王帅磊,周绍磊,祁亚辉,张瑞雪

(1.海军航空大学， 山东 烟台 264001； 2.中国兵器工业导航与控制技术研究所， 北京 100089)

对多航天器系统而言，姿态协同是正常作业的前提。通过控制系统内航天器的姿态，可以实现目标监控和定向通信等任务需求。现有研究从不同角度对该问题进行了分析。文献[1]设计了一种有限时间控制器，使多航天器系统能够在有限时间内达到姿态协同；文献[2]基于特殊正交群SO(3)提出了一种反步滑模控制方法；文献[3]对带有领导者的情况，提出了针对领导者姿态和角速度的滑模估计器；文献[4]进一步考虑了系统内存在多个领导者的情况，并以领导者的状态张成凸包，使跟随者的姿态都能收敛到这一凸包中。现有针对多航天器的研究大多都致力于使所有航天器的姿态和角速度收敛到同一个固定或时变值。

而对于某些复杂应用场景，需要将整个系统划分为若干个分组，每个分组内航天器都保持同一姿态，不同分组的航天器保持不同姿态。这种分组的情况称为分组姿态协同，并在SAR卫星监控[5]中有一定的应用需求。由于每颗卫星所处的位置不同，当多颗卫星同时对准一个目标，它们的姿态必然是有所差异的。将卫星编队划分为多个分组，并对每个分组内卫星的姿态进行调整，既能够实现对目标的全覆盖，又能解决因位置不同导致需要对每颗卫星单独设定姿态带来的困难和复杂度。在无人机编队飞行中，由于任务需求的变化，经常导致编队队形发生切换；……