何熊文, 陈朝基, 于登云, 赵康僆, 乔奕, 贾雨棽, 陈亮, 吕泽竞, 裴楠

摘要：面向“鹊桥”通导遥综合星座系统多航天器之间的通信需求，针对现有深空通信存在的时延长、链路中断频繁、协议不统一等难点，提出了由地面网、地轨网、月面网、月轨网、行星表面网和行星轨道网组成的一体化跨域网络拓扑架构以及融合国际空间数据系统咨询委员会（Consultative Committee for Space Data Systems，CCSDS）、欧洲空间标准化组织（European Cooperation for Space Standardization，ECSS）和互联网工程指导组（Internet Engineering Task Force，IETF）协议体系的分层网络协议架构以实现器间、器地和器内通信的统一协议配置。通过地月链路仿真实验表明，束协议（Bundle Protocol，BP）/利克莱德传输协议（Licklider Transmission Protocol，LTP）在高延迟、高丢包率的深空通信环境中有效吞吐量可达90%以上，显著优于传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）、基于用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）的低时延的互联网传输层协议（Quick UDP Internet Connection，QUIC）和CCSDS文件传输协议（CCSDS File Delivery Protocol，CFDP）。最后对架构设计与验证、网络信息服务、高可靠传送、智能高效路由等星座系统一体化组网的相关关键技术进行了展望。可为未来“鹊桥”星座系统的一体化网络构建提供技术支撑，具有重要的工程意义。

关键词：地月空间；"鹊桥"星座系统；一体化组网；拓扑架构；网络协议

吴耀南, 顾术实, 张钦宇, 何熊文, 陈朝基

摘要：针对地月超远距离通信环境下信道高动态、路径损耗大等因素导致的数据传输不可靠问题，利用“鹊桥”通导遥星座系统的在轨信息处理与多源数据融合能力，通过引入符号级转发策略和多源冗余共享机制，设计了异构数据融合分布式RaptorQ（Distributed RaptorQ，DRQ）编码传输机制，以提升图像数据传输的可靠性；采用分块循环解码算法，在保障强纠错性能的同时，与标准高斯消元解码算法相比降低了40%的计算复杂度。仿真结果表明，在典型地月空间通信场景下，与传统RS（Reed-Solomon）编码相比，所提的分布式RaptorQ方案在同等编码冗余可带来2 dB的编码增益；与传统中继存储转发方案相比，该方案可提升20%的解码成功率，进而可提高5 dB以上的图像峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio，PSNR），实现了地月空间多源图像数据的高可靠传输。

关键词："鹊桥"通导遥星座系统；地月中继通信；RaptorQ编码；图像传输；峰值信噪比

汪晓燕, 陈祥, 徐常志

摘要：针对“鹊桥”通导遥星座系统上行链路必须在各个脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，PPM）符号之间插入脉冲的保护时间（Inter-Symbol Guard Time，ISGT），以避免在极短时间间隔内连续发射两个相邻脉冲的情况，基于M PPM + P ISGT的帧结构且存在阻塞的情况下，光子计数检测利用已有帧格式的保护时间问题，提出了一种基于定时偏置估计的光通信同步方法，即ISGT定时估计法，以有效提取上行光信号帧结构所携带的定时统计信息，可实现上行光信号的时隙同步。该方法有效避免了采用导频信号同步而产生的额外占用数据带宽的情况，同时又消除或减少了地球影像和环境杂散光等噪声对上行光信号同步的影响。对该光通信同步方法进行了联合仿真，定时偏置的估计结果验证了ISGT定时估计法的可行性。可为“鹊桥”通导遥星座系统提供技术支持。

关键词：深空光通信；光子计数检测；定时同步

曹凯, 卫东华, 李海洋, 蔡晗, 梁宗闯, 向开恒

摘要：针对月球通信导航一体化系统（Lunar Communication and Navigation System，LCNS）星座设计与高精度轨道确定的关键技术挑战，提出一种融合多类轨道星座与地-月-星多源测控资源的联合定轨架构。基于月球轨道动力学特性，构建了包含月球圆轨道、大椭圆冻结轨道和近直线晕轨道的混合星座，以实现全月及重点区域的增强覆盖，并设计了地-月-星联合测控体系。建立了适用于该测控体系的状态方程与量测方程的统一数学模型。对比分析了纯地基、纯月基、地基-星间联合、月基-星间联合以及地-月-星间联合5种定轨模式，定量评估了相应的定轨精度。仿真结果表明，地-月-星间联合定轨模式显著优于传统模式，定轨精度可由纯地基模式的10 m级提升至厘米级，极大地提升了月球极区与背面任务的导航定位可靠性。可为未来LCNS的顶层设计、多模式定轨策略与测控资源优化提供了重要的理论依据和工程参考。

关键词：月球通导系统；星座设计；地-月-星间联合定轨；月面基站；精度评估

郭树人, 李罡, 董明, 王慧林, 杨军

摘要：重点分析了全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）地月空间导航服务、月球卫星导航以及月球时空基准的发展现状及方向，提出了面向地月空间服务的近地空间、地月转移、近月空间导航系统以及月球时空基准发展构想，并提出了加强地月导航系统关键技术研究和体系化在轨验证、实现地月导航系统互联及时空基准溯源统一、加强导航和通信等多功能一体化设计、“先区域、后全月”分步建立月球空间基础设施的发展建议。

关键词：地月空间；月球探测；导航定位授时；时空基准；导航通信融合

李珍妮, 陈立基, 李茂登, 陈旗鸣, 何熊文, 陈朝基, 谢胜利

摘要：基于在可见星数受限的场景下，观测信息的有限性与观测方程的病态性严重制约着最小二乘法的定位解算精度的问题，面向未来“鹊桥”通导遥星座系统，提出一种融合卫星时空信息的最小二乘定位优化方法，以增强定位解算能力。通过构建融合多历元伪距观测时序信息的辅助方程，结合基于恒速运动模型的动态加权策略，有效利用历史观测，改善动态场景下信息不足的问题；并引入多历元星间间距信息，构建几何辅助约束，抑制观测方程病态性；采用双向滤波算法优化解算结果，提升解算稳定性。利用基于平台生成的“鹊桥”通导遥星座系统卫星轨道数据开展仿真验证，结果表明在定轨误差为10 m、历史历元长度为19的条件下，融合多历元伪距观测信息与星间间距信息并采用双向滤波平滑，可实现7.03 ± 2.50 m的定位精度，相较无任何辅助信息与平滑处理的传统最小二乘法，定位误差降低88.26%，标准差降低96.14%，为宇航员月面作业所需的高精度定位导航服务提供技术支撑。

关键词：月轨卫星定位；最小二乘法；多历元观测数据融合；星间间距约束；双向滤波算法

方海燕, 刘益君, 李小平, 赵取同, 张力, 何熊文, 陈朝基, 钟兆丰

摘要：针对地月空间航天器高精度导航对地面测控依赖强等问题，提出一种融合X射线脉冲星与“鹊桥”星座信息的高精度导航方法。通过耦合X射线脉冲星观测数据与“鹊桥”通导遥星座提供的航天器测距信息，结合地月空间轨道动力学模型，构建了“鹊桥”星座-脉冲星联合导航观测模型，分析了环月轨道与地月L1平动点Halo轨道的导航精度。仿真结果表明，与传统X射线脉冲星导航（X-ray Pulsar-based NAVigation，XPNAV）相比，两种轨道的位置精度分别由1.73 km、2.10 km提升至187 m、236 m，分别提升了90.11%、88.73%。所提的联合导航方法显著提升了导航定位性能，可为地月空间资源开发等任务的导航应用提供理论参考与技术支撑。

关键词：“鹊桥”通导遥星座；X射线脉冲星导航；地月空间导航

李海涛, 樊敏, 焦国强, 辛晓生

摘要：针对中国未来将构建服务于地月空间用户的月球通导遥综合星座的测控通信需求，全面剖析了地基测定轨、全球卫星定位系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）漏信号定轨、“北斗”星间链路定轨、LiAISON（Linked Autonomous Interplanetary Satellite Orbit Navigation）自主定轨、地面辅助GNSS定轨及月球激光测距定轨等多种测定轨技术的精度及其对月球通导遥综合星座的适用性，分析了直接对地Ka频段/激光通信、地球中继Ka频段/激光转发通信等通信手段用于支持月球通导遥综合星座自身测控的可行性。由此设计出用于支持中国月球通导遥综合星座自身测控通信的技术手段，为中国月球通导遥综合星座的测控通信系统设计和实现提供技术支持。

关键词：地基测量；GNSS漏信号；月球激光测距；Ka频段通信；地月激光通信

刘莹, 刘鹏, 赵靓, 刘忠良, 韩洪波, 吴贻伟, 李欣阳, 梁宗闯, 李鸿飞, 向开恒

摘要：面向星座与用户超大空间尺度分布、通导遥异构业务深度融合与服务质量管理等全新挑战，提出一种“地月协同-国际联合”的运行控制与运营管理体系架构。针对星地管控时延大、多业务资源竞争冲突、国际异构系统协同难等核心问题，构建了融合星座控制、网络管理、资源调度、数据治理与业务服务的一体化功能框架，并建立贯穿地基运控、星地协同与月基智能响应的多层次运行模式。在此基础上，设计了以“采集-能力-支撑-应用-服务”为核心的5层系统技术架构，以支持功能模块与能力服务的灵活复用与高效集成。可为中国后续月球及深空探测任务的通导遥系统建设与高效可靠管控提供理论依据与工程实现路径，推动地月空间信息基础设施向智能、开放与商业化的方向发展。

关键词： "鹊桥"星座；地月协同；运行控制；网络管理

陈朝基, 程渤, 张同光, 何熊文, 訚耀保

摘要：针对“鹊桥”星座系统超大时空尺度、极端空间环境和星载资源严重受限的特点，以及异构功能融合与资源协同调度、链路断续连接下的智能自主运行和卫星之间互联互通与弹性组网等挑战，从总体架构、硬件架构、软件架构和协议架构4个层面提出了一种基于多集群协同认知的星座信息系统架构，以“感知-决策-执行”闭环为核心，将实现星座系统的自适应拓扑管理、多源数据融合和自主运行，有效提升地月空间信息交互与智能协同能力，为未来“鹊桥”通导遥综合星座信息系统的设计提供参考。

关键词：地月空间；"鹊桥"通导遥综合星座；信息系统；资源虚拟化；多集群协同认知

张科备, 关轶峰, 尹欣然, 胡少春, 雷拥军

摘要：从“自主轨道确定、星座构型维持、高精度轨道控制、姿态指向控制、角动量管理”等方面对星座系统姿轨控技术研究现状进行综述，分析现有姿轨控技术应用在“鹊桥”通导遥星座系统存在的技术挑战，并根据星座系统可能的任务实施需求，提出姿轨控技术未来研究的发展趋势及姿轨控系统部组件研制的建议。

关键词： "鹊桥"通导遥星座；自主轨道确定；星座构型维持；姿态指向控制；角动量管理

韩思远, 任俊杰, 高磊, 周国栋, 郭冠如, 谭伟, 何熊文, 黄磊, 姚秀娟, 张婷

摘要：针对世界各国地月空间航天活动的增加和无线电业务的拓展，伴随着频率资源日趋紧张的问题，面向未来需求、继承频率资源、考虑新的划分、适应国际竞争、支持国际兼容等需求，分析了频率发展态势，提出了满足测控、通信、导航、遥感等多业务需求，按照符合电联规则并相互兼容，利于频率协调设计的思路，指导工程频率设计论证和申报储备，为中国深空探测前瞻性顶层设计提供支持。

关键词：地月空间；星座；频率；国际电联；策略