航天器GNC標準體系建設(shè)
——原理方法與實踐

王佐偉 呂楠 張瀾 陳奧 張世俊 何剛

（北京控制工程研究所， 北京， 100190）

航天器制導(dǎo)導(dǎo)航與控制 （GNC， Guidance Navigation and Control） 系統(tǒng)的功能是完成航天器姿態(tài)和軌道參數(shù)的確定， 引導(dǎo)航天器按照預(yù)定軌道或瞄準預(yù)定目標進行運動， 并根據(jù)任務(wù)需求對航天器的姿態(tài)及軌道運動進行控制。 從任務(wù)劃分來看， 航天器GNC 系統(tǒng)的功能主要包括： 姿態(tài)確定、 軌道確定、 軌道制導(dǎo)、 姿態(tài)控制、 軌道控制等， 對于在軌服務(wù)航天器等還涉及相對位姿測量與控制、 運動感知與末端操作控制等[1-3]。GNC 技術(shù)復(fù)雜、 涉及面廣， 在航天器技術(shù)領(lǐng)域中具有重要地位[4]。

伴隨著我國航天器GNC 技術(shù)的發(fā)展， GNC 相關(guān)的標準也在不斷豐富。 這些標準對我國航天器GNC 系統(tǒng)的研制與應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。 同時，隨著相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展以及任務(wù)需求的不斷提升， 現(xiàn)有GNC 標準體系的一些問題也逐漸暴露出來。 GNC 領(lǐng)域技術(shù)標準數(shù)量大、 種類多、 關(guān)聯(lián)程度高， GNC 標準體系建設(shè)、 實施和維護的難度都比較大。 如何在新形勢下， 打造一個覆蓋全面、整體優(yōu)化、 適用性強、 指引性突出的GNC 標準體系， 已成為業(yè)界關(guān)注的一個突出問題。

本文在回顧我國航天器GNC 標準化工作成就的基礎(chǔ)上， 對航天器GNC 標準體系的意義和作用進行分析， 提出我國航天器GNC 標準體系的建設(shè)思路， 重點針對GNC 標準體系框架設(shè)計相關(guān)問題進行探討， 給出框架層次劃分、 維度構(gòu)建、 分類優(yōu)化等指導(dǎo)原則和具體方法。 最后介紹了航天科技集團公司GNC 標準專業(yè)組一年多來的實踐成果。

1 我國航天器GNC 技術(shù)及其標準化工作發(fā)展回顧

總體而言， 標準化與科技進步之間是相互促進、 協(xié)同發(fā)展的關(guān)系[5]。 航天器研制是高技術(shù)和高風(fēng)險相伴的系統(tǒng)化工程活動， 集中體現(xiàn)了技術(shù)開發(fā)與標準化工作的相輔相成[6-7]。 一方面，航天器GNC 系統(tǒng)開發(fā)過程中形成的設(shè)計、 試驗、流程管理等經(jīng)驗和方法， 經(jīng)過總結(jié)、 歸納、 提煉和固化， 為相關(guān)標準的制定積累了豐富的素材；另一方面， 各級各類標準， 為航天器GNC 系統(tǒng)型號研制和技術(shù)開發(fā)提供了系統(tǒng)性指導(dǎo)， 發(fā)揮了規(guī)范和保障作用。 限于篇幅， 這里所說的航天器系指空間飛行器， 不含導(dǎo)彈和運載器。

a） 探索階段

20 世紀70 年代， 這是我國航天器 GNC 技術(shù)初創(chuàng)時期， 工程上偏重于摸索和嘗試。 1970 年4月， 我國第一顆人造衛(wèi)星 “東方紅一號” 成功入軌， 實現(xiàn)了我國航天器零的突破。 該衛(wèi)星上的紅外地平儀開啟了我國空間GNC 產(chǎn)品研制的先河。1975 年 11 月， 我國第一顆返回式衛(wèi)星成功入軌。 該衛(wèi)星具有完整的控制系統(tǒng)， 實現(xiàn)了主動式三軸穩(wěn)定控制和返回調(diào)姿控制， 標志著我國航天器GNC 技術(shù)的創(chuàng)立。

隨著航天器GNC 技術(shù)的創(chuàng)立和發(fā)展， 部分技術(shù)具備了形成標準的基本條件。 但這一階段GNC 領(lǐng)域尚未制定真正意義上的技術(shù)標準， 對標準化的需求也不明顯。

b） 起步階段

20 世紀80 年代， 我國航天器GNC 技術(shù)全面起步， 向系統(tǒng)化、 專業(yè)化方向邁進。 1984 年 4月， 東方紅—2 通信衛(wèi)星發(fā)射成功； 1988 年 3月， 性能增強的東方紅—2A 通信衛(wèi)星發(fā)射成功。東方紅—2/2A 采用雙自旋穩(wěn)定姿態(tài)控制方式，軌道控制技術(shù)也取得了重要突破。 這一時期， 我國還發(fā)射了多顆返回式衛(wèi)星， GNC 技術(shù)水平不斷提升， 躋身世界先進行列。 隨著首臺太陽敏感器、 首臺星載計算機、 首臺陀螺儀的在軌應(yīng)用，航天器GNC 單機產(chǎn)品體系逐步建立。

這一時期， 我國航天器GNC 領(lǐng)域的標準化工作起步， 零星制定了若干技術(shù)標準， 如航天行業(yè)標準 《計算機自動測量和控制機箱中的多重控制器》 《衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)試驗規(guī)程》 《衛(wèi)星控制系統(tǒng)研制程序》 《衛(wèi)星控制系統(tǒng)方案設(shè)計規(guī)范》國家軍用標準 《速率積分陀螺儀通用規(guī)范》 等。這些標準雖然數(shù)量不多， 但對于固化經(jīng)驗、 規(guī)范型號研制還是發(fā)揮了很好的作用。

c） 全面發(fā)展階段

20 世紀90 年代， 我國航天器GNC 技術(shù)對標國際， 低軌衛(wèi)星姿軌控技術(shù)、 高軌衛(wèi)星姿軌控技術(shù)、 載人航天器GNC 技術(shù)三大領(lǐng)域全面發(fā)展。其中， 低軌姿軌控技術(shù)的標志性成果是1999 年10 月發(fā)射的資源一號01 衛(wèi)星， 高軌衛(wèi)星姿軌控技術(shù)的標志性成果是1997 年5 月發(fā)射的東方紅三號02 衛(wèi)星。 這2 顆衛(wèi)星采用了基于長期角動量管理的三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制、 面向長壽命連續(xù)工作的故障診斷與隔離、 模塊級交叉重組等新技術(shù)， 引領(lǐng)我國航天器GNC 技術(shù)邁上了新臺階。1999 年11 月發(fā)射的神舟一號飛船， 突破了半彈道升力式返回GNC 技術(shù)， 首臺動量輪、 首臺太陽帆板驅(qū)動機構(gòu)等產(chǎn)品獲得在軌應(yīng)用， 標志著航天器GNC 單機產(chǎn)品體系基本完善。

這一時期， GNC 領(lǐng)域技術(shù)標準作為型號知識系統(tǒng)性固化傳承的重要手段逐漸引起科研人員的重視， 涉及范圍不斷擴大。 例如， 仿真技術(shù)作為GNC 領(lǐng)域的重要支撐技術(shù)獲得了廣泛重視， 制定了國家軍用標準 《衛(wèi)星控制系統(tǒng)仿真試驗方法》 和航天行業(yè)標準 《控制系統(tǒng)仿真術(shù)語》 等多項標準。 此外， GNC 標準的分類也更加細化。例如， 基于控制方式劃分的雙自旋穩(wěn)定控制和三軸穩(wěn)定控制得到顯著區(qū)分， 形成了航天行業(yè)標準《三軸穩(wěn)定衛(wèi)星控制系統(tǒng)測試方法》 和企業(yè)標準《雙自旋穩(wěn)定衛(wèi)星控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、 國家軍用標準 《雙自旋衛(wèi)星天線消旋分系統(tǒng)通用規(guī)范》 等不同類別的細化標準。

d） 正規(guī)化發(fā)展階段

21 世紀初到2015 年左右， 我國航天器GNC技術(shù)取得長足進步， 系統(tǒng)及單機產(chǎn)品的技術(shù)指標及質(zhì)量穩(wěn)定性穩(wěn)步提升， 部分技術(shù)和細分領(lǐng)域取得重大突破。 2011 年11 月， 神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器實現(xiàn)在軌交會對接， 航天器GNC 技術(shù)由衛(wèi)星指向、 軌道調(diào)整控制， 向返回再入GNC 控制、 飛行器間相對控制方向發(fā)展。2013 年 12 月， 嫦娥三號月球探測器成功發(fā)射，標志著GNC 技術(shù)由近地空間控制， 向地外天體著陸、 巡視控制方向發(fā)展。 交會對接敏感器、 單框架控制力矩陀螺、 導(dǎo)航避障相機等新一代GNC 單機獲得在軌應(yīng)用， 大幅拓寬了GNC 單機的領(lǐng)域?qū)挾取?/p>

這一時期， GNC 領(lǐng)域標準體系基本形成， 標準化建設(shè)成效顯著。 在GNC 標準體系建設(shè)中，以目標和問題為雙重導(dǎo)向， 內(nèi)容涵蓋了GNC 相關(guān)的項目管理、 產(chǎn)品保證、 關(guān)鍵技術(shù)、 通用產(chǎn)品和基礎(chǔ)條件等。 航天科技五院、 八院等院級GNC 標準體系基本建成。 就型號領(lǐng)域而言， 全面囊括了返回式衛(wèi)星、 導(dǎo)航衛(wèi)星、 載人航天、 深空探測乃至空間機器人等新興領(lǐng)域。 但是， GNC標準滯后于GNC 技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)象仍然比較突出。例如， 這一時期開發(fā)的交會對接敏感器、 導(dǎo)航避障相機等尚未形成技術(shù)標準。

e） 體系化發(fā)展階段

2015 年以來， 我國航天器GNC 技術(shù)繼續(xù)穩(wěn)步發(fā)展， 整體上接近國際先進水平， 諸多技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。 GNC 技術(shù)進入體系化、 智能化、 精益化發(fā)展新階段。 2020 年 11 月， 嫦娥五號月球探測器成功發(fā)射。 GNC 技術(shù)在嫦娥五號任務(wù)中發(fā)揮了極其重要的作用， 跳躍式再入制導(dǎo)控制等多項關(guān)鍵技術(shù)的突破使我國航天器GNC技術(shù)邁上新臺階。 在衛(wèi)星控制技術(shù)方面， 在高精高穩(wěn)控制、 自主控制等方面取得了新的突破。

面向 “高質(zhì)量保證成功， 高效率完成任務(wù)，高效益推動航天強國和國防建設(shè)” 的轉(zhuǎn)型發(fā)展要求， GNC 領(lǐng)域的標準化工作與型號技術(shù)發(fā)展相互融合。 2021 年， 航天科技集團啟動了新型企業(yè)標準體系建設(shè)工作， 我國航天器GNC 標準化工作進入新的發(fā)展階段。

2 航天器GNC 標準體系的現(xiàn)狀和問題

2.1 現(xiàn)狀

在GNC 系統(tǒng)的全生命周期中， 各級各類標準發(fā)揮著技術(shù)指導(dǎo)、 經(jīng)驗傳承、 流程固化以及基礎(chǔ)保障等多方面的重要作用。 而這些作用的發(fā)揮離不開標準的體系化。

a） 質(zhì)量管理類標準

北京控制工程研究所基于上級質(zhì)量管理和靜電防護管理等標準體系文件， 進行針對性的本地化， 建立了符合GNC 系統(tǒng)研制特點的科研生產(chǎn)管理體系。 其主要特點是： 強調(diào)過程受控、 持續(xù)改進、 全生命周期管理。 近年來， 該研究所產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升， 重大、 低層次質(zhì)量問題顯著下降。

b） 系統(tǒng)設(shè)計類標準

通過廣泛的貫標活動， 北京控制工程研究所各級設(shè)計師的設(shè)計標準化意識不斷提升， GNC 方案設(shè)計、 軟件設(shè)計、 硬件設(shè)計等逐漸走向?qū)I(yè)化、規(guī)范化， 并形成了一些對系統(tǒng)設(shè)計極具實用價值的所級標準/“準標準”。 例如， 《AOCS 在軌穩(wěn)定運行能力構(gòu)建與評價指南》 的制定與實施， 對于提升航天器在軌穩(wěn)定運行能力發(fā)揮了重要作用。

c） 產(chǎn)品實現(xiàn)類標準

GNC 領(lǐng)域產(chǎn)品種類繁多、 功能各異。 北京控制工程研究所充分發(fā)揮各級各類產(chǎn)品標準的指導(dǎo)牽引作用， 針對成熟單機產(chǎn)品， 大力提升其模塊化、 型譜化、 通用化水平； 針對新研單機產(chǎn)品，則對標國內(nèi)外先進指標， 在標準化開發(fā)的同時牽引產(chǎn)品標準的形成。

2.2 現(xiàn)有標準體系的不足

本文探討的航天器GNC 標準體系， 從級別上看涉及國標、 國軍標、 航天行業(yè)標準、 集團級企業(yè)標準、 研究院標準、 研究所標準等。 理論上，航天器GNC 標準體系是一個完整的、 自洽的、 有一定獨立性的標準體系或子體系 （就更大的標準體系而言）。 實踐上， 國標、 行業(yè)標、 企業(yè)標等不同層級的標準又是同時存在、 互相關(guān)聯(lián)的。

以航天科技集團公司目前的GNC 標準體系而言， 主要存在如下問題： ①層次劃分及領(lǐng)域分類不盡合理； ②標準的重復(fù)性和缺失性并存； ③標準更新周期長， 滯后于技術(shù)發(fā)展； ④對新領(lǐng)域、 新技術(shù)的支撐牽引作用不顯著。

面對航天強國建設(shè)使命， 面對國內(nèi)外商業(yè)航天的競爭態(tài)勢， 面對 “高質(zhì)量保證成功， 高效率完成任務(wù)， 高效益推動航天強國和國防建設(shè)” 的新要求， 有必要進一步加大GNC 標準體系的建設(shè)力度， 充分發(fā)揮標準體系對于航天型號研制和新技術(shù)開發(fā)的積極促進作用。

3 航天器GNC 標準體系設(shè)計

3.1 航天器GNC 標準體系建設(shè)目標及原則

航天器GNC 標準體系建設(shè)的主要目標可概括為： 對標國際先進， 以型號工程及專業(yè)技術(shù)發(fā)展需求為牽引， 開展標準體系重構(gòu)， 建立一套精干、 有效、 指導(dǎo)性強的 GNC 專業(yè)標準體系， 用以提升GNC 系統(tǒng)和產(chǎn)品成熟度， 提高產(chǎn)品質(zhì)量和研制效率， 促進我國GNC 技術(shù)持續(xù)健康發(fā)展。

航天器GNC 標準體系建設(shè)的基本原則包括：①目標明確， 全面成套， 層次適當(dāng)， 劃分清楚。 ②以系統(tǒng)工程思想為指引， 整體統(tǒng)籌優(yōu)化。 ③兼顧實用性和先進性。 ④縱向橫向全覆蓋： 縱向方面， 應(yīng)涵蓋設(shè)計開發(fā)、 生產(chǎn)制造、 試驗驗收、 交付使用和退役全壽命周期； 橫向方面， 應(yīng)涵蓋傳統(tǒng)GNC 領(lǐng)域和新興GNC 領(lǐng)域 （如空間安全與在軌操控GNC 等）。

3.2 航天器GNC 標準體系結(jié)構(gòu)層次設(shè)計

標準體系本身是典型的復(fù)雜系統(tǒng)， 有必要按照系統(tǒng)工程思想和原理構(gòu)建航天器GNC 標準體系。 當(dāng)系統(tǒng)所處的特定環(huán)境確定后， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將支配和決定系統(tǒng)的行為和規(guī)律[8]。 因此， 標準體系結(jié)構(gòu)層次的確定非常重要。 尤其需要注意的是， 由于系統(tǒng)的開放性， 實際系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)處于一個不斷的演變過程中[9]， 因此標準體系的結(jié)構(gòu)層次應(yīng)兼具較強的穩(wěn)定性和較好的適應(yīng)性。

根據(jù)上述思想， 合理的標準體系架構(gòu)遵循“分層遞階” 原理， 呈金字塔構(gòu)型， 如圖 1 所示。整個結(jié)構(gòu)層次從上至下呈現(xiàn) “范圍遞減， 精確性遞增” 的趨勢， 總體上分為 3 個大層： 頂層、 中間層、 應(yīng)用層 （底層）。 層級數(shù)量的確定與每一層級的維度劃分密切相關(guān)， 也與上一層的屬性和維度劃分直接相關(guān)。 其中， 頂層的維度劃分比較關(guān)鍵， 它決定了整個標準體系的邏輯劃分； 中間層的層級根據(jù)邏輯關(guān)系還可以分層， 且不同分支的層級數(shù)量可以不同； 應(yīng)用層處于最底層， 由各個具體的標準組成， 直接面向使用。

3.3 航天器GNC 標準體系維度劃分

在標準體系的各個層次設(shè)計中， 都涉及到維度劃分問題[10-11]。 維度劃分有多種方式， 對于航天器GNC 標準體系， 常見的劃分方式考慮如下。

a） 按管理級別劃分， 例如： 國家標準、 行業(yè)標準、 企業(yè)標準等。

b） 按專業(yè)領(lǐng)域劃分， 例如： 制導(dǎo)標準、 導(dǎo)航標準、 控制標準、 仿真支撐標準等。

c） 按屬性級別劃分， 例如： 基礎(chǔ)標準、 通用標準、 專業(yè)標準等。

d） 按流程劃分， 例如： 設(shè)計標準、 生產(chǎn)制造標準、 測試驗證標準、 在軌支持標準等。

e） 按標準的狀態(tài)劃分， 例如： 規(guī)劃中標準、制定中標準、 修訂中標準、 復(fù)審中標準、 實施中標準等。

f） 按管理屬性劃分， 例如： 基礎(chǔ)標準、 方法標準、 產(chǎn)品標準、 管理標準等。

本文提出一種基于評價因子加權(quán)和的維度分類優(yōu)化方法。 主要思路如下。

首先， 選定評價因子， 并賦予不同的權(quán)重。記評價因子集為 ｛因子 A， 因子 B， 因子 C，…｝， 因子權(quán)重分別記為 CA， CB， CC， …。

其次， 對于每一種維度劃分， 按照10 分制分別對各評價因子打分， 分值分別記為SA， SB，SC， …。

最后， 按式 （1） 計算每一種維度劃分的加權(quán)總分值， 總分越高， 維度劃分越優(yōu)。

以航天器GNC 標準體系為例， 頂層評價因子可包括： 便利性、 協(xié)調(diào)性、 完備性、 先進性、可擴展性5 類， 權(quán)重向量可設(shè)為：

C= ［0.4， 0.2， 0.15， 0.15， 0.1］

對于基于管理級別的維度劃分， 經(jīng)專家評估， 分值向量為：

S= ［8， 3， 5， 2， 5］

對于基于專業(yè)領(lǐng)域的維度劃分， 經(jīng)專家評估， 分值向量為：

S= ［10， 6， 5， 5， 5］

按式 （1） 計算得 S0分別為 5.35 和 7.2， 可知基于專業(yè)領(lǐng)域的維度劃分更為合理。

需要指出的是， 評價因子的選擇、 權(quán)重及分值設(shè)置等都沒有絕對的準則， 即使專家打分， 也帶有較多主觀色彩。 因此， 實際的標準體系往往采用混合維度劃分。 對于航天器GNC 標準體系，比較合理的做法是按照GNC 領(lǐng)域自身的特點進行混合劃分。 具體如圖2 所示。

3.4 航天器GNC 標準體系分支遍歷

航天器GNC 標準體系結(jié)構(gòu)層次確定后， 還需要考察各級分支的完備性和協(xié)調(diào)性。 本文采用基于 “交叉遍歷+組合遍歷” 的方法。 遍歷是指在實現(xiàn)具體的目標時， 按照邏輯完備性要求搜尋所有可能的條件。

下面以航天器GNC 標準體系的中間層分支遍歷闡述主要思路。 如圖3 所示， 假設(shè)上層已有設(shè)計和試驗2 個分支， 下層按照單機產(chǎn)品類別進行分支劃分。 根據(jù)常規(guī)的閉環(huán)控制系統(tǒng)組成， 可分為感知類單機、 處理類單機、 執(zhí)行類單機3 類。 按控制系統(tǒng)屬性遍歷， 還有開環(huán)系統(tǒng)和前饋系統(tǒng)需要考慮，則可得到諸如一體化跟瞄設(shè)備之類的單機， 由于數(shù)量少， 可歸為其他類單機。 這4 類單機可與上層的“設(shè)計” 類分支建立從屬對應(yīng)關(guān)系。 根據(jù)遍歷思想，可以得到與 “試驗” 類對應(yīng)的類似從屬分支。 這可看作是 “交叉遍歷” 的應(yīng)用。 此外， 同一層級之間還可以產(chǎn)生新的組合類別。 例如， 感知類單機和處理類單機組合得到感知—處理類單機， 實際上也確實存在這類一體化組合功能單機； 與此類似， 處理類單機和執(zhí)行類單機也可以組合形成新的類別。 這可看作是 “組合遍歷” 的應(yīng)用。

3.5 航天器GNC 標準體系結(jié)構(gòu)圖

標準體系結(jié)構(gòu)圖是標準體系的直觀表示， 是標準體系的骨架， 也是編制標準體系明細表的依據(jù)和前提。 標準體系結(jié)構(gòu)圖種類很多， 大致可分為平面、 立體、 高維等3 大類。 標準體系平面結(jié)構(gòu)圖從拓撲結(jié)構(gòu)上看， 有層次結(jié)構(gòu)圖 （或稱樹狀結(jié)構(gòu)圖）、 矩陣結(jié)構(gòu)圖 （或稱坐標結(jié)構(gòu)圖、 二維結(jié)構(gòu)圖）、 星形結(jié)構(gòu)圖等[12]。 立體結(jié)構(gòu)圖最常見的是魏爾曼標準體系三維結(jié)構(gòu)圖， 3 個坐標軸分別表示時間維、 邏輯維、 知識維， 實際應(yīng)用中更多的是按層級、 屬性、 專業(yè) 3 個維度劃分。 高維結(jié)構(gòu)圖由若干二維結(jié)構(gòu)圖或三維結(jié)構(gòu)圖加以區(qū)分后再放在一起， 也可稱為組合結(jié)構(gòu)圖。 高維結(jié)構(gòu)圖能夠表示更多維度的分類信息， 覆蓋面廣， 更具有科學(xué)性和指導(dǎo)價值。 本文提出一種針對航天器GNC標準體系的五維結(jié)構(gòu)圖， 如圖4 所示。

這種五維結(jié)構(gòu)圖實際上是4 個三維結(jié)構(gòu)圖的組合， 分別記為 I、 II、 III、 IV， 稱為 4 個象限。5 個坐標軸代表了 5 個維度： 專業(yè)維 （記為 A）、過程維 （記為 B）、 業(yè)務(wù)歸口維 （記為 C）、 層次組成維 （記為 D）、 級別維 （記為 E）。 同一個標準， 在 4 個象限中重復(fù)出現(xiàn)。 在 I 象限， 某個標準的檢索坐標為 Aj， Bj， Ek（i， j， k=1， 2， 3，…）， 在 II 象限， 某個標準的檢索坐標為 Bm，Cn， Ep（m， n， p=1， 2， 3， …）， 以此類推。

這種五維結(jié)構(gòu)圖除了用于梳理標準體系架構(gòu)、指導(dǎo)標準體系明細表編制外， 還可用于標準的分類查詢。 利用可視化的標準管理軟件， 用戶輸入某個標準號或標準名稱， 即可在五維結(jié)構(gòu)圖上顯示該標準的各個維度屬性； 用戶也可以在五維結(jié)構(gòu)圖上基于維度和類別信息檢索某一特定專題的標準信息。

4 航天器GNC 標準體系建設(shè)實踐

中國航天科技集團有限公司 （CASC） 于2021年啟動了新版標準體系建設(shè)工作， 成立了多個領(lǐng)域?qū)I(yè)組； 在組長單位的牽頭協(xié)同下， 開展存量標準評估、 標準體系框架搭建、 增量標準需求策劃等工作。

GNC 標準專業(yè)組在集團公司CASC 標準體系框架下， 完成了GNC 標準體系分支設(shè)計， 開展了GNC 標準子體系明細表編制工作。 取得了一系列卓有成效的工作。

a） GNC 存量標準橫向一致性評估分析

專業(yè)組圍繞GNC 領(lǐng)域開展標準應(yīng)用情況的全面梳理和清查， 對現(xiàn)行標準的適用性、 有效性進行評估， 共計評估標準1656 項。 經(jīng)過多輪梳理與反饋， 專業(yè)組匯總了各院提交的標準評估分析明細表， 并在此基礎(chǔ)上編寫形成 《制導(dǎo)導(dǎo)航與控制標準應(yīng)用情況分析和橫向一致性評估報告》。

b） GNC 標準體系重構(gòu)

專業(yè)組對舊版GNC 標準體系進行了全面梳理， 基于上級 “符合頂層框架， 局部服從整體，共性集中設(shè)置， 先專業(yè)再裝備” 的指導(dǎo)原則， 重新編制了航天器GNC 標準體系結(jié)構(gòu)圖， 并在此基礎(chǔ)上完成了航天器GNC 標準體系清單編寫。

c） GNC 領(lǐng)域待制定標準規(guī)劃

專業(yè)組基于航天器GNC 標準體系框架， 初步擬定了GNC 領(lǐng)域待制定標準規(guī)劃。 征集成員單位標準需求并組織需求評審， 推進GNC 專業(yè)標準與研究課題的申報和立項。 開展了 《導(dǎo)航衛(wèi)星控制分系統(tǒng)關(guān)鍵部件在軌維護方法及性能評估標準研究》 《載人航天器空間時間關(guān)鍵交換以太網(wǎng)標準研究》 等多項標準課題研究。 持續(xù)推進《衛(wèi)星姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求》 《星敏感器在軌精度評估方法》 等ISO 標準項目培育。

d） GNC 領(lǐng)域標準評估與審查

在專業(yè)組的組織下， 集中各成員單位的智力資源， 組建標準化專家?guī)欤?提升GNC 領(lǐng)域標準評估與審查的力度和質(zhì)量。 完成集團及以上級別GNC 標準評估、 審查與報批30 多項。

e） 有效發(fā)揮標準體系對 GNC 系統(tǒng)開發(fā)的效能

開展質(zhì)量管理標準、 系統(tǒng)設(shè)計標準和產(chǎn)品實現(xiàn)標準等本地化工作， 強化這些標準對基層業(yè)務(wù)工作的針對性和指導(dǎo)性。 將那些尚不成熟、 但對基層科研生產(chǎn)工作具有較強實用價值的技術(shù)規(guī)范、 手冊等納入 “準標準” 管理。 實踐表明， 基層單位的 “準標準” 對于提升系統(tǒng)設(shè)計水平、 改進產(chǎn)品質(zhì)量、 提高航天器在軌穩(wěn)定運行能力等同樣具有重要意義。

f） 充分發(fā)揮專業(yè)團隊在標準體系建設(shè)中的作用

標準化團隊在標準制定、 實施、 評價全過程中具有重要作用。 為此組建了GNC 標準化工作組，主要由分管領(lǐng)導(dǎo)、 管理人員和專家工作組組成。 其中， 標準化管理人員負責(zé)對GNC 標準體系全過程運轉(zhuǎn)的要素保障進行全面統(tǒng)籌、 積極協(xié)調(diào)。 專家工作組主要負責(zé)提出本專業(yè)領(lǐng)域標準制修訂建議， 參加標準技術(shù)審查和標準復(fù)審， 履行投票表決義務(wù)，及時反饋標準實施的實際情況等工作。 建立了專家工作組年會、 專題會制度以及工作簡報機制。

本文對我國航天器GNC 標準體系建設(shè)相關(guān)的若干關(guān)鍵問題進行了系統(tǒng)化探討。 回顧我國航天器GNC 標準化工作的階段歷程， 探討了 GNC 標準體系設(shè)計的相關(guān)問題， 給出了框架層次劃分、維度構(gòu)建、 分類優(yōu)化等關(guān)鍵問題的設(shè)計思路和具體方法， 并介紹了航天科技集團公司GNC 標準專業(yè)組的實踐成果。 文中給出的標準體系設(shè)計的思路和方法也可以推廣應(yīng)用到其他行業(yè)或領(lǐng)域。