实验室概况

   ● 实验室简介
   ● 组织机构
   ● 历史沿革
   ● 学术委员会
   ● 实验室领导
   ● 规章制度
     
     
     
     
     
     
     

实验室简介

       中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室依托于中国科学院国家空间科学中心,是中国科学院2013年批准成立的院级重点实验室。

      1.主要研究方向

       主要研究方向是星上信息处理技术、分布式空间系统技术、复杂系统仿真技术。实验室面向复杂航天系统发展趋势和任务需求,致力于系统复杂性和紧耦合特性认知,开展与复杂航天系统紧耦合特性相适应的电子信息系统应用基础和关键技术研究;瞄准国家战略需求,开展空间科学、对地观测、深空探测等研究。

      2.重要研究成果

       实验室2013年成立至今,共承担科研项目300多项,发表论文400余篇,授权发明专利近100项。共获军队科技进步二等奖四项、三等奖1项,国防科学技术进步奖特等奖1项,中科院杰出科技成就奖两项,六部委联合颁发的探月工程嫦娥四号任务突出贡献单位,全国及国际性竞赛奖励8项。在载人航天空间站、探月工程、二代导航系列卫星、火星探测、高分卫星、空间科学先导专项系列卫星等国家重大任务中,实验室均承担了科研任务。

有效载荷总体技术

       空间中心作为我国月球与深空探测任务程以及空间科学先导工程有效载荷总体单位,牵头完成了嫦娥一号、二号、三号、四号科学载荷研制任务和实践十号微重力科学实验任务,目前正在组织进行嫦娥五号和首次火星探测任务科学有效载荷的研制工作。

       实验室作为有效载荷总体技术支撑部门,承担科学载荷系统体系架构设计、系统级功能和性能指标分解、集成测试与验证等任务。根据任务特点,载荷分系统设计面临极强的重量、体积、功耗等资源约束,实验室采用多种紧耦合系统设计方法,实现了多载荷系统的小型化、标准化和鲁棒化。在国家深空探测和空间科学领域确立了载荷总体单位的技术优势,培养了一支专业化总体技术管理人才队伍,获得了多项国家级奖项,为我国月球与深空探测和空间微重力科学领域的长足进步做出了重要贡献。

以"万户"芯片为核心的技术群和产品线

       面向日趋复杂的星务管理需求,实验室与中科院计算所龙芯团队合作开发了基于龙芯的抗辐照加固SOC—"万户"系列芯片,形成了以 "万户"系列芯片为核心的拥有自主知识产权的核心技术群和产品线。自2015年第一代"万户"芯片WH1770、WH1771首飞验证成功以来,已经在多个型号任务中实现批量应用。2018年完成了WH1770\ WH1771升级至SOI工艺的WH2770\ WH2771,性能和容量提升1倍以上。28nmSOI工艺的双核处理器最高主频1GHz的下一代产品WH3771正在论证,预计2020年开始实施。拥有1553B协议处理、Spacewire路由器、Spacewire RMAP终端、管脚分时复用、AD采集、OC控制、PWM控制、PPC、SRAM FPGA刷新、GPIO等IP核的知识产权,形成了基于万户系列芯片的星载计算机板、总线接口板、遥测终端板、大容量存储管理板的星上成熟产品。

空间科学任务论证支持系统

       是国内首个用于空间科学与探测任务概念阶段论证的支持系统。主要瞄准满足空间科学与探测任务在概念设计和立项论证阶段的需求,围绕科学家提出的科学探测目标,重点开展空间任务分析、卫星轨道设计与控制、空间环境分析、姿态分析、热环境分析、卫星选型与载荷布局设计、数据接收站选取与星地链路预算、运载需求分析等,在此基础上开展紧耦合空间任务总体方案设计。应用结果表明,在该系统上开展紧耦合空间任务论证,显著地缩短了论证周期,提高了紧耦合空间任务论证的效率和质量。

先进测量技术

       在航天器姿态测量方面,研制完成了纳型星敏感器和纳型数字太阳敏感器,突破了纳型结构与高精度测量融合技术,实现了产学研结合的全链条生态发展模式;在高精度定位技术方面,承担了空间科学背景型号-CHES微像素定位关键技术研究,使星像之间的定位精度达到微像素级别。研制完成微型微束调制X射线源、基于电磁透镜的大流强微焦斑X射线管和嵌套聚焦型X射线计时探测器,服务于X射线技术在脉冲星导航和X射线通信等战略性前沿领域的应用。

       在单光子探测技术方面,突破了单光子感光元件设计、阵列时间分辨读出电路等关键技术,研制了具有自主知识产权的阵列单光子探测器,为单光子成像奠定了技术基础。在单光子成像技术方面,在国际上首次实现单光子计数压缩感知成像,并搭建了单光子成像外场试验相机、单光子时间分辨成像光谱仪、单光子三维激光雷达、双波长温场成像等原理样机和实验系统,促进了单光子成像技术的实际应用。

空间分布式探测技术

       提出了非共面基线大视场成像算法、空间物理场立体探测、分布式被动微波高分辨对地观测等多项创新性探测机理与处理方法,其中线性编队与控制方案具有快速实现空间频率域覆盖、空间采样致密、成像质量高等突出的优点。

编队控制与协同探测技术

       突破了线性编队三维观测基线设计优化、小尺度立体探测编队分离部署与构型控制、星间测距、时间同步、通信一体化、星间相对姿态测量与协同控制等关键技术,成功应用于嫦娥四号中继星搭载月球轨道编队超长波天文观测微卫星任务中。

瞄准定量辐射的虚拟现实技术

       瞄准虚拟现实从视觉仿真向定量辐射延伸发展的技术趋势,提出了"数字靶场"概念,突破了基于高精度三维建模和全链路定量辐射计算等光学成像仿真关键技术,经星地同步比对试验验证,技术指标达到了国内领先水平。

深空节能轨道设计与自主导航技术

       在国内率先开展"星际超级公路"、借力飞行、太阳帆和小推力等技术研究,具有自主知识产权的多项软件在"嫦娥二号"拓展试验任务中得到验证,连续三届获得全国轨道设计竞赛冠军;地磁天文组合自主导航算法定位精度达到百米量级。

星上高可靠高性能并行处理技术

       攻克了面向复杂目标检测算法的星上实时并行处理芯片设计和面向多路海量图像数据处理的高性能实时处理系统设计难题,圆满完成了星载高性能高可靠长寿命信息处理载荷研制,在国家重大型号任务中得到在轨应用验证。

柔性碳纤维伸杆技术

       瞄准空间科学探测对轻量化伸杆的迫切需求,突破了柔性碳纤维伸杆结构设计及锁紧释放等多项关键技术,设计研制了轻型柔性碳纤维伸杆,并提出了基于PSD测量伸杆抖动进行传感器高精度姿态确定方法,各项性能指标满足应用要求。

    3.资源配置与条件保障

       实验室拥有面积约500平方米的空间任务论证大厅、有效载荷地面联试大厅、S波段自跟踪接收站等。拟建设新的有效载荷系统联试大厅,面积约2000平方米;拟建设空间科学卫星系列及有效载荷研制测试保障平台,新建有效载荷试验洁净间约4500平米,新增工艺设备投资3330万元;拟建设行星大气环境模拟实验平台,面积460多平方米,设备投资4200万元;拟建设基于信息融合的场景感知与增强现实仿真平台,设备投资1000万元。