卫星编队飞行的轨道和姿态GPS自主同步反馈控制

邢光谦，修斯特.帕维斯

（美国SPA公司）

戴维.福奥特

（美国 NASA哥达德飞行中心）

摘要：鉴于编队飞行之中卫星不但对轨道有要求，而且对姿态也有要求，例如有的编队飞行卫星在惯性空间中有指向控制的要求，或者相互之间有保持一定的姿态关系的要求，同时在轨道控制过程中也需要姿态信息，因此在编队飞行的建立过程中，需要考虑姿态和轨道的协调控制和同步控制问题。本文提出了用于同步控制的相对轨道和相对姿态运动学和动力学模型、控制率的选择和设计以及用GPS的伪距和载波相位实现轨道和姿态同步实时反馈控制方法。其中包括用修改的Rodrigues参数实现无奇异的大姿态机动的非线性状态跟踪控制。对EO-1/Landsat 7 编队飞行的同步控制进行了数字仿真，证实了设计的正确性和实现的可行性。

关键词：测量反馈；编队飞行；轨道控制；姿态控制；轨道和姿态同步自主控制；GPS导航；相对轨道动力学；相对姿态动力学

 作者简介：邢光谦（1963-），男，航天科技集团公司上海航天八院导航、控制和动力学首席专家及院长科学技术顾问。在分布式航天器系统、航天器相对姿态动力学、轨道动力学、姿态一体化自主控制、卫星编队飞行、新一带轨道运输器等研究方面做出了重要贡献。