人工智能在航天測控技術中的應用探究

白健　連彥澤　楊志方

【摘 要】論文從人工智能相關概述出發，根據航天測控技術中的設備要求，提出人工智能在航天測控技術中的應用意義，再根據人工智能在航天測控技術中的可行性，對航天測控技術任務中的智能化進行分析，最后提出人工智能在航天測控技術中的應用環境與目標。

【Abstract】Based on the general situation of artificial intelligence， this paper puts forward the application significance of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology according to the equipment requirements in aerospace measurement and control technology. According to the feasibility of the application of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology， this paper analyzes the intelligence of the space measurement and control technology， finally puts forward the application environment and target of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology.

【關鍵詞】人工智能；航天測控技術；應用探究；智能化

【Keywords】artificial intelligence； aerospace measurement and control technology； application inquiry； intelligent

【中圖分類號】V55 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0141-02

1 引言

人工智能在航天領域的應用具有巨大潛能。航天測控技術實際上是通過測控，實現對衛星的控制，這是一份較為復雜的工作過程。隨著衛星功能的不斷增多，航天測控技術要求也越來越高。雖然我國已經在航天事業方面位于先進的水平，但是航天測控設備多只是實現遙控與測控的自動化，與智能化的實現還有一段距離。因此，人工智能的應用還有待挖掘，人工智能在航天測控技術中的應用還有待研究。

2 人工智能的應用概述

近年來，我國在人工智能的研究領域也有了較大的進展，不少國內學者發表了有實用價值的研究著作。人工智能在醫學診療方面取得了廣泛的應用。隨著航天器的多功能發展，智能化的轉變，成為發揮航天事業多用途、系統化的決定性因素。因此，我國逐步加大了人工智能在航天測控技術中的研究，希望航天測控技術能夠自動處理探測故障、自行進行飛行規劃和路線設計等[1]。

3 航天測控技術中的設備應用要求

第一，衛星軌道測試及其引導系統。第二，航天側控技術的安全控制。第三，根據航天側控任務要求對衛星的形態進行分析，對其衛星軌道實施控制。第四，航天側控系統要實時監測衛星內部的設備工作情況。第五，航天側控技術要求能夠對衛星上設備發生的故障，及時采取定位、排除和檢修。航天的側控應用，對設備的響應速度與可靠性都具有很高的要求，不僅要具有極強的通用性質，還要能夠在規定時間內完成對相關設備的檢測與通信，使設備間保持聯系，保證遙測技術數據正常處理流程。對設備故障等任務提出控制指令，進而進行執行[2]。

4 人工智能在航天測控技術中的應用意義

傳統的航天測控軟件是通過算法結構和計算機而實現推理功能的，對于很多問題還無法提供最精確的答案和描述，數值的計算能力也不夠強，有時只能定性推理。而人工智能的應用，可以提升其生存能力，包括航天器的自主檢修能力、故障排除能力、定位能力等。對于航天器的軌道設計，自動化網絡智能預先對故障檢測的定位等設置好，用編程進行控制。隨著航天測控技術要求的不斷提升，傳統的編程控制已經不能滿足當代的應用需求，若不向智能化測控技術進行靠攏，其航天測繪中的數據與通信的可靠性與有效性都會受到不同程度的影響，導致接收到的數據不準確、不完整。因此，我國很多專家專門成立研究小組，對航天測控技術進行數據分析，分析其指令的序列、故障檢修、定位等信息，將人為的管理逐漸轉化為智能化管理。

用人工智能控制航天測控技術，不僅能夠提升航天工作的安全系數，還能夠減少航天器的使用壽命，降低人工控制費用，減少人工管理精力，具有很明顯的優勢。第一，人工智能能夠代替測控專家進行智能化操作與工作，減少專家的腦力勞動。第二，人工智能中收藏了所有測控專業的各項經驗，整合了測控技術的專業知識。第三，人工智能使航天系統離開了人操控的固定模式，提高了操作的變通性和實時性，降低了人為操控影響因素。第四，人工智能使航天機械更容易操控，提升了工作效率。第五，人工智能使航天系統的解決問題能力提升。第六，節約了航天器測控的維持狀態的人力和物力，配置速度加快[3]。

5 人工智能在航天測控技術中應用的可行性

人工智能的應用過程，實際上是將人的思維活動進行機械化，使機械具有類似人工的處理問題的能力。人工智能在航天測控技術中的應用，是航天系統模仿測控專家的思維和操作，進行推理判斷，使操控程序能夠如同專家處理問題的規則一樣，及時提供解決措施，根據我國現有條件可知，人工智能在航天測控任務中的應用是可行的。測控系統的功能有數據庫和知識庫。前者包含遙測數據、指令和故障信息。后者包括用戶的接口、知識獲取、知識表達等。通過外部輸入數據，轉換成系統能夠識別的信息，進行格式壓縮和處理，實現對航天器的控制，利用人工智能實現測控技術控制，減輕了人為負擔，也能夠提升航天測控能力。

6 航天測控技術任務中的智能化應用分析

我國傳統的航天測控技術是采用一般算法實現自動化，該種方式具有封閉性，不利于技術的發展和擴充，故障維護方面也要采用人工方式進行解決，不適用航天事業發展。根據我國航天測控技術現狀，我們首先要確定測控設備智能化系統，選擇有針對性的部位，融合測控專家的思維，實現人工智能操作[3]。其次，使用智能化系統，還要將專家測控系統嵌入到設備中，再改變原本的算法與結構，使其逐漸適應航天事業的改變與發展。對于智能化測控系統中，可以確定的系統由遙測信息處理系統、通信跟蹤系統、故障診斷系統、檢測系統等。這些都是容易實現人工智能的部分，能夠使遙測信息處理中，清楚航天器的軌道等情況。

7 人工智能在航天測控技術中的應用環境與目標

為了使人工智能在航天測控技術中具有可靠的應用，要遵循一定的應用環境和目標。在開發環境上，要選取經驗豐富的建造及測控專家進行系統融合，先借助小型機進行專家智能系統開發應用，再根據需求進行專家系統開發。在目標方面，不僅要開發全面、智能化的航天測控大系統，還要在開發通訊上更加便捷，統一通訊接口，面向廣大用戶，逐步升級系統故障排除方案。真正實現系統在線實時工作。同時，人工智能在航天測控技術中的最終目標是將地面測控設備小型化，再將其移植到航天事業中，提升衛星的控制能力。

8 結論

人工智能在航天側控技術中的應用與開發，有利于我國智能化的進一步發展研究，對于提升航天測控設備的可靠性具有重要意義。希望本文的研究，能為提升我國人工智能在航天測控技術中的應用水平提供借鑒。

【參考文獻】

【1】錢卓昊.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用探究[J].中國高新技術企業，2016（16）：51-52.

【2】阿不都艾尼·阿不都肉素力.人工智能在網絡信息檢索中的應用實踐探究[J].電腦編程技巧與維護，2016（08）：76-77.

【3】謝小燕.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用分析[J].電子測試，2017（06）：70-71.