摘要：多飞行器编队的多重作业能力强、可靠性高、整体效率高,是未来航空领域发展的重要方向,而高精度的相对导航是实现多飞行器编队飞行的关键。为了实现高精度相对导航,现有方法通常采用增加导航传感器种类或提高导航传感器测量精度的方式提升相对导航精度,但这不仅导致相对导航系统成本和体积的增加,而且会导致系统复杂性的增加。为此,本文从编队整体的几何拓扑结构出发,建立编队几何拓扑约束模型,并将其引入对相对惯导误差的估计中,提出一种基于几何拓扑约束的协同相对导航方法。所提方法通过引入整个编队的几何拓扑信息,能够在不增加导航传感器配置的前提下提升相对导航精度。在此基础上,设计得到一种多飞行器高精度协同相对导航方案。仿真结果表明,所提方法具有比现有方法更高的相对导航精度,其相对定姿、相对定位和相对测速的误差均方差分别减少了66.48%、48.73%和69.53%以上,可以实现多飞行器之间高精度的相对导航。

摘要：空间灵巧飞行器编队技术主要采用结合任务需求实现队形的构成和位置保持,基于主从原理和虚拟结构方法,考虑针对多任务的队形改变和保持需求,提出了编队过程中的多种约束。通过对开环最优轨线的分析,结合最省燃料方式给出可行的轨线形式和对应的控制解,并设定不同类型的闭环控制律,形成基于最优理论的空间飞行编队的高精度时间可控的队形控制方法。最终结合空间多飞行器编队应用,进行所提出方法的验证。仿真结果表明:所设计的编队控制方法能满足燃料、精度等约束。