卫星编队飞行GPS自主导航和控制

邢光谦，休斯特.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：本文提出了一般相对轨道动力学方程和用于编队飞行的GPS星载自主导航模型和算法。同时文章也提出了用GPS伪距测量信息实现卫星编队飞行的建立和保持的自主导航控制方法。其中包括用于编队飞行建立的非线性控制律和用于编队飞行保持的线性控制律，以及相应的估计器的算法。作为这些方法的一个实际应用，文章给出了EO－1/Landsat 7编队飞行的自主导航控制系统的设计和实现。一般情况下最优控制律的实现是需要变推力发动机的，在没有变推力发动机的情况下，本文特别给出并验证了用冲量等价的方法实现变推力发动机替代的可行性。上述设计已经过数字仿真的验证，证实了设计的正确性和实现的可行性。

关键词：GPS导航; 卫星编队飞行; 自主导航和控制; 轨道控制; 轨道保持

中图分类号：V1 文献标识码：A

收稿日期：2007-11-20 修订日期：2008-01-20

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、新一代轨道运输器等研究方面做出了重要贡献。