信息
高扬 男 博导 空间应用工程与技术中心
邮件:gaoyang@csu.ac.cn
地址:北京市海淀区邓庄南路9号PITC楼241
邮编:100094
部门/实验室:空间探索技术研究室

个人信息

高扬 中国科学院空间应用工程与技术中心 研究员

电话: 010-82178228

邮件: gaoyang@csu.ac.cn

地址: 海淀区邓庄南路9号中科院北京新技术基地PITC楼233-1

邮编: 100094

教育经历
2000.08-2003.12 美国密苏里大学(University of Missouri-Columbia),机械与宇航工程系(Dept. of Mechanical and Aerospace Engineering),获博士学位
1997.08-2000.07 中国科学院,遥感卫星地面站(现为遥感与数字地球研究所),获硕士学位
1993.09-1997.07 北京航空航天大学,自动控制系,获学士学位
工作经历
2011.1-至今       中国科学院空间应用工程与技术中心,研究员
2005.8-2010.12  中国科学院光电研究院,副研究员
2004.1-2004.12  美国密苏里大学,博士后
招生信息

拟招收2018年9月入学硕、博研究生1-2名(包含推免生)。

硕士招生专业与方向:
082501 飞行器设计 1.航天器动力学、控制与仿真 2.航天器及空间应用的任务分析与系统设计
081203 计算机应用技术 1.并行设计与仿真技术
 

博士招生专业与方向
计算机应用技术 1. 飞行器设计技术 2. 并行设计与仿真技术

研究要闻

   

研究方向

1.空间飞行轨道优化与任务设计
主要依托国家自然科学基金项目以及预先研究项目,在空间轨道设计与任务分析方面开展前沿探索。考虑多天体引力场的轨道设计研究内容极其丰富,不仅是数学知识应用的集中体现,也是带动空间探索任务总体论证的重要技术。载人航天与无人深空探测都是国家未来可能立项的重大工程,未来5 年将重点关注月球探测、行星与小天体、木星系统探测的航天器飞行轨道设计与优化。

2.航天器精密轨道确定与自主导航技术
依托空间实验室应用任务项目,发展航天器精密定轨方法的系统研究,开发精密定轨软件,掌握航天器定轨、导航与授时技术。航天器精密定轨技术应用广泛,与其直接联系的重要问题是天体引力场探测与系统参数估计,天体引力场探测是空间探索的基本问题,系统参数估计则涉及非常广泛的飞行器或有效载荷的空间应用任务,涵盖微重力、测地学、广义相对论等科学领域。

3.广义空间相对运动的动力学与控制
广义空间相对运动泛指空间任意范围多个在轨物体之间的相对运动,包括飞行器之间相对运动,如大范围分布的卫星星座、中等范围分布的卫星编队,也包括航天器与有效载荷之间微小范围相对运动,如空间微重力平台等可活动设施。依托高技术科研项目,对于微重力环境中有效载荷运动的动力学与控制、未来航天器空间博弈等问题开展关键技术攻关与前瞻研究。

学生信息

   
招生信息

拟每年招收硕士研究生1-2名(包括推免名额),博士研究生1名,欢迎有志于空间科技的优秀学子报考,同时欢迎来自数学、物理等基础学科专业的同学。

目前,拟招收2018年9月入学的推免硕士研究生,请有兴趣的同学及时联系......

在读学生

殷伟栋(2017-) 博士研究生,航天器导航技术
符泓岚(2017-) 博士研究生,飞行器设计
金哲阳(2017-) 硕士研究生,航天器导航技术
刘江凯  硕士研究生,轨道力学并行计算与设计
马剑      博士研究生,飞行器设计,多天体引力场低能转移轨道设计
何胜茂  博士研究生,计算机应用技术,轨道设计与优化
朱小龙  博士研究生,计算机应用技术,编队星群轨道设计与优化


毕业学生

罗远     硕士研究生 飞行器设计,带电卫星轨道运动,2010.7 (联合指导)
李伟     硕士研究生 飞行器设计,相对轨道与姿态确定,2010.7 (联合指导)
王俐云 硕士研究生 飞行器设计,电推进遥感卫星轨道控制,2011.7
何胜茂 硕士研究生 飞行器设计,小推力轨道优化,2012.7
彭超     硕士研究生 飞行器设计,洛伦兹力相对运动,2012.7 (联合指导)
吴小婧 硕士研究生 飞行器设计,航天器相对导航,2012.7
谭高威 硕士研究生 计算机应用,多目标/多天体引力辅助飞行轨道全局搜索,2012.7 (联合指导)
朱政帆 硕士研究生 飞行器设计,火星大气进入的轨道姿态动力学,2013.7
刘荣芳 硕士研究生,电子与通信工程,非差与单差星载GPS精密定轨,2014.7
朱政帆 博士研究生 飞行器设计,航天器轨道优化,2017.12(联合指导)
孟雅哲 博士研究生,计算机应用技术,航天器轨道优化,2017.12(联合指导)

毛青堂  博士研究生,信号与信息处理,运动控制,2018.12(联合指导)

科研项目

   
在研项目

1. 地月空间XXX,3000万,2019.1-2021.12,中科院重点部署项目,项目负责人

2. 轻量化样品返回舱技术,350万,2018.6-2021.6,中科院空间科学先导专项小天体采样返回子课题,项目负责人

3. XXX导航技术,220万,2017.1-2019.12,项目负责人


结题项目

​1. 中国载人航天工程应用任务项目:××××综合精密定轨专项,2011.4- 2019.4,项目负责人
2. 载人航天预先研究项目,小行星XXX,30万,2015.7-2017.12,项目负责人

3. 地月系统卫星编队及其应用,中国科学院空间科学研究院培育项目,2015.8-2017.7,97万,项目负责人。
4. 中国载人航天工程应用任务项目:××××综合精密定轨专项,2011.4- ,项目负责人。
5. 国家自然科学基金面上项目:伽利略木卫探测飞行轨道设计与优化,2014.1-2016.12,80万,项目负责人。
6. 国家863计划项目:××××轨道设计与控制技术,2012.6-2016.6 ,项目负责人。
7. 宇航动力学国家重点实验室开放基金项目:限制性N体问题周期轨道延拓理论与方法探索研究,2014.1-2015.12,10万,项目负责人。
8. 中国科学院国防创新基金项目:利用××××××的卫星编队与队形重构技术研究,2010.1~2011.12,30万,项目负责人。
9. 中国科学院光电研究院院长基金项目:天基非合作目标自主接近策略研究,2006.10-2008.10,30万,项目负责人。
10. 国家自然科学青年基金项目:利用Halo轨道流形设计小推力深空飞行最优转移轨道,2007.1-2009.12,36万,项目负责人。
11. 中国科学院国防创新基金项目:利用××××进行轨道控制的带电卫星,2007.1-2008.12,20万,项目负责人。
12. 国家863计划项目子课题:某载荷的卫星平台需求分析和热控方案,2007.10-2010.6,35万,子课题负责人。
13. 中国科学院知识创新工程重大项目子课题:高轨电推进卫星的轨道姿态控制,2010.1~2011.6,65万,子课题负责人。

获得奖励

2008年度中国科学院卢嘉锡青年人才奖
2012年入选中国科学院青年创新促进会

教学培训

航天器轨道姿态动力学 40学时 中国科学院大学

发表论著

   
出版著作

 ...... 进展中......

期刊论文

2016-2020

Meng Y, Zhang H. Gao Y. Low-Thrust Minimum-Fuel Trajectory Optimization Using Multiple Shooting Augmented by Analytical Derivatives. Journal of Guidance, Control, and Dynamics2019, 42(3), 662-677.

- Liu, W. Gao, Y. Dong, W. Li, Z. Flight Test Results of the Microgravity Active Vibration Isolation System in China's Tianzhou-1 Mission. Microgravity Science and Technology2018, 30(6), 995–1009.

- 马剑,孟雅哲,朱小龙,何胜茂,高扬,特定区域密集观测的低轨卫星星座最优设计方法,中国科学-技术科学,录用
- 朱政帆, 高扬,空间小推力轨道最优Bang_Bang控制的两类延拓解法综述,深空探测学报,2017,4(2): 101-110.
- Peng, C. Gao, Y.  Formation-Flying Planar Periodic Orbits in the Presence of Inter-satellite Lorentz Force, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2017, 53(3): 1412-1430.
- Zhu, Z. Gan, Q. Yang, X. Gao, Y. Solving Fuel-Optimal Low-Thrust Orbital Transfers with Bang-Bang Control Using a Novel Continuation Technique, Acta Astronautica, 2017,137: 98-133.
- He,S. Zhu, Z.Peng C. Ma, J. Zhu, X. Gao, Y, Optimal design of near-Earth asteroid sample-return trajectories in the Sun-Earth-Moon system, Acta Mechanica Sinica, 2016, 28(5): 1466-1478.


2011-2015
- 王文彬、高扬,精密定轨中三类经验加速度的有效建模方法,宇航学报,36(12),2015,755-762。
- 朱小龙、刘迎春、高扬,航天器最优受控绕飞轨迹推力幅值延拓设计方法,力学学报,Vol.46, No.5, 2014, pp.756-769.
- Gao, Y., Analysis of the Earth co-orbital motion of Chang’e-2 after asteroid flyby, Chinese Science Bulletin, Vol. 59, No. 17, 2014. pp.2045-2049.
- Gao, Y., Near-Earth Asteroid Flyby Trajectories from the Sun-Earth L2 for Chang’e-2’s Extended Flight. Acta Mechanica Sinica. Vol. 29, No.1, 2013, pp.123-131.
- Gao, Y., Li, H., He, S. First-round Design of Flight Scenario for Chang’e-2’s Extended Mission: Taking Off from Lunar Orbit. Acta Mechanica Sinica, Vol.28, No.5, 2012. pp.1466-1478.
- 彭超、高扬,近圆参考轨道卫星编队洛仑兹力控制,《力学学报》,V44(5), 851-860, 2012。(入选庆祝《力学学报》创刊55周年专栏)
- 何胜茂、谭高威、高扬,第三届深空轨道设计竞赛冠军团队方法与结果,《力学与实践》,Vol.34, No.3, 2012. pp.95-101.
- Peng, C., Gao, Y., Lorentz-Force-Perturbed Orbits with Application to J2-Invariant Formation. Acta Astronautica, Vol.77, 2012, pp.12-28.
- 高扬,电火箭星际航行:技术进展、轨道设计与综合优化,《力学学报》,Vol.43, No.6, 2011. pp. 991-1019。(纪念力学学报首任主编钱学森诞辰100周年专栏约稿)


2006-2010
- Gao, Y., Li. X., Optimization of Low-Thrust Many-Revolution Transfers and Lyapunov-based Guidance, Acta Astronautica, Vol.66, Nos.1~2, 2010, pp.117-129.
- Gao, Y., Linear Feedback Guidance for Low-Thrust Many-Revolution Earth-Orbit Transfers, Journal of Spacecraft and Rockets, Vol.46, No. 6, 2009, pp. 1320-1325.
- Gao, Y., Li, W., Systematic Direct Approach for Optimizing Continuous-Thrust Earth-Orbit Transfers, Chinese Journal of Aeronautics, Vol.29, No. 1, 2009, pp.56-69.
- Gao, Y., Direct Optimization of Low-Thrust Many-Revolution Orbital Transfers, Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 22, No. 4, pp. 426-433, 2009.
- Gao, Y., Low-Thrust Nonlinear Guidance by Tracking Mean Orbital Elements, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.31, No.4, 2008, pp. 1103-1110.
- Gao, Y., Near-Optimal Very Low-Thrust Earth-Orbit Transfers and Guidance Schemes, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.30, No.2, 2007, pp.529-539.
- Gao, Y., Low-Thrust Interplanetary Transfers Including Escape and Capture Trajectories, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.30, No.6, 2007, pp. 1814-1818.
- Gao, Y., Earth-Moon Trajectory Optimization Using Solar Electric Propulsion, Chinese Journal of Aeronautics, Vol.20, No.5, 2007, pp.452-463.


2001-2005
- Gao, Y., Kluever, C. A., Engine-Switching Strategies for Interplanetary Solar Electric Propulsion Spacecraft, Journal of Spacecraft and Rockets, Vol.42, No.4, 2005, 765-767.
- Gao, Y., Kluever, C. A., Analytic Orbital Averaging Technique for Computing Tangential-Thrust Trajectories, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 28, No.6, 2005, pp.1320-1323.
- Gao, Y., Kluever, C. A., Low-Thrust Guidance Scheme for Earth-Capture Trajectories, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.28, No.2, 2005, pp.333-342.


会议论文

2011-2015
- Gao, Y., He, S. Peng, C., An Option for Chang’e-2’s Extended Flight: Near-Earth Asteroid Flyby Trajectories from the Sun-Earth L2 via Lunar Gravity Assist, Paper No. IAC13, C1, 7, 7x17947, the 64th International Astronautical Congress, Beijing, Sept.23-27, China, 2013.  

2006-2010
- Gao, Y., “Continuous-Thrust Trajectory Optimization in Near-Earth Space,” Proceedings of the11th International Space Conference of Pacific Basin Societies (ISCOPS), Beijing, China, May 15-18, 2007. 

2000-2005
- Gao, Y., and Kluever, C. A., “An Algorithm for Computing Near-Optimal, Many-Revolution Earth-Orbit Transfers,” AAS 05-371, 2005 AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, August 7-11, 2005. 
- Gao, Y., and Kluever, C. A., “Low-Thrust Interplanetary Orbit Transfers Using Hybrid Trajectory Optimization Method with Multiple Shooting,” Paper AIAA-2004-5088, 2004. AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference, Providence, Rhode Island, August 16-19, 2004.

空间轨道设计

1. 获得2009年第1届全国深空轨道设计竞赛冠军
2. 获得2011年第3届全国深空轨道设计竞赛冠军
3. 作为主要负责人组织举办了2010年第2届全国深空轨道设计竞赛
4. 作为主要负责人组织举办了2012年第4届全国空间轨道设计竞赛 
5. 研究团队获得GTOC6(2012年)第6届国际全局轨道优化竞赛第5名
6. 获得2013年第5届全国深空轨道设计竞赛冠军(3团队并列)
7. 研究团队获得GTOC7(2014年)第7届国际全局轨道优化竞赛第4名
8. 研究团队获得2014年第6届全国空间轨道设计竞赛甲组冠军