张薇 冯孝辉 邓忠民

（1北京航空航天大学宇航学院，北京100191）（2航天东方红卫星有限公司，北京100094）

1 引言

多卫星协同为空间交会、对接、捕获、组装及多方位观测等在轨服务提供更强有力的技术支持，扩展了航天器的功能和技术性能，小卫星编队的应用领域和应用模式不断拓展，在深空探测、科学试验、对地观测和空间控制等领域都将发挥巨大的作用。

国内外已经在小卫星编队方面取得了大量的研究成果。早期的研究多针对简化的主从结构研究编队的保持问题，主从结构队形保持，主星不受控制，从星相对主星进行控制[1-3]。主星由于摄动等在空间发生漂移无法体现，可能造成在队形一定情况下，编队已经偏离任务区域[4]。此外，主星失效势必造成整个编队飞行任务的失败，因此目前的研究重点多集中于无主星的编队控制问题。本文针对空间近距离卫星编队在队形保持基础上的整体转移机动，推导了J2相对摄动力的表达式，建立了一种基于视线测量的无主星链式跟踪协同控制策略，控制方法利用滑模变结构算法实现，控制模型考虑了模型不确定和噪声干扰。建立了整体编队机动的优化模型。仿真算例表明，视线测量协同控制策略能够实现卫星编队构形保持和编队整体转移机动。

2 相对运动分析

参考卫星和主动卫星做近距离相对运动，即两航天器之间的相对距离远小于航天器与地心之间的距离，可以在参考卫星坐标系中建立相对运动方程[5]