本书依托我国第一代分布式卫星装备研制，以及“十二五”高分专项分布式卫星编队关键技术攻关研究成果，围绕分布式卫星系统编队设计与控制技术，系统地阐述了分布卫星编队设计、测量和控制的基本理论与方法，着重阐述了编队构形设计、相对导航、构形维持与重构、姿态协同控制和姿轨耦合控制方法，以及编队地面半物理仿真验证技术。主要内容包括卫星编队基础知识、卫星编队受摄建模与作用机理、典型卫星编队构形设计方法、卫星编队相对导航方法、燃料最优编队构形维持与重构控制方法、通信约束下的编队姿态协同控制方法、基于气动力的编队姿轨耦合控制方法，以及编队技术地面半物理仿真验证方法。 本书内容丰富，工程实用性强，可供从事航天任务设计的研究人员和工程设计人员参考，也可作为高等院校飞行器设计及相关专业研究生和高年级本科生的参考教材。

第1章 绪论
1.1 分布式卫星编队系统
1.2 卫星编队系统应用现状
1.2.1 卫星编队技术验证项目发展现状
1.2.2 卫星编队在轨项目发展现状
1.3 卫星编队系统理论技术研究现状
1.3.1 卫星编队动力学建模与设计方法研究现状
1.3.2 卫星编队相对状态测量方法研究现状
1.3.3 卫星编队控制方法研究现状
1.4 卫星编队地面仿真验证技术研究现状
1.5 小结
第2章 卫星编队基础理论
2.1 坐标系定义
2.2 卫星编队轨道动力学模型
2.2.1 非线性化编队轨道动力学模型
2.2.2 线性化编队轨道动力学模型
2.3 卫星编队轨道运动学模型
2.3.1 编队状态相对运动模型
2.3.2 轨道根数差相对运动模型
2.4 卫星姿态运动模型
2.4.1 姿态运动描述
2.4.2 姿态运动学模型
2.4.3 姿态动力学模型
2.5 编队优化控制基础
2.5.1 控制系统稳定性判据
2.5.2 编队控制图论基础
2.5.3 编队控制优化方法
2.6 小结
第3章 卫星编队受摄建模与作用机理
3.1 卫星轨道主要摄动力建模
3.1.1 地球非球谐J2项摄动
3.1.2 大气阻力摄动
3.2 主要摄动力编队受摄建模
3.2.1 J2项摄动力编队受摄建模
3.2.2 大气阻力编队受摄建模
3.3 编队受摄发散机理分析
3.3.1 编队构形参数发散机理分析
3.3.2 编队初始误差发散机理分析
3.4 典型任务编队受摄发散算例
3.5 小结
第4章 典型卫星编队构形设计方法
4.1 编队构形设计约束集
4.1.1 周期性与对称性约束
4.1.2 J2项摄动稳定约束
4.1.3 被动安全性约束
4.1.4 星间避免互射约束
4.2 编队构形设计目标集
4.2.1 应用任务优化目标
4.2.2 控制性能优化目标
4.3 通用构形优化设计流程
4.4 典型构形解析设计方法
4.4.1 空间圆构形解析设计
4.4.2 水平圆构形解析设计
4.4.3 干涉测量构形解析设计
4.5 典型任务编队构形设计算例
4.6 小结
第5章 卫星编队相对导航方法
5。1 圆轨道卫星编队相对导航方法
5.1.1 圆轨道卫星编队相对导航滤波模型
5.1.2 基于协方差估计的自适应滤波算法
5.1.3 典型圆轨道卫星编队相对导航算例
5.2 近圆轨道卫星编队相对导航方法
5.2.1 近圆轨道卫星编队相对导航滤波模型
5.2.2 基于随机序列反馈的自适应滤波算法
5.2.3 典型近圆轨道卫星编队相对导航算例
5.3 大偏心率椭圆轨道卫星编队相对导航方法
5.3.1 大偏心率椭圆轨道卫星编队相对导航滤波模型
5.3.2 基于误差自适应控制的容积卡尔曼滤波算法
5.3.3 大偏心率椭圆轨道卫星编队相对导航算例
5.4 小结
第6章 燃料最优编队构形维持控制方法
6.1 高斯摄动方程
6.2 燃料最优构形平面内维持控制方法
6.2.1 平面内两脉冲维持控制方法
6.2.2 平面内三脉冲维持控制算法
6.3 燃料最优构形平面外维持控制算法
6.4 典型任务构形维持控制算例
6.5 小结
第7章 燃料最优编队构形重构控制方法
7.1 燃料最优多脉冲编队重构控制解析方法
7.1.1 平面内构形重构燃料最优多脉冲解析解
7.1.2 平面外构形重构燃料最优多脉冲解析解
7.2 多模式编队构形重构策略规划
7.2.1 编队构形拉开重构策略规划
7.2.2 编队构形燃料均衡重构策略规划
7.3 典型任务构形重构控制算例
7.4 小结
第8章 通信约束编队姿态协同控制方法
8.1 无向通信自适应有限时间姿态协同控制方法
8.1.1 自适应时变滑模面设计
8.1.2 扰动上界已知的有限时间控制器设计
8.1.3 扰动上界未知自适应扰动估计控制器设计
8.1.4 典型任务仿真算例分析
8.2 通信约束故障容错自适应姿态协同控制方法
8.2.1 基于Indirect方式的扰动自适应估计
8.2.2 无向通信故障容错自适应控制器设计
8.2.3 有向通信故障容错自适应控制器设计
8.2.4 典型任务仿真算例分析
8.3 非持续通信基于事件驱动的姿态协同控制方法
8.3.1 状态无关事件驱动控制器设计
8.3.2 基于模型预测的事件驱动控制器设计
8.3.3 基于学习观测器的事件驱动容错控制器设计
8.3.4 典型任务仿真算例分析
8.4 小结
第9章 基于气动力的编队姿轨耦合控制方法
9.1 基于气动力的姿轨耦合建模
9.1.1 气动力原理
9.1.2 气动板配置方案
9.1.3 姿轨耦合动力学模型
9.2 气动力幅值受限的最优姿轨耦合机动控制方法
9.2.1 考虑输入变化率的最优机动轨迹设计
9.2.2 考虑密度不确定性上界已知的滑模控制
9.2.3 基于滑模观测器的输出反馈控制
9.3 考虑气动模型不确定性的姿轨耦合保持控制
9.3.1 基于神经网络的自适应滑模控制
9.3.2 基于切换神经网络的输卅反馈控制