本论文以我国航天领域某863重大课题为背景.该课题将演示验证多项国际领先的航天技术,其中之一即是验证目前国际航天领域极其关注的编队飞行技术.通过追踪飞行器对目标飞行器的绕飞监测,验证空间两体按一定队形相对运动的导航和控制技术.本论文与国际上在编队飞行领域的研究同步,因此具有其先进性、创新性和前瞻性.本论文对于编队飞行技术的研究包括理论研究和应用研究两部分.理论研究包括编队飞行相对运动动力学模型的建立、编队飞行队形设计、编队队形的控制和保持方法以及编队飞行自主相对导航等;应用研究则基于863课题背景,分别研究了空间无碰撞绕飞轨迹和队形重组方案等.本文首先以Hill方程为基础,通过推导给出了主飞行器运行轨道为圆轨道和椭圆轨道两种情况下的编队飞行相对动力学方程,并分别对相对运动做了分析.特别地,对于椭圆轨道编队飞行,由于其相对运动不显含时间,因此本文采取微分变量代换的方法,以真近点角为自变量,最终获得了椭圆轨道相对运动的一般解析解.以上面的相对动力学为基础,本文接着针对圆轨道和椭圆轨道两种形式的编队飞行,对几种特殊编队队形进行了设计和分析.并在此基础上获得了圆轨道空间任意椭圆编队队形并给出了有用的结论,以此可以设计出空间无碰撞的绕飞轨迹.(去掉)本文还以空间圆形为例进行了空间正三角形编队队形设计,并给出了参与编队各飞行器初始轨道根数的计算流程.本文还对线性Hill方程的误差源进行了研究,并给出了误差仿真分析.对于编队队形的控制和保持问题,本文重点研究了固定推力的模糊控制方法.通过对模糊变量的选取、隶属度函数的设计、模糊控制规则的制定以及模糊处理方法的确定等,以期尽可能地节省队形控制与保持的燃料消耗.本文在常规模糊控制的基础上,给出了考虑J<,2>项摄动积极影响的改进模糊控制方法.鉴于最优控制和模糊控制二者各自的优点,本文还提出了将二者联合起来的最优——模糊联合控制方法,并通过数学仿真对几种控制方法从控制性能和燃料消耗两个方面进行了比较分析.本文最后还将最优——模糊联合队形控制同基于视觉的相对导航综合为一个闭环控制系统,并对整个系统进行了仿真分析.