黄 普，杜 凯，曹 静，张重阳

基于衰减因子的分布式卫星高精度编队导航技术

黄 普1,2，杜 凯2，曹 静2，张重阳2

（1 宇航动力学国家重点实验室，西安 710043；2 西安卫星测控中心，西安 710043）

针对分布式卫星长时间高精度编队导航问题，提出了一种基于衰减因子的自适应编队导航算法。首先，建立基于e/i矢量的编队卫星相对运动方程，其次，完成星间相对位置与相对轨道根数的转换，最后，引入自适应衰减因子，增加系统稳定性，完成高精度相对导航估计。仿真数据表明，该方法能克服模型线性化的误差，比传统的CW导航算法具有更高的构型确定精度，并且能实现长时间稳定的编队导航。

编队导航；衰减因子；相对运动; 相对轨道根数

0 引言

随着卫星技术的发展，具有协同工作的分布式编队卫星[1-2]越来越多。InSAR卫星系统[3]正是其中之一，通过编队构型，SAR天线和卫星可以有效结合，实现各种单星难以完成的功能，包括高分辨率SAR成像、地面机动目标指示等。为更好地实现这些功能，卫星相对运动的导航技术就成为研究重点。

目前对于编队相对运动导航技术的研究，主要从状态方程开展，传统的方法是基于位置速度建立CW方程[4-6]或Hill方程，但该方法存在多种假设，不满足假设条件下存在较大误差。相关学者为了提高性能，增加了摄动条件[7-8]分析，但相对摄动力的计算复杂，很难实际应用。另外一些学者提出建立相对轨道根数动力学模型[9-10]，如文献[11-12]提出了一种基于e/i（偏心率/倾角）矢量的相对运动模型，该模型以绝对轨道要素为参数，推导两星相对运动，描述更加简单清楚。……