自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用（簡體書）

《國防科技著作精品譯叢：自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》使航天器具各自主與自治能力的技術雖然取得了穩步推進，但如《國防科技著作精品譯叢：自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》所述，為確保未來的無人太空任務成功，還有很長的路要走。《國防科技著作精品譯叢：自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》所述的技術與成果，不僅在NASA已經實施的航天任務中得到應用，而且適用于未來的航天任務。以自主與自治能力為主線，《國防科技著作精品譯叢：自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》首先闡述了已執行的空間任務的背景知識，包括任務設計、執行，並描述了未來空間任務的概念。除了提高自主系統、基於智能體的自主技術、自主協作、星座任務以及空間群任務的技術外，《國防科技著作精品譯叢：自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》還講述了飛行與地面軟件、飛行與地面自主能力的進展情況。附錄一講述了航天器姿態、軌道確定與控制；附錄二描述了基於協同工作智能體的空間操作應用場景。理解《國防科技著作精品譯叢：自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》內容無需任何專業背景知識。《國防科技著作精品譯叢：自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》適用於航天科學與工程專業的學生，也可作為相關專業的補充教材。·

《自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》所述的技術與成果，不僅在NASA已經實施的航天任務中得到應用，而且適用于未來的航天任務。以自主與自治能力為主線，《自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》首先闡述了已執行的空間任務的背景知識。包括任務設計、執行，并描述了未來空間任務的概念。理解書中內容無需任何專業背景知識。《自主系統及其在NASA智能航天器操作和探測系統中的應用》適用于航天科學與工程專業的學生，也可作為相關專業的補充教材。

第1部分 背景第1章 緒論1.1 新空間任務的發展方向1.2 自動、自治和自主1.3 應用自治技術降低任務成本1.4 智能體技術1.5 小結第2章 飛行和地面軟件概述2.1 地面系統軟件2.2 飛行控制軟件2.3 飛行控制系統與地面實施情況第3章 飛行控制自主化的演進3.1 飛行控制自主化的動因3.2 飛行自主能力發展簡史3.3 當前飛行自動化／自主水平第4章 地面自主化演進過程4.1 基於智能體的飛行操作聯合體4.2 “熄燈”型地面操作系統4.3 智能體概念試驗台第2部分 技術第5章 自主與自治系統開發的關鍵技術5.1 計劃技術5.2 協作語言5.3 基於局部信息的推理5.4 學習型推理技術5.5 執行技術5.6 感知技術5.7 測試技術第6章 自主智能型航天器設計構想6.1 高級設計特性6.2 遠程智能體的功能6.3 航天器使能技術6.4 人工智能方法6.5 設計遠程智能體的優勢6.6 遠程智能體任務類型第7章 自主協作7.1 空間任務對自主協作的需求7.2 自主協作的通用模型7.3 航天器任務管理7.4 自主協作型航天器任務7.5 自主協作舉例：虛擬平臺7.6 自主協作舉例第8章 自主系統8.1 自主系統概述8.2 研究進展8.3 研究與技術轉化問題第3部分 應用第9章 航天器星座自治9.1 概述9.2 星座簡介9.3 星座的優點9.4 自治技術在星座中的應用9.5 空間星座中的智能體9.6 系統實現途徑第10章 空間任務中的群技術10.1 群技術簡介10.2 NASA群技術研究10.3 群技術的其他應用10.4 群任務中的自主能力10.5 群技術的軟件開發10.6 未來的群概念第11章 結束語11.1 採用自治及自主技術的驅動因素11.2 自治和自主系統的可靠性11.3 未來的任務11.4 未來NASA任務的自主和自治系統附錄A 姿態軌道確定與控制附錄B 運行場景與智能體的交互B.1 星載遠程智能體的交互場景B.2 天地對話場景B.3 地天對話場景B.4 航天器星座交互場景B.5 基於智能體的衛星星座控制場景B.6 場景附錄C 縮略語附錄D 術語參考文獻·

2.1.3科研計劃實施
科研計劃實施包含所有載荷的活動和工作，是與科學研究任務相關的工作。包括目標捕獲、科研儀器參數設定、科學儀器對目標的操作（例如，曝光時間的管理等）。
2.1.4科研支持活動實施
科研支持活動是指那些特定的用來保證科研觀測成功實施的工作，而不是指科研觀測本身，也不是指正常情況下為保持觀測條件而進行的位置保持。它們是指那些絕對的任務或科研儀器的特定工作，包括光學望遠鏡裝配標校和管理以及科研設備指向（例如調整指向點）。這些活動可以是根據當前科研內容需要立即實施的操作，也可以是與當前觀測不直接相關的后臺活動。雖然這些操作都在星上執行，但大多數都需要在地面完成計算后將結果以指令或注入數據的形式傳送給星上計算機使用。
2.1.5工程支持活動
工程支持活動是指那些為了保持觀測條件所進行的常規事務工作。實際的執行形式會由于航天器的不同而發生變化，但通常的范圍都包含在普通任務類型中（例如，地球同步軌道衛星的地球指向、近地衛星的天體指向等）。常規事務包含角動量卸載、數據存儲和管理、姿態與軌道確定或預測、姿態控制和軌道位置保持控制。這些活動可能因科研要求而立即執行，也可能與當前工作無關而按計劃執行。同樣的，雖然工作在星上完成，但是大多數計算都需要在地面完成后將結果以指令或注入數據的形式發送給星載計算機。
2.1.6下行鏈路數據捕獲
下行鏈路數據捕獲是一個相當直接和高度標準化的工作，地面系統功能將通過商業工具實現較為穩定的自動化。
2.1.7性能監視
航天器性能監視和健康／安全檢查主要是通過檢查遙測數據和衍生參數結果而實現，該功能由航天器和地面系統共同完成。重要的健康／安全檢查是星上的職責（特別是那些能夠觸發航天器進入安全模式的狀態）；而在過去地面系統，完成長期的和非實時的質量檢查，例如，硬件單元的趨勢、正確性分析以及更加普遍的性能因素分析（如總體觀測效率分析等）。
2.1.8故障診斷
術語“故障檢測與修復”（FDC）經常與航天器的健康／安全自主相關聯。這一術語傾向于隱藏程序中的一個重要邏輯步驟，這在過去由系統工程師負責。這一步驟主要基于可測量“現象”來分析問題發生的根本原因。