● 摘要
卫星星座因其独特的工作方式和广阔的应用前景已成为航天领域研究的热点。为使星座保持其工作方式以及顺利完成预定任务，实现星座自主运行至关重要，这也是星座设计中重要的研究内容。而星座自主轨道控制与分布式仿真是星座自主运行中两个关键技术，本文围绕这两个关键技术展开研究工作。
本文首先研究星座卫星有摄运动，以卫星相对其标称轨道运动为背景，引入一种相对轨道根数并建立基于该相对轨道根数的星间相对运动模型，并通过仿真验证该模型的准确性。在此基础上，归纳总结了星座构型初始化方法，并根据所总结的方法设计了一种三星时差区域星座的初始化方案。
针对星座自主轨道控制，本文研究了基于相对轨道根数的轨道控制策略，并分别设计了星座卫星绝对位置保持与相对位置保持两种星座自主轨道控制方案。在绝对位置保持方案中，给出了三种轨道平面内机动控制方法，即沿迹向的双脉冲，沿迹向的三次脉冲与沿迹向和径向的双速度脉冲。仿真结果表明沿迹向三次速度脉冲方法是进行轨道平面内机动控制较合适的方法。在相对位置保持方案中，针对三星时差区域星座几何构型保持，以星间相对距离为控制对象，提出了一种星间相对位置控制基准的确定方法，并通过仿真验证该方法的正确性。
最后，基于分布式仿真技术，本文设计了星座分布式仿真平台，详细给出该仿真平台功能需求，软硬件配置，仿真时序与界面的总体设计过程。在此基础上，对仿真平台中的仿真网络通信，卫星轨道动力学，卫星自主控制与星座构型保持四个关键技术进行研究，并设计仿真网络通信验证平台，卫星轨道动力学、卫星自主控制与星座构型保持仿真软件，对所研究的技术方法进行验证。