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专题主编:刘垚圻
博士,中国科学院计算技术研究所副研究员,主要从事计算机体系结构、天基容错计算、通导遥算一体化等领域研究工作,荣获“6G星辰青年科学家”,入选计算所“新百星计划”,现任中国计算机学会容错计算专委副秘书长,中国通信学会数字孪生与系统仿真专委会首届委员。牵头或作为执行负责人参加中国科学院战略先导A、科技部重点研发、科技委基础加强重点项目等10余项,发表学术论文30余篇,授权专利50余项,深度参与我国多套空天系统论证、标准设计与装备研制。
专题编委:代健美
博士,航天工程大学副教授、硕士生导师,中国通信学会和指挥与控制学会高级会员,中国电子学会会员,美国奥本大学访问学者,主要从事天基信息智能传输等领域研究工作,主持和参与国家自然科学基金等项目20余项,在重要国际期刊和学术会议发表论文40余篇,授权发明专利及软件著作权20余项,出版专著及教材6部。
专题编委:贺金平
博士,北京空间机电研究所研究员,主要从事新型光学成像系统、超分辨率成像技术等领域研究工作,担任中国仪器仪表学会光机电技术与系统集成分会第三届理事会理事,中国光学学会光电技术专业委员会第八届委员会委员。曾任多个项目的技术负责人,已发表论文20余篇,授权专利10余项。
专题编委:李鹤
博士,东南大学教授、博士生导师,主要从事异构智能计算与量子信息处理等领域研究工作,入选国家高层次青年人才计划、中国科协青年人才托举工程。现任中国计算机学会量子计算专委会、集成电路设计专委会执行委员。主持/参与国家、江苏省自然科学基金、国家电网科技项目、江苏省应用数学科学中心项目等,在集成电路设计、量子计算领域发表论文50余篇,担任多个中国计算机学会 A/B类国际旗舰会议TPC委员。
专题编委:裴颂伟
博士,北京邮电大学副教授、博士生导师,主要从事人工智能、计算机视觉、计算机体系结构及空天计算等领域研究工作。主持国家自然科学基金等各类项目10余项,在国内外知名期刊和会议上发表数十篇学术论文,长期担任多个国内外重要期刊和会议审稿人。
专题编委:张佳鑫
博士,北京邮电大学长聘副教授、博士生导师,北京邮电大学青年教学名师、信息与通信工程学院数智教育中心副主任,研究方向为空天信息融合网络、算力网络与智慧社区等。主持并参与多项国家自然科学基金、国家重点研发计划项目,发表SCI/EI论文50余篇,授权发明专利10余项,获麒麟科学技术奖、北京市优秀青年人才、北京青年五四奖章、IEEE WCSP 10-Year Anniversary Excellent Paper 等荣誉。
专题编委:周笛
博士,西安电子科技大学教授、硕士生导师,主要从事天地一体化巨星座系统体系架构与资源管控关键技术、网络性能评估、空间信息网络任务规划等领域研究工作,入选国家高层次青年人才计划、全球前2%顶尖科学家榜单、中国科协青年人才托举工程等。主持/参与国家科技部重点研发项目、国家自然科学基金面上项目等各类项目多项,在IEEE等期刊会议上发表论文60余篇,申请/授权国家发明专利30余项,担任Journal of Information and Intelligence青年编委,近5年出版专著2部。
商业航天与低空经济作为新质生产力的重要组成,正加速推动空天产业的转型升级。随着空天信息技术的快速演进和人工智能的深度融合,空天智能(AI for Space/Air)正迎来革命性突破。空天智能作为多学科交叉前沿领域,深度融合航天工程、人工智能、大数据、物联网等关键技术。当前,低轨卫星星座、高空平台与无人机集群等多种空天节点正与地面网络的深度融合,形成了“空-天-地”智能互联体系,通过多维感知、协同自治与边缘计算的结合,不仅支撑了国防安全、智慧城市、应急通信、全球气候变化监测等关键应用,也为超高精度遥感与数字孪生等前沿场景奠定了坚实的技术基础。
然而,这些技术仍存在诸多挑战。不同节点移动速度不同、算力水平存在较大差异,使得实时通信的稳定性与连续覆盖面临巨大挑战。同时,复杂电磁辐射等环境下频繁的干扰与安全威胁,严重影响了多节点协同与可靠数据传输。因此,亟需在空天智能的理论研究、基础器件设计、可靠电路系统设计、网络架构研究、跨层优化与AI驱动算法研究等方面实现创新突破。
为了全面展示空天智能与应用及其相关领域的最新研究与实践成果,拓宽研究视野,促进学术进步,并推动技术成果的有效应用,特策划并出版了本专题。
本专题征稿得到了广大作者的积极响应。经严格评审,我们从数十篇应征来稿中择优录用12篇,其中6篇为基金资助项目产出论文。专题聚焦空天智能的基础理论、关键技术及领域应用,汇聚了科研院所、高校以及校企合作研究成果,既有总体研究也有应用设计,既有理论探讨也有工程实践,内容丰富,参考性强。
国网信息通信产业集团有限公司吴庆等人的《电力低轨卫星通信专网架构设计、建设与运营》一文,结合低轨卫星通信特征以及电网业务实际需求,提出电力低轨卫星通信专网顶层 架构、建设方式和运营模式,形成“低 轨卫星+电力业务”“骨干网+接入网”深度融合的专网建设应用方案,提供广域、灵活、经济、安全、可靠的电网通信。
中国电子科技集团公司第五十四研究所孟景涛等人的《随遇接入测控中多星接入与运行管理技术》一文,围绕地基随遇接入测控系统的多星同时接入与管理需求,通过构建物理层与任务管理层协同的系统架构,突破了返向波束全时空波束覆盖、多址信号快速捕获、分布式一体化监控与调度等关键技术,实现了多星同时接入、多任务资源调度及快速响应运行管理。
航天工程大学李宇轩等人的《时延敏感的遥感卫星计算卸载与资源协同优化方法》一文,针对低地球轨道遥感卫星资源受限与遥感数据高时效性需求之间的矛盾,提出一种基于两阶段优化的分布式协同计算卸载方法,能够将任务处理时延降低34%,系统能耗减少12%。
北京邮电大学沈洁等人的《增量学习的低轨卫星动态在线调整识别方法》一文,针对低轨卫星网络拓扑高动态性与传统固定模型适应性不足的问题,提出了一种融合深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)与增量进化策略的动态在线调整方法,在星间链路切换率达每秒2次的高动态场景下,识别准确率较传统DRL提升22%,调整时延降低45%,网络吞吐量稳定性提升30%。
中国星网网络应用研究院有限公司黄锐等人的《面向空地互联的卫星互联网带宽资源弹性调度》一文,提出一种基于低轨卫星与地面云中心融合的带宽协同调度方案,通过任务优先级机制和拉格朗日乘子算法实现了资源的高效配置,在降低带宽成本的同时有效保障了关键业务的服务质量。
西南电子技术研究所刘墨添等人的《基于DRL的LEO卫星波束调度与资源协同优化方法》一文,针对多波束LEO卫星通信系统中动态干扰抑制、频谱效率提升及频繁切换导致的性能瓶颈问题,提出了一种基于深度强化学习的时空频多维资源协同优化方法,为空天地一体化网络中动态资源调度提供了高适应性解决方案。
西南电子技术研究所李欢等人的《基于最大概率的卫星算力网路由算法设计》一文,针对低轨卫星算力网络中路由设计的动态性与随机性问题,提出了一种基于最大概率的确定性需求保障路由算法,在算力任务传输中表现优异(平均端到端时延降低18%,平均往返时延降低29.35%)。
国防科技大学陈鑫琦等人的《面向空地协同边缘计算的时延优化方法》一文,针对战场环境下无人机辅助地面无人车执行目标检测推理任务时时延大的问题,设计了空地协同的时延优化边缘计算框架,提出了一种联合优化算法,能够将系统总时延平均降低17.16%~ 46.26%。
重庆邮电大学王正强等人的《一种UAV辅助的通感与无线充能一体化系统资源分配方法》一文,为了保证地面通信用户能量受限场景下无人机辅助的通 信、感知与无线充能一体化 (Integrated Sensing,Communication and Power Transfer,ISCPT) 系统的感知和通信性能,并使地面通信用户具有足够的通信能量,提出了一种基于块坐标下降方法的通信资源优化算法,相比于传统的通信感知一体化系统,使得ISCPT系统通信吞吐量提升了8%。
河北省科学院地理科学研究所王钦艺等人的《面向卫星遥感数据车辆识别的改进YOLOv9算法》一文,针对基于卫星遥感数据的车辆检测模型构建中小目标检测难、模型鲁棒性差等问题,设计了一种基于YOLOv9e的改进模型YOLOv9-Car,在平均精度、准确率和召回率方面分别提升了7. 1%、10.3%和8.1%,为基于卫星遥感的车辆目标检测场景应用提供了模型改进思路。
哈尔滨工业大学向彦菲等人的《基于日地L1点微卫星的近地小天体探测方法》一文,针对日地L1点微卫星平台的系统性观测仿真与处理方法研究仍对缺乏的现状,提出了一套完整的日地L1点微卫星近地小行星探测方法,为持续监测特定天区提供了新的、灵活的视角。
中国电信股份有限公司研究院王骞然等人的《星地融合网络安全挑战与关键技术》一文,在星地融合网络安全亟待提升的背景下,总结了星地融合网络架构及其组网研究重点,系统地分析了星地融合网络面临用户认证、数据跨域传输及网络管理与运维等多维度的风险,探讨了新兴技术如何解决星地融合网络中的安全问题及其未来的发展方向。
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