温 洲 邵晓巍 陶久亮 龚德仁

1.上海交通大学航空航天学院，上海200240

2.中国航天科技集团公司第一研究院，北京100076

卫星编队是近年来国内外航天领域兴起的热点研究方向之一，它是将多颗卫星组合起来，并在一定空间范围内周期性相互运动的卫星飞行模式。相对于单颗大卫星而言，卫星编队具有独特的优势:相对低廉的成本和维护，更低的更替成本，风险更小，以及多个任务的协同完成。卫星编队不仅可以提高执行太空任务的可能，同时也将开辟许多新的研究应用领域。

目前，卫星编队主要应用于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)来进行地面的高精度测绘和地面动目标跟踪(Ground Motion Target Indicator，GMTI)、分布式气象卫星三位立体成像以及高分辨率合成孔径光学干涉技术等。目前国内外运行或即将运行的卫星编队有德国“TanDEM －X”双星编队系统，瑞典棱镜“Prisma”双星编队系统、美国“A－Train”卫星编队系统以及中国的“神七”伴飞小卫星编队系统等［1－2］。

在卫星编队任务中，很多关键技术的解决都依赖于编队卫星间相对状态的确定，即编队相对位置和相对速度的滤波估计，如编队队形保持技术、多星姿态协同技术、防碰撞技术以及航天器对接技术等。所以高精度的编队相对运动状态对编队任务的顺利完成特别重要。在1996年，Garrison 提出了采用EKF(Extended Kalman Filter)进行卫星编队飞行的相对导航设计方法，以及Eric A，Wan 等学者对2002年出现的UKF 算法进行了相关研究［3］，并应用于卫星编队飞行导航中，当然还有很多其他的滤波估计方法也适用于卫星编队的滤波估计，如文献［4］中提出的有限域RKF 滤波方法以及文献［5］中对UKF 进行改进得到的自适应UKF 滤波算法等。……