歷經(jīng)兩年多的撰寫、修改和打磨，在正式定稿之際，準(zhǔn)備寫下一些文字介紹這本《航天器軌道博弈動(dòng)力學(xué)與控制》時(shí)，一時(shí)竟無從下筆。通常而言，前言中主要筆墨是介紹本書的寫作背景、主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)等，本書是我出版的第六部學(xué)術(shù)專著，照此套路介紹并不是太難的事情。但自己覺得這樣有些中規(guī)中矩，本書我試圖寫出點(diǎn)不一樣的推介。

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航天器軌道博弈動(dòng)力學(xué)與控制

羅亞中, 李振瑜著

北京 : 科學(xué)出版社, 2025. 12

(空天前沿技術(shù)叢書)

ISBN 978-7-03-082935-1

首先簡(jiǎn)要回顧一下本書的研究歷程。我主要從事航天器軌道動(dòng)力學(xué)與控制研究，源自2004 年讀博時(shí)開始的交會(huì)對(duì)接動(dòng)力學(xué)與控制研究。交會(huì)對(duì)接動(dòng)力學(xué)與控制研究是由神舟八號(hào)與天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接任務(wù)帶動(dòng)的，到2024 年經(jīng)歷了整整20 個(gè)年頭。交會(huì)對(duì)接相關(guān)研究一直持續(xù)到現(xiàn)在，軌道博弈和交會(huì)對(duì)接在內(nèi)涵上有很多共性，但是在工程背景上有較大的差異，這一點(diǎn)本書的第1 章會(huì)有詳細(xì)闡述。我是在10 年前逐步認(rèn)識(shí)到軌道博弈的工程需求，做了些思考，2015 年獲批了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，從那時(shí)起學(xué)術(shù)研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向軌道博弈，并于2021年獲批了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金的支持。

然后要談的是對(duì)本書內(nèi)容安排的考慮。從2015 年起圍繞軌道博弈主題，先后培養(yǎng)了祝海、于大騰、尤岳、李振瑜、李皓皓、尹聚祺、杜向南、侯志璞、馮邈、楊青林、張賽等10 余位碩士、博士研究生。他們都做出了出色的工作，研究成果涉及相對(duì)導(dǎo)航和制導(dǎo)控制、可達(dá)域、微分博弈模型、博弈決策智能方法和半實(shí)物仿真等內(nèi)容。本書是他們研究成果的匯集，在內(nèi)容安排上都涵蓋了這些內(nèi)容，但主要以李振瑜的博士論文框架為主線，來組織成文。李振瑜在其師兄們工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)光學(xué)成像博弈、脈沖追逃博弈和多航天器圍捕博弈等三類具有實(shí)用價(jià)值的博弈場(chǎng)景，綜合傳統(tǒng)微分博弈理論和新興的人工智能方法，在模型構(gòu)建和求解方法上有較系統(tǒng)性的創(chuàng)新，可以視為軌道博弈方向非常有代表性的一篇博士論文。指導(dǎo)他的過程中，我感觸非常深的一點(diǎn)是，他的小論文在發(fā)表過程中遇到了不少困難。真正好的創(chuàng)新，做了前人沒有做過的問題，往往一開始不太容易得到認(rèn)可，而跟隨式的研究有時(shí)候反倒是好發(fā)論文。當(dāng)然了，真正的創(chuàng)新最終是會(huì)得到認(rèn)可的，他的博士論文先后獲評(píng)中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)和湖南省優(yōu)秀博士論文。正因?yàn)樗膭?chuàng)新工作，給了我出版本書的信心。

接下來著重闡述一下本書的不足和局限性。航天動(dòng)力學(xué)與控制是個(gè)明確應(yīng)用背景的研究領(lǐng)域，這是該領(lǐng)域鮮明的特點(diǎn)，研究最終是要服務(wù)實(shí)際航天任務(wù)的。但是這不代表你的所有研究成果都有實(shí)際工程價(jià)值，對(duì)此我們要有客觀的認(rèn)識(shí)?；谖覍?duì)工程背景的了解，本書的部分成果尚不能直接用來解決實(shí)際問題，只能作為解決工程問題的學(xué)術(shù)理論基礎(chǔ)，希望工程界的同行們辯證地、批判性地閱讀本書。在學(xué)術(shù)交流中，工程領(lǐng)域?qū)＜以鴨栁遥⒎植┺能壍啦┺睦碚摽此仆陚?，但能否真正解決問題。我如實(shí)回答，有些研究目前僅是理論探討，離實(shí)際應(yīng)用尚有距離。同時(shí)我也解釋了為什么做這樣的考慮。一個(gè)重要因素源自學(xué)校人才培養(yǎng)的需求，需要把實(shí)際問題理論化、抽象化，培養(yǎng)學(xué)生的能力，當(dāng)他具備了相關(guān)能力，到一線工作再接觸實(shí)際場(chǎng)景，是能夠解決好實(shí)際問題的。當(dāng)然了，這需要老師對(duì)研究工作中哪些是能解決實(shí)際問題的，哪些僅是理論層面探討，要有清晰的認(rèn)識(shí)，并且要明確告訴學(xué)生。根據(jù)自身參與軌道博弈和交會(huì)對(duì)接工程的實(shí)踐體會(huì)，真正應(yīng)用到工程中的只是很少一部分理論成果，并且越是管用的成果，往往越是不太容易發(fā)表高水平論文。不少研究為了所謂“創(chuàng)新”和發(fā)論文，“為賦新詞強(qiáng)說愁”，人為增加了很多理論難度。Aerospace is not mathematic！這是我在讀研究生期間，看到

Journal of Guidance, Control and Dynamics

這里，簡(jiǎn)要總結(jié)下本書的意義和價(jià)值。太空是國(guó)家安全和利益決勝的新空間。當(dāng)前我國(guó)在軌航天器正面臨從偵察監(jiān)視到接近操控的諸多嚴(yán)峻威脅，從態(tài)勢(shì)感知上的成像博弈威脅，到在抵近操控下的追逃交會(huì)、攔截或干擾威脅，再到衛(wèi)星集群部署帶來的多航天器圍捕博弈威脅等。這些重大工程需求都亟待軌道博弈動(dòng)力學(xué)與控制理論的發(fā)展與創(chuàng)新，當(dāng)前國(guó)內(nèi)在軌道博弈研究領(lǐng)域呈現(xiàn)蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì)。本書是將經(jīng)典軌道動(dòng)力學(xué)與控制理論向軌道博弈動(dòng)力學(xué)與控制理論延拓的有益嘗試，對(duì)于后續(xù)軌道博弈問題的研究和我國(guó)當(dāng)前在太空中開展安全防御和博弈實(shí)踐具有理論指導(dǎo)意義和價(jià)值。期望通過后續(xù)更多實(shí)際任務(wù)的應(yīng)用，本書的理論成果得到更多檢驗(yàn)、應(yīng)用與迭代完善。為了便于閱讀，本書提供部分彩圖的電子文件，讀者可自行掃描封底左上角防偽碼上的二維碼查閱。

最后，再次感謝參與本書研究工作的研究生們，感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的持續(xù)資助(12125207、11572345、12432017 和12402048)。本書的研究工作得到了諸多同行的幫助和支持，雖然本書存在諸多不足，還是希望能將當(dāng)前的階段性成果呈現(xiàn)出來，請(qǐng)廣大同行批評(píng)指正，共同推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展。

本文為《航天器軌道博弈動(dòng)力學(xué)與控制》（羅亞中, 李振瑜著. 北京 : 科學(xué)出版社, 2025. 12）一書“前言”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

(空天前沿技術(shù)叢書)

ISBN 978-7-03-082935-1

責(zé)任編輯：魏英杰 郭 媛

面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的太空安全形勢(shì)，本書綜合航天動(dòng)力學(xué)、博弈論、微分博弈、人工智能等多學(xué)科知識(shí)，系統(tǒng)闡述了空間軌道博弈技術(shù)的概念、原理和方法，為開展軌道博弈實(shí)踐提供理論方法支撐，主要內(nèi)容如下。①軌道博弈概述：基本概念、場(chǎng)景樣式、動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)建模和求解方法、人工智能控制方法；②軌道博弈微分博弈分析方法：軌道追逃界柵確定、納什均衡解和多階段斯塔克爾伯格均衡解等建模與求解方法；③近程自主軌道博弈導(dǎo)航與控制：博弈相對(duì)狀態(tài)估計(jì)方法、不完美信息博弈制導(dǎo)律等；④軌道智能博弈方法：博弈決策深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法、多航天器軌道博弈的合作策略設(shè)計(jì)和智能圍捕方法；⑤軌道地面半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)：相對(duì)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)、追逃博弈實(shí)驗(yàn)、偵照博弈實(shí)驗(yàn)等。

本書可供從事空間安全、在軌服務(wù)、航天任務(wù)規(guī)劃、航天制導(dǎo)控制等相關(guān)技術(shù)的研究人員、工程設(shè)計(jì)人員參考使用，同時(shí)可作為高等院校航空航天專業(yè)研究生、軍事院校的研究生和本科高年級(jí)學(xué)生的參考用書。

（本文編輯：劉四旦）

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