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[an error occurred while processing this directive]收稿日期: 2026-05-12
网络出版日期: 2026-08-20
AI-enbled Earth-moon Space PNT Technology System and Its Development Trend
Received date: 2026-05-12
Online published: 2026-08-20
地月空间任务正迈向长期驻留与资源开发阶段,对定位、导航与授时(Positioning,Navigation and Timing,PNT)技术的自主性、高精度与强韧性提出更高要求。针对现有技术碎片化、弹性设计不足等问题,研究结合国内外深空探测需求,梳理地月空间PNT挑战与人工智能(Artificial Intelligence,AI)赋能现状;从智能导航感知与多源数据融合、自适应智能决策与容错、天地月协同弹性架构三个维度构建智能PNT技术体系,明确核心路径与耦合机制;展望多模态大模型、边缘计算等发展趋势,提出相关发展建议。研究表明,智能技术的深度融合应用是地月空间弹性PNT体系发展的关键,所构建体系可为我国下一代综合PNT体系建设及月球科研站、载人登月等任务提供理论参考。
焦国强 , 苏珂 , 张立龙 , 葛玉龙 , 杨宇泽 , 单路路 . 人工智能赋能地月空间PNT技术体系与发展趋势[J]. 弹箭与制导学报, 2026 , 46(4) : 337 -352 . DOI: 10.15892/j.cnki.djzdxb.2026.04.001
As cislunar space missions transition from exploration to long-term habitation and resource development,there is an escalating demand for positioning,navigation and timing (PNT) technologies characterized by superior autonomy,high precision and robustness.To address the fragmented technologies and insufficient resilience in current systems,this paper first identifies four core challenges for cislunar space PNT:the uneven distribution of ground-based tracking,telemetry,and command (TT&C) infrastructure,the poor geometry and severe signal attenuation of GNSS space service volume (SSV),the low accuracy of celestial navigation,and the lack of a mature cislunar navigation constellation.A holistic intelligent PNT technical framework is constructed from three critical dimensions:(1) intelligent navigation perception and multi-source data fusion,(2) adaptive decision-making with fault tolerance,and (3) resilient earth-moon collaborative architecture.Furthermore,the core implementation paths and coupling mechanisms are clarified.The developement trends,including multimodal large models and edge computing,are also discusses,and the strategic recommendations for future development are proposed.Results demonstrate that this integrated architecture can provide mission-critical support for China’s next-generation comprehensive PNT systems,specifically catering to the high-reliability requirements of establishing a lunar research station and conducting the manned lunar landings.
| [1] |
强祺昌, 林宝军, 刘迎春, 等. 深空探测自主导航技术综述[J]. 导航与控制, 2023, 22(1):19-32.
|
| [2] |
马祥泰, 胡彦逢, 董绪荣. GNSS技术在GEO、IGSO航天器中的导航精度与适用性分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(6):1-8.
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
杨元喜, 杨诚, 任夏. PNT智能服务[J]. 测绘学报, 2021, 50(8):1006-1012.
|
| [8] |
刘经南, 罗亚荣, 郭迟, 等. PNT智能与智能PNT[J]. 测绘学报, 2022, 51(6):811-828.
|
| [9] |
|
| [10] |
|
| [11] |
|
| [12] |
崔志颖, 王猛, 王宇丰, 等. 基于HEO星座增强的地月空间北斗/GNSS定位性能分析[J]. 导航定位与授时, 2025, 12(6):42-57.
|
| [13] |
樊敏, 胡小工, 李海涛, 等. 月球探测器GNSS信号可见性分析改进方法及应用[J]. 航天器工程, 2022, 37(2):19-28.
|
| [14] |
赵欣, 由四海, 孙楠, 等. X射线脉冲星自主导航技术综述[J]. 探测与控制学报, 2025, 47(6):9-17.
|
| [15] |
张伟, 许俊, 黄庆龙, 等. 深空天文自主导航技术发展综述[J]. 飞控与探测, 2020, 3(4):8-16.
|
| [16] |
焦国强, 苏珂, 杨宇泽. 基于不同滤波方法的深远空间探测器X射线脉冲星导航性能分析[C]// 第四届北斗规模应用国际峰会论文集. 株洲: 国家发展改革委,2025:297-304.
|
| [17] |
|
| [18] |
李宗凌, 宋桂萍, 汪路元, 等. 巨型星座高效管理及智能应用关键技术研究[J]. 航天器工程, 2023, 32(1):1-7.
|
| [19] |
王贺, 李沐天, 郑伟, 等. 航天制造领域人工智能技术应用研究[J]. 人工智能, 2023(1):45-55.
|
| [20] |
张梓巍, 白玉星, 李晨曦. 全球导航卫星系统的发展综述[J]. 科技与创新, 2023(9):150-152.
|
| [21] |
王瑛, 严涛, 王磊. 空间智能导航技术发展现状与趋势分析[J]. 空间控制技术与应用, 2022, 48(5):9-17.
|
| [22] |
武珺, 王韵涵, 张祎莲, 等. 2022年国外导航卫星系统发展综述[J]. 国际太空, 2023(3):16-19.
|
| [23] |
苏珂, 吴忠望, 焦国强, 等. GPS导航战综述:进展与启示[J]. 全球定位系统, 2024, 49(6):127-134.
|
| [24] |
|
| [25] |
王晨旭, 熊智, 杨闯. 未知复杂环境下基于兴趣驱动的类脑自主导航技术[J]. 航空科学技术, 2024, 35(2):1-13.
|
| [26] |
|
| [27] |
|
| [28] |
|
| [29] |
王万玉, 张志强. 多站多星任务调度模型及求解[J]. 电讯技术, 2011, 51(4):1-6.
|
| [30] |
|
| [31] |
|
| [32] |
|
| [33] |
|
| [34] |
|
| [35] |
|
| [36] |
孙刚, 陈浩, 彭双, 等. 一种基于偏好MOEA的卫星地面站资源多目标优化算法[J]. 航空学报, 2021, 42(4):442-457.
|
| [37] |
|
| [38] |
陶孙杰, 宋竹. 一种测控数传一体化站网资源调度算法[J]. 电讯技术, 2018, 58(7):760-767.
|
| [39] |
宋世杰, 刘晓丽, 高朝晖, 等. 基于统计学习的卫星接收资源预规划方法[J]. 无线电工程, 2021, 51(1):32-37.
|
| [40] |
刘鹏飞, 王越, 刘新龙, 等. 矩阵计算下的双智能体地面站调度方法[J]. 航天工程大学学报, 2025, 2(3):97-103.
|
| [41] |
宋竹. 一种多天线地面站的设备级资源调度算法[J]. 电讯技术, 2024, 64(9):1420-1428.
|
| [42] |
|
| [43] |
乔鹏, 吕晓宁, 赵军锁, 等. 应用多星的空间目标跟踪定位算法[J]. 航天器工程, 2021, 30(5):9-15.
|
| [44] |
|
| [45] |
|
| [46] |
|
| [47] |
|
| [48] |
|
| [49] |
张立龙, 焦国强, 魏巍, 等. 地月空间多源数据融合导航定位技术综述:进展与启示[J]. 全球定位系统, 2026, 51(2):79-90.
|
| [50] |
|
| [51] |
|
| [52] |
|
| [53] |
|
| [54] |
|
| [55] |
左思琪, 朱建良, 沈凯, 等. 基于可观测度分析和增量因子图的多源融合导航方法[J]. 导航定位与授时, 2020, 7(6):22-29.
|
| [56] |
|
| [57] |
杨静雅, 齐彦丽, 周一青, 等. CNN-Transformer轻量级智能调制识别算法[J]. 西安电子科技大学学报, 2023, 50(3):40-49.
|
| [58] |
林雪原, 刘丽丽, 董云云, 等. 改进的GNSS/SINS组合导航系统自适应滤波算法[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2023, 48(1):127-134.
|
| [59] |
周苗, 屈辰, 向刚, 等. 基于迁移学习的航天器故障诊断方法综述[J]. 遥测遥控, 2025, 46(6):1-17.
|
| [60] |
|
| [61] |
|
| [62] |
|
| [63] |
李欣, 禹霁阳, 郝维宁, 等. 针对星载FPGA配置数据的高可靠存储设计[J]. 计算机测量与控制, 2020, 28(7):142-147.
|
| [64] |
|
| [65] |
|
| [66] |
|
| [67] |
|
| [68] |
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| [69] |
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| [76] |
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| [77] |
|
| [78] |
|
| [79] |
|
| [80] |
|
| [81] |
焦国强, 苏珂, 杨宇泽. 航天测控系统中的先进GNSS技术:机遇与挑战[J]. 无线电工程, 2025, 55(10):2006-2018.
|
| [82] |
李海涛, 樊敏, 焦国强, 等. 面向中国月球通导遥综合星座的测控分析[J]. 深空探测学报:中英文, 2025, 12(4):404-411.
|
| [83] |
杨元喜, 姚铮, 毛悦, 等. 星基弹性PNT体系设计及其关键技术[J]. 中国科学(地球科学), 2025, 55(3):686-698.
|
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