艾 奇 王 向 武 静 卢 翔 张国柱

1.上海航天控制技术研究所，上海201109 2. 上海市空间智能控制技术重点实验室，上海 201109

星间相对定位是卫星编队、空间交会对接、在轨维护及抓捕的关键技术，传统的星间相对测量手段如光学成像系统、激光雷达及微波雷达等，在测量范围、测量距离及测量精度上都有一定的局限性，且都必须保持视线指向控制，航天器在轨运行的能源主要来源于太阳能帆板，由于结构限制、空间遮挡等原因导致某些特殊功能航天器视线指向过程中无法保证帆板对日，不利于航天器在轨任务的开展[1]。基于GPS(Global positioning system)的星间相对测量技术对于航天器在轨姿态指向要求不高，且其全天候、全空域、测量距离大、范围广、测量设备体积小和无极性要求等诸多优点在空间应用领域体现了巨大的优势。

在过去几十年的空间科学应用中，尤其是空间交会对接方面，星间相对定位成为远、近程交会段及近程机动段(5km～200m)的主要导航手段，但由于多径效应及信号遮挡等影响在超近程不能采用星间相对定位。随着航天技术的不断发展和空间任务的复杂性增大，空间操控、交会对接等任务中航天器无法保证GPS天线指天，且不断的轨道机动使得基于精密轨道动力学模型定轨的卡尔曼滤波算法和基于GPS双频双差处理技术的载波相位差分无法连续输出。针对上述问题，本文提出了一种基于多天线的星间GPS载波相位差分技术，可以实现毫米级精度的超近程相对导航。……