摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，人工智能在我国发展十分迅速，人工智能技术被各主要强国视为“改变游戏规则”的尖端技术之一，有望提升航天装备可靠性、快速性和自主性，从而产生颠覆性影响。简要分析了人工智能的技术发展态势及其在航天装备中的应用态势。建立了人工智能在航天装备领域应用体系，并在此基础上，按照进入太空、利用太空和控制太空的维度，从运载火箭、卫星通信、卫星遥感、卫星导航、载人飞船、太空态势感知等方面，深入分析了人工智能在航天装备领域的应用场景。最后，归纳了人工智能在航天装备领域应用的趋势。为我国发展人工智能技术在航天装备领域的应用提供参考。

关键词：人工智能技术；航天装备；领域；应用；探讨

引言

人工智能、专家系统、神经网络和机器人技术广泛应用于航空航天领域。为了有效发挥出巨大空间资源的作用和能力，让人类能在地球以外的地方生存，航天科技公司应针对人工智能技术、系统等展开深度钻研。这些系统的开发将导致可重新配置的耐锗航空运输系统以及自动化飞行和空中交通管理系统。为了实现这些目标，空间技术和人工智能技术必须有机地结合在一起。美国和欧洲已经开展了这方面的研究工作。在美国，一些著名的公司和大学，如麦道、波音、麻省理工等，已经重点开始研究人工智能专家系统技术在航空航天领域的应用途径和价值。欧洲继此之后也开始了类似的工作，并加大了资金、人力等投入力度。可以说，飞机和航天器制造商一直是人工智能和专家系统技术的大师之一，并在这些领域开展了国际合作项目。本文论述了人工智能技术在航空航天领域的应用，对我国航天工业引进人工智能技术具有一定的借鉴作用。

1航天领域人工智能分级标准及定义

目前，学术界和产业界均未对航天领域人工智能应用提出相应的划分标准。本文从体系、系统、分系统等层次提出了初步的分级标准，如表１所示，主要划分为４个等级，分别为无人工智能、分系统程控化、单星系统智能化和体系智能化，具体定义如下：（１）无人工智能。按照任务目标，设计、研发和构建卫星系统，由人工按照既定清单和任务指令完成系统任务。（２）分系统程控化。按照任务目标，设计、研发和构建卫星系统，在部分模块、产品、分系统层面使用程控化、自动化等技术，完成一些规律性、重复性的工作，减少人工参与造成的失误。（３）单星系统智能化。单星系统能够根据需要对卫星系统的功能、性能进行有条件的调整和优化，地面实现全程无人参与，天地自主协同。（４）体系智能化。航天体系具备从任务给定到结果输出全程无人参与，能够实现天地智能协同、天基资源智能调配，适应突发情形自主判断、决策，最终达到优于人工参与或不亚于人工参与的能力。

2人工智能技术在航天装备领域应用探讨

2.1智能评审系统

航天质量管理的评审通常指一部分专家对技术报告进行评议和审查，进而对技术或产品进行质量把关的过程，一般采取会议的形式。依托人工智能技术，以标准/规范、专业领域知识和已有的评审记录（评审记录一般包括会议记录、专家意见、意见答复情况、评审报告、参会人员信息等）为学习资料构建评审系统。智能评审系统分为初级阶段和高级阶段。初级阶段，智能评审系统实现对报告的文章结构、标准符合性等常见或低级错误初步筛查，经过修改完善后再提交会议评审。通过系统初检可以避免部分错误带入评审会场，提高报告质量，也能提升会议效率和效果。

2.2卫星导航系统的频谱监测和威胁探测

人工智能在导航系统的应用集中体现在对导航频谱信号的监测，以及对干扰欺骗威胁的高效应对。使用人工智能的优化全球卫星导航系统（globalnavigationsatellitesystem，GNSS）频谱监测网络的区块盒（Block-box）项目是欧空局导航创新与支持计划（navigationinnovationandsupportprogram，NAVISP）下的子项目，基于GNSS频谱采样器，利用人工智能和机器学习技术监测和清除信号，其具备调谐、监控和实时信号处理功能，并基于人工智能算法检测和分类信号，检测系统异常和干扰。该项目主要任务包括基于人工智能的先进信号监测和清除技术；明确用例、环境和业务概念；设计、开发和制作区块盒的模型和软件算法；验证和演示基本功能性能。此外，美国陆军授予诺斯罗谱·格鲁曼公司研发合同，利用人工智能和机器学习开发GPS威胁探测软件，在对抗战场环境下应对导航系统干扰和欺骗威胁。该软件将部署到各种软件定义无线电和其他类型嵌入式系统上，可快速检测传统上很难观测到的低功耗GPS威胁并对其进行分类。目前该技术已在美国陆军地面车辆上进行了现场演示，展示了威胁检测方面的重大改进。这种GPS威胁探测软件扫描射频信号环境，使用机器学习在海量数据中搜索威胁特征。

2.3无人驾驶宇宙飞船

当前，一些欧洲国家的航天局正在全力研究其他类型的人工智能航天器该新型航天器在就将来能实现自由飞行、参与重要决策，逐渐代替航天员探索太空。开普勒号货运飞船预计于未来顺利发射圭亚那火箭。同时，这项智能航天器的研究和利用，能促进其他航天智能控制系统的完善和优化，能够用于自学习、确认目标和自主优化和执行航天器飞行的任务，以及进行自我诊断维护管理，以适应不断快速变化发展的地球外层空间环境。该人工智能系统还可以帮助评估掌握比一般高级智能人类工程师掌握多得多了的信息，它将可以自动预测各种可能已经出现过的复杂问题，并通过快速计算决定如何正确处理解决这些问题，从而实现真正的无人航天器。

结语

当前，各航天强国为抢占航天制高点都在推出人工智能在航天领域应用的强有力政策，政策机遇和技术挑战并存。针对我国当前航天领域人工智能研究较为零散，系统性不够，对智能航天体系认识不充分等问题，本文从顶层设计出发，研究提出智能航天体系框架，构建“ＡＩ＋航天系统”综合体系，全面系统梳理了智能航天发展的能力需求与重点方向，可为提前布局智能航天基础设施、算法、体系和应用等各层次的研究，推动智能航天发展提供参考。

参考文献：

[1]王彬，李海岩，王玉林.未来空天领域中的人工智能技术展望[J].指挥与控制学报，2020，6（04）：349-355.

[2]黄旭星，李爽，杨彬，孙盼，刘学文，刘新彦.人工智能在航天器制导与控制中的应用综述[J].航空学报，2021，42（04）：106-121.