题目：大椭圆参考轨道卫星编队动力学与控制研究

随着空间技术的发展，特别是微小型航天器技术的日益成熟，基于多个航天器合作的卫星编队任务已经日益得到人们的关注。大椭圆轨道偏心率较大，远地点相当于地球半径的数倍甚至数十倍，在较长的轨道周期内运行于远地点上空，具有独特的轨道特性和重要的应用价值。大椭圆参考轨道卫星编队飞行将大椭圆轨道与卫星编队飞行的特点相结合。大椭圆参考轨道卫星编队在远地点附近运行时，速度较低，运行时间较长，能够在较长的时间范围内收集更多的信息，使得编队对特定感兴趣的地区具有更长的观测时间，可以实现空间磁场探测、地区通信、预警以及信息干扰等特殊空间任务，具有重要民用、军事应用价值。 建立了椭圆参考轨道相对运动模型，使用了基于二体运动方程的动力学建模方法和基于星间几何关系的运动学建模方法，研究了大椭圆参考轨道卫星编队相对运动的五种基本轨迹，总结了相对运动轨迹特性，基于此设计了双星以及三星编队情况下的典型编队构型。 基于摄动力量级分析，考虑地球扁率J2摄动以及大气阻力摄动，研究了摄动力对大椭圆参考轨道卫星编队的整体摄动影响，以及其对编队卫星间相对运动的影响。针对摄动力中起主要影响作用的地球扁率J2项，提出了稳定编队队形设计方法，通过调整主、从星间相对偏心率以及相对轨道倾角的关系达到消除地球扁率J2项长期相对摄动影响的目的，数值仿真结果验证了该方法的有效性。 研究了大椭圆参考轨道下编队队形的保持控制问题。建立了被保持系统动力学模型，选取合适的推力模型，采用线性二次型调节器进行控制律设计，研究了基于Lawden方程的编队队形保持控制方法，并通过具体的仿真实例验证了此方法的可行性。 本文对大椭圆参考轨道卫星编队所涉及的关键理论进行了研究，为大椭圆参考轨道卫星编队的应用打下了基础。