针对卫星携带燃料有限的实际情况,本文提出了一种有效的方法计算连续小推力作用下的卫星编队机动燃料最省控制问题。实现长期卫星编队飞行的首要问题是构造出个能够顺从主要空间摄动力的自然周期编队,为此,本文设计一种能够顺从J2摄动的自然周期类圆型编队作为卫星编队机动的目标轨道。由于目标轨道是以隐式约束方程表述的且入轨时刻未知,因此本文构造了终端时刻自由的最省燃料控制问题。为了避免计算的复杂性和困难性,采用了勒让德伪谱法将本文构造的最优控制问题转化成非线性规划问题进行求解。因为设计中包含了精准的终端约束和采用连续小推力,所以本文提出最优控制律能够合理有效地实现卫星编队最省燃料飞行。本文的具体工作如下:首先,根据假设,建立卫星的动力学、运动学方程。然后分析说明卫星在轨道机动过程需要满足的初始条件、路径约束和终端约束。对运动方程和约束条件做无景纲化处理,构造卫星编队机动终端时刻自由的燃料最省控制问题。其次,介绍了儿种卫星轨迹优化理论和方法,根据本文所要求解的实际问题,经过分析比较后选取勒让德伪谱法进行求解,并对勒让德伪谱法的基本原理和求解步骤进行详细的说明。最后,利用勒让德伪谱法将构造的燃料最省控制问题转化为标准的非线性规划问题。采用MTALB和TOMLAB进行求解和仿真,对仿真结果进行分析并通过仿真结果验证本文的算法的有效性。