本文论述了小卫星编队飞行相对运动与队形保持控制研究。 卫星编队是指用分布式编队概念来实现通信、侦察和导航等任务的卫星群，由若干颗卫星组成一定的形状，每颗卫星一方面要保持编队形状，同时还绕地球转动，轨道周期都是相同的。编队中的每颗卫星相互协同工作（单颗星所发挥出的作用是有限的），相互联系，共同承担，通过各自的有效载荷实现通信、信号处理等任务信号处理等任务。编队后的微型系统所发挥的功能远大于各单颗小卫星的简单相加。这在小卫星、微小卫星甚至是纳米卫星编队飞行中尤为明显。因此，对于微小卫星编队问题的研究已经引起世界各方的关注。 首先，分析在轨相对动力学与运动学关系，根据Hill方程约束，进行参考星为圆轨道的编队队形设计。并在此基础之上进行参考星为圆轨道的编队队形设计。 其次，在描述椭圆轨道卫星编队的相对运动方程的基础上，分析了能够进行编队飞行的条件，并以此为基础，提出椭圆轨道队形构建的依据。然后分析J2项摄动因素对椭圆轨道编队飞行的影响，得出J2项因素引起x和z方向相对距离的漂移，从而破坏队形。为消除一部分J2项摄动因素的影响，通过调整环绕卫星的偏心率对队形进行修正，从而基本消除x方向上的漂移量。经算例仿真，该方法是行之有效的。 最后，进行了对编队队形保持的控制方法的研究，主要采用了比例-微分的控制方法。在仿真过程中，利用S函数解决了时变系统控制仿真的问题，最终实现了对参考星为椭圆轨道的卫星编队队形保持的控制。