近日，北京穿越者载人航天科技有限公司（以下简称：穿越者）联合浙江大学湖州研究院，成功研发了载人飞船智能飞控计算机，并完成了计算机与改进型预测-校正制导算法的软硬件匹配测试。该计算机将作为穿越者壹号（CYZ1）载人飞船的“智慧大脑”，让飞船在再入飞行中拥有毫秒级的响应能力，单次轨迹迭代收敛速度小于100毫秒，较传统参考轨迹方法制导精度提升超90%，引领我国商业载人飞船再入制导技术迈入智能飞控新时代。

穿越者壹号（CYZ1）载人飞船飞行控制计算机

技术突破：让飞船拥有“智能决策大脑”

目前国内外主流的飞船采用的再入制导方法一般包括参考轨迹法与数值预测-校正法。参考轨迹法通常分为离线轨迹规划和在线轨迹跟踪两部分，对飞船这类再入轨迹角较大的再入过程，参考轨迹法直接跟踪飞行器的状态量，如高度、速度和飞行路径角。

我国早期采用的是参考轨迹制导方法，返回再入方式为半弹道式。此类方法已经过十余次飞行任务的检验，可靠性高，在线计算量小。但由于其依赖飞行器的特定再入参考轨迹，对初始再入条件敏感，对再入过程中大气密度变化、风场干扰等适应能力不强，落点精度不高，且当飞行器自身特性变化、任务变化时均需要重新设计参考轨迹，多任务灵活性不足。

随着现代计算机运算能力的迅速发展，数值预测-校正逐步成为了飞船再入制导发展的主流。美国“猎户座”飞船在阿波罗飞船的基础上，引入数值预测-校正制导（Numeric Predictor Corrector，NPC）方法，并采用竞争融合的招标方式，在NASA的NSEG、洛克希德马丁的LMSG，以及Draper实验室的PredGuid竞标过程中，形成了以PredGuid为主体、吸收其余两种方案优点的制导方案。此方案弥补了阿波罗再入制导系统因采用了大量近似简化而带来的精度不足的问题。该类方法在“猎户座”飞船2014年高轨道再入飞行试验（EFT-1）及2022年Artemis-I无人环月再入返回飞行试验中得到了成功验证。

我国航天五院502所结合理论研究与工程实践，综合自适应航程预测、时变动态控制增益、基于特征模型的自适应控制、自适应双环制导方法、以及动态增益漏斗式横向制导方法，发展形成了全数字全系数自适应预测制导方法。此方法相对于参考轨迹法大大提高了再入过程中不确定性的适应能力，且所需计算量较小，进一步降低了预测-校正制导的应用门槛。该类方法先后在我国嫦娥系列探月飞行器、新一代载人飞船试验船及神舟飞船后续飞行任务中得到了成功应用，达到了非常高的制导精度。其中嫦娥六号飞行试验器的落点预报精度十几米、开伞点精度200多米、落地精度1.6千米，开伞点精度是目前国际上航天器月地返回的最高精度。

穿越者团队创新性地融合了国内外的优秀经验，通过双变量制导剖面、自抗扰控制、时变动态步长、预测式制导等技术，开发了改进型预测-校正制导算法，通过实时预测再入状态并动态修正轨迹，形成了载人飞船精确再入全流程飞行控制系统，这将极大地提升穿越者壹号（CYZ1）载人飞船的精准性和可靠性。穿越者创始人、CEO雷诗情表示：“这相当于给飞船装上了会‘自主思考’的控制系统，让飞船能自主智能决策，在剧烈气动干扰环境下实时计算最优路径，做到最精确的再入返回着陆。”

改进型预测-校正算法框图

软件升级：MBD开发提升效率

本次测试全程采用以数学模型为核心的Model-Based Design（MBD）系统开发模式，穿越者团队通过采用MBD方法开发了穿越者壹号（CYZ1）载人飞船再入飞行控制系统，直接从模型生成飞控级代码，实现开发过程所见即所得，极大地提高了研发效率。与传统手写代码设计方法相比，MBD具有快速验证与仿真、自动化代码生成、多学科协同设计、持续测试与验证、成本与风险控制、可重用性与扩展性、文档与可视化等显著优势。

再入飞行控制系统自动代码生成结果

通过MBD，穿越者团队在开发早期就能快速进行功能仿真和验证，及时发现并纠正逻辑错误，无需等待物理原型或硬件实现。同时，自动生成的高质量代码减少了人工编码错误，确保了代码与模型的一致性，符合行业标准，简化了安全认证流程。这种先进的开发方法为穿越者飞行控制系统的研发提供了坚实的技术支撑，在短时间内实现从控制系统设计到测试的高效转化。

穿越者壹号（CYZ1）载人飞船再入飞行控制系统执行过程

精准硬控：再入制导迈入智能新篇

穿越者壹号（CYZ1）载人飞船飞控计算机，作为此次技术突破的硬件担当，具有全隔离架构、传感器多冗余设计、高集成度等技术特征，全方位保障系统稳定可靠；计算机内部集成飞行控制、惯性导航、内嵌式大气数据采集、飞行参数记录等功能模块，一站式满足载人飞船再入全程的复杂控制需求；在抗干扰和电磁兼容方面进行了专项优化设计，更为其在严苛太空环境中的卓越表现增添关键砝码。值得一提的是，该飞控计算机已实现主控芯片国产化，整机国产化率85%，后续将稳步实现实现全国产化。

穿越者壹号（CYZ1）载人飞船飞控计算机在本次测试中展现出了强大的性能，验证了预测-校正在线轨迹快速生成技术，单次轨迹迭代收敛速度小于百毫秒，满足飞船飞行控制快速响应的需要，达到同行业先进水平。这意味着在实际飞行任务中，该计算机能够实时、准确地处理大量复杂数据，为飞船精确再入提供全程护航和可靠保障。

该飞控计算机试验的成功，为我国商业载人航天技术的发展注入了新动力。穿越者自主研发的预测-校正再入算法，为行业提供了一种更高效、更精准、更可靠的飞行控制解决方案。该算法将推动商业载人航天在落点精度、多任务适应性等方面迈向新高度。穿越者计划于2026年开展首次亚轨道无人飞行试验，届时该计算机将承担从船箭分离开始直到飞船着陆的飞行全程自主控制任务。

此次测试不仅是穿越者和浙江大学湖州研究院共建“载人飞船智能综合电子联合研发中心”的技术成果，更是我国商业载人航天技术创新的重要体现。穿越者正以“中国式创新”书写商业载人航天新范式，全力驱动商业载人航天开启智能飞控新时代。

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