wù)規(guī)劃和仿真結(jié)果用于輔助決策，提高地面遙操作系統(tǒng)的時效性。

針對地外天體采樣任務(wù)的特點(diǎn)，本文設(shè)想的地外天體采樣任務(wù)地面遙操作系統(tǒng)概念原理框圖如圖1所示，主要包括數(shù)字仿真分析系統(tǒng)和任務(wù)調(diào)度與控制系統(tǒng)兩部分［12］。其中數(shù)字仿真分析系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理、圖像處理、任務(wù)規(guī)劃、數(shù)字仿真、專家知識庫等子功能模塊組成，任務(wù)調(diào)度與控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理、遙控管理、遙測顯示等子功能模塊以及任務(wù)調(diào)度模塊組成，數(shù)字仿真分析系統(tǒng)的各軟件都受任務(wù)調(diào)度模塊的調(diào)度控制。地面遙操作系統(tǒng)設(shè)計以自動化流程設(shè)計為核心思想，實(shí)現(xiàn)快捷、準(zhǔn)確、有效的地面支持。

圖1 地外天體采樣任務(wù)的地面遙操作系統(tǒng)構(gòu)成概念框圖Fig.1 Schematic diagram of the telemanipulation system for the sampling mission

此地面遙操作系統(tǒng)的工作原理流程如下。

（1）地面數(shù)據(jù)處理模塊接收和存儲器上下傳的遙測數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，并在地面系統(tǒng)局域網(wǎng)中廣播；

（2）遙測顯示模塊對下行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時解析和顯示，并由任務(wù)調(diào)度模塊發(fā)起地面遙操作自動化處理流程，包括圖像處理、任務(wù)規(guī)劃、仿真驗(yàn)證等任務(wù)；

（3）圖像處理模塊可快速地進(jìn)行圖像處理，三維立體重構(gòu)采樣環(huán)境，并給出采樣目標(biāo)點(diǎn)、采樣裝置狀態(tài)等重要信息；

（4）任務(wù)規(guī)劃模塊根據(jù)圖像分析結(jié)果和遙測數(shù)據(jù)，快速進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，得到任務(wù)執(zhí)行指令序列，并經(jīng)過數(shù)字仿真模塊的驗(yàn)證，最終得到多個可行有效的策略方案供地面操控人員決策和選擇；

（5）專家知識庫模塊可以記錄地面試驗(yàn)中所有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和故障模式，輔助任務(wù)規(guī)劃和數(shù)字仿真，以提高任務(wù)規(guī)劃和仿真的快捷性、準(zhǔn)確性和有效性；

（6）地面遙操作系統(tǒng)在第一時間為地面操控人員提供任務(wù)規(guī)劃和仿真結(jié)果用于輔助決策，最終所決策的策略方案，以任務(wù)執(zhí)行指令序列的形式上行注入探測器執(zhí)行；

（7）該全過程在任務(wù)調(diào)度模塊的調(diào)度下完成，地面操控人員只需在任務(wù)調(diào)度終端和遙測顯示與判讀終端進(jìn)行監(jiān)視，并在總控終端進(jìn)行適時人工干預(yù)。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

地外天體采樣任務(wù)中的地面遙操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)如下。

（1）面向任務(wù)的模型建立，直接關(guān)系到任務(wù)規(guī)劃和數(shù)字仿真的真實(shí)性和有效性，是地面遙操作系統(tǒng)最基礎(chǔ)組成部分，而真實(shí)有效的規(guī)劃仿真又是地面遙操作支持的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（2）面向任務(wù)的專家知識庫建立，直接關(guān)系到器地交互對于任務(wù)開展的自適應(yīng)，越強(qiáng)大的專家知識庫，越能在不確定因素多的采樣任務(wù)復(fù)雜工況中發(fā)揮輔助決策的重要作用，增強(qiáng)地面遙操作系統(tǒng)的適應(yīng)性，降低任務(wù)風(fēng)險，提高任務(wù)支持的可靠性和準(zhǔn)確性。

（3）任務(wù)調(diào)度自動化，可在器地遙測遙控交互及地面大數(shù)據(jù)分析過程中，盡可能將人置于決策層，通過器地交互數(shù)據(jù)自動化，使地面遙操作系統(tǒng)更加快速和方便。

為改善并解決地面遙操作系統(tǒng)時效性問題，此地面遙操作系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)在于任務(wù)調(diào)度與控制系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度模塊，通過任務(wù)總線的管理和調(diào)度整個地面遙操作系統(tǒng)的其他各模塊。當(dāng)?shù)孛孢b操作系統(tǒng)各個模塊在任務(wù)總線上查詢到任務(wù)調(diào)度模塊推送的任務(wù)時，獲取任務(wù)并執(zhí)行，并周期性地向任務(wù)調(diào)度模塊饋送自身運(yùn)行的狀態(tài)信息。

任務(wù)調(diào)度模塊根據(jù)地面試驗(yàn)和在軌任務(wù)的流程設(shè)計，在地面試驗(yàn)或在軌任務(wù)執(zhí)行進(jìn)程中通過對器地交互信息和地面遙操作系統(tǒng)各個功能組成模塊之間交互信息的監(jiān)測控制，以及對任務(wù)生命周期內(nèi)的重要事務(wù)和數(shù)據(jù)活動的跟蹤分析，實(shí)現(xiàn)對工作流程的自主進(jìn)程控制和管理，提高地面遙操作系統(tǒng)效率。例如：數(shù)字仿真分析系統(tǒng)各組成模塊需要配合工作，交互輸入輸出，關(guān)系密切，如果由計算機(jī)技術(shù)來完成復(fù)雜的運(yùn)算和操作及調(diào)度管理，各模塊的運(yùn)行和信息交互在任務(wù)調(diào)度模塊的調(diào)度管理下全部自動完成，那么就可以高效地完成圖像處理、任務(wù)規(guī)劃、仿真分析、專家知識庫評估等一系列工作，將人置于決策層，從而大大提高地面遙操作系統(tǒng)的可靠性和時效性。

4 結(jié)束語

作為復(fù)雜性較高、難度較大的深空探測器任務(wù)之一，地外天體采樣任務(wù)具有約束條件多、未知因素多，工作過程復(fù)雜，工作時間緊張，動作緊湊、連貫、次序性強(qiáng)，設(shè)備間相互配合要求高等特點(diǎn)。本文根據(jù)地外天體采樣任務(wù)特性，以自動化流程為核心思想，以快捷、準(zhǔn)確、有效的在軌任務(wù)支持為目標(biāo)，提出了一種由任務(wù)調(diào)度與控制系統(tǒng)和數(shù)字仿真分析系統(tǒng)等組成的地面遙操作任務(wù)支持系統(tǒng)概念設(shè)想，并闡述了其工作原理，具備統(tǒng)一調(diào)度控制、快速圖形分析和可靠規(guī)劃仿真等特點(diǎn)。

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［1］薛書騏，姜國華，田志強(qiáng)，等.空間遙操作任務(wù)中顯控界面關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展［J］.載人航天，2014，20（5）：498 Xue Shuqi，Jiang Guohua，Tian Zhiqiang，et al.Progress of the key technologies in human－computer interface in space teleoperation［J］.Manned Spaceflight，2014，20（5）：498（in Chinese）

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（編輯：李多）

A Thought of Telemanipulation System Structure for Sampling Mission on Extraterrestrial Celestial Bodies

ZHAO Zhihui DENG Xiangjin ZHENG Yanhong YAO Meng LI Qunzhi XUE Bo
（Beijing Institute of Spacecraft System Engineering，Beijing 100094，China）

Considering such issuses as many restrictions，mutiple X factors，complex process，long communication time delay and limited work time in spacecraft sampling mission on extraterrestrial celestial bodies，this paper discusses the telemanipulation system for sampling mission on extraterrestrial celestial bodies，and designs a speedy exact effective telemanipulation system.The telemanipulation system advances efficiency and dependability of satellite－ground communication by using computer technology instead of human interposition.It can be applied to the deep space exploration field，the sampling mission on extraterrestrial celestial bodies especially.

spacecraft；telemanipulation；ground assistant system

V44

A

10.3969/j.issn.1673－8748.2016.05.012

2014－10－31；

2016－08－20

趙志暉，男，碩士，工程師，研究方向?yàn)楹教炱骺傮w設(shè)計。Email：xzzhdr@163.com。