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中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室，北京 100094

分布式卫星系统是由物理上互不相连、共同协作完成同一航天任务的多卫星构成的空间系统[1]，由于其具有对地面依赖性小、自主性强、灵活可变、综合成本低等特点，成为卫星技术发展的新趋势。分布式卫星系统实现自主协同需具备的核心和基础能力是自主导航[2]，其自主导航问题与普通卫星存在较大区别：既需要确定每个卫星的精确空间位置和速度，又需要确定卫星之间的相对位置速度关系。在分布式卫星系统应用任务中，卫星间的相对信息相对于绝对信息更容易获得，近年来，利用星间相对观测的自主导航技术备受关注。这些相对观测量包括视线角、星间相对距离和相对位置矢量等[3-9]。能否基于相对测量序列求解各自卫星的绝对位置和速度，在理论上取决于系统的能观性能，在应用上涉及高性能定轨滤波算法。

文献[10-11]研究了基于星间测距的双星自主导航方法，指出没有先验信息，仅依靠相对距离测量的导航系统是亏秩的，并给出了严格的数学证明。文献[12]针对双星编队首次提出了仅利用地心惯性坐标系中星间相对位置矢量序列作为观测量的自主绝对导航方法，并采用局部线性化的方法分析了其能观性，文章指出此方法在半长轴相等的共面圆轨道情况下不适用，但未给出严格的理论证明。文献[13]对文献[12]提出的导航方法进行了物理角度的阐述，把双星系统视作一个巨型加速度计，并对定轨精度进行了分析，并说明该方法除几个0°倾角的特殊轨道外，在大部分情况下是能观的。……