随着空间技术的发展,现代小卫星技术正在日益走向成熟,必将会发挥出越来越大的作用。卫星组网为小卫星开辟了新的应用方向和发展空间。本文从动力学的角度出发,对卫星组网进行了有意义的探索和研究。 首先基于二体假设,本文介绍了研究卫星组网中卫星运动所需的三个坐标系和描述卫星轨道的六个经典轨道要素,其次讨论了二体动力学模型和航天器相对运动动力学模型,推导了二体动力学模型中的相关公式和航天器交会的相对运动动力学方程。 在卫星组网过程中涉及到许多轨道机动过程,本文介绍了轨道机动中常用的几种方法并进行了比较,其中重点介绍了Lambert方法,指出单圈Lambert方法在飞行时间过长时,会出现转移轨道偏心率过大的问题;接着给出了能够解决该问题的多圈Lambert方法;最后提出了一种自适应的Lambert方法,以满足高精度要求。 卫星编队的保持和控制是编队飞行的一项关键技术,本文对卫星相对运动中的最优交会技术进行了深入研究。分别介绍了相对运动中的二冲量最优交会和多冲量最优交会算法,并利用小生境遗传算法对多冲量交会对接进行了全局优化。 误差分析手段能够对动力学方法进行分析,得到每种算法的精确程度,为选择合适的算法提供精度准则,同时也能为轨道机动提供偏差预报。本文详细介绍了误差分析中用到的几项关键技术,在此基础上给出了考虑地球非球形引力摄动影响的误差分析具体过程并加以实现。