目前，低轨微小卫星技术在航天领域日益成熟，逐步成为各航天强国的研究热点。尤其是在高分辨率对地观测等空间任务中，低轨微小卫星可以显著地降低有效载荷的功耗和重量。但是当微小卫星运行在低轨道或超低轨道时，气动力将会对卫星编队飞行的轨道和姿态造成巨大的影响，严重影响微小卫星的使用寿命。为了满足低轨微小卫星的空间任务需求，必须采取有效措施克服气动力造成的不利影响。本文从利用气动力作和气动力矩的角度出发，研究了低轨微小卫星编队飞行的相对轨道控制和姿态协同控制方法。首先，基于稀薄气体动力学理论，建立了卫星气动板的气动力模型，并分析了平面在自由分子流层中的主要影响因素，为执行机构的最优配置提供了理论依据。其次，在高精度J2项摄动方程的基础上进行推导，得到了一组适用于差分气动力控制的非线性相对运动方程，通过切换六种气动板配置方式，依次进行轨道面内和轨道面外的路径规划设计，实现微小卫星编队构形重构控制。通过利用Matlab仿真验证了该控制策略的可行性，对J2项摄动的不利影响也起到了很好的抑制作用。再次，进一步改进执行机构的配置方式，针对卫星编队轨道保持问题，提出了一种基于差分气动力作用的长期连续控制策略，并设计了基于李亚普诺夫函数的闭环反馈控制律，使卫星编队飞行控制一直保持较高的精度。仿真结果表明，在考虑误差存在的情况下该控制器能够准确的进行轨道保持控制。最后，本文针对低轨微小卫星编队飞行的姿态协同控制问题进行了深入研究，采用了气动力矩的控制策略，设计了一种变结构姿态协同控制器。基于线性化处理逆运算的思想，通过求解雅克比矩阵得到气动板角度变化值，从而得到执行机构的驱动指令。仿真结果表明，所设计的变结构姿态协同控制器可以有效地实现低轨微小卫星姿态协同控制。