题目：编队飞行卫星的自主导航技术研究

卫星编队在电子侦察、立体成像、精确定位、气象测量等方面具有广阔的应用前景，目前已由概念设想进入到试验发展阶段，相关技术正成为国内外航天界研究的热点。卫星的轨道设计、自主导航和队形控制是其中的三项关键技术，也是本文的三个研究内容。本文首先研究了编队卫星的轨道设计问题，主要解决如何依据编队构形要求，相应地设计各成员卫星的轨道参数，使得卫星在各自轨道上运行时，能自然构成符合设计要求的编队构形。本文随后阐述了利用相对测量手段对编队卫星进行自主相对导航的原理和方法。着重讨论了两种非线性滤波方法在自主相对导航算法中的应用，并深入比较了这两种方法的性能与优缺点，为实际系统中导航算法的确定提供了思路。之后进一步讨论了如何在自主相对导航的基础上，应用P-D控制策略实现对编队队形的控制。本文最后研究了利用相对测量手段对编队卫星进行自主绝对导航的各种方法。内容包括，探讨仅利用星间距离测量对卫星的轨道参数进行估计的可能性，研究如何使用卡尔曼滤波算法实现基于惯性基准相对位置矢量测量的自主绝对导航，与已有的最小二乘方法比较，该方法的优势在于可以动态地跟踪卫星的轨道要素，实现真正意义上的绝对导航。