近年来,随着大规模集成电路和微电子机械技术的发展,美欧提出并开始发展高集成度、微型化的芯片卫星。受质量、体积和功率的制约,芯片卫星功能简单,通常需要以大规模集群的方式协同工作,无需也无法进行精确的编队,仅需保持在特定范围内,即存在多个领航者的情况。为此,本学位论文以具有多领航-跟随结构的大规模芯片卫星群为背景,针对其敏感器视场和通信链路受限等信息共享方面的约束,利用代数图论等工具针对超大规模芯片卫星群的相对位置包容控制进行深入研究,论文取得成果如下:针对无向固定拓扑条件下的大规模芯片卫星群,利用代数图论方法,提出了一种指数收敛的相对位置包容控制算法,给出了收敛性和极大收敛速度对控制增益系数和通信拓扑结构的约束条件,使得跟随者可以以指数速度收敛至由多领航者围成的凸包内并在之后保持在凸包内,实现大规模芯片卫星的位置包容控制。并结合大规模芯片卫星群任务背景对指数收敛的位置包容控制算法进行数学仿真验证,并分析控制增益系数的选取和系统信息拓扑的设计对系统性和收敛速度的影响。针对具有收敛时间和机动速度要求的大规模芯片卫星群任务,分别在无向固定拓扑和联合联通拓扑下,基于齐次理论设计了有限时间收敛的芯片卫星群位置包容控制算法,使得跟随者可在有限时间内进入到领航者围成的固定凸包内。并结合芯片卫星群任务背景进行数值仿真验证所设计算法在无向固定拓扑和联合连通拓扑下的有效性。考虑外部干扰对卫星轨道运动的影响,在有向强联通拓扑下,针对大规模芯片卫星群设计了非奇异终端滑模控制器和快速终端滑模控制器,使得跟随者在存在外部干扰的情况下,可在有限时间进入到领航者围成的固定凸包内。并结合芯片卫星群任务背景进行数值仿真验证所设计算法的有效性和对外部干扰的鲁棒性。