中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”于2007年10月24日成功发射并于11月7日顺利进入了距月面200km的科学探测的使命轨道，原计划在整个飞行过程中比较关键的轨道段是地月转移轨道段。要进行2至3次中途轨道修正，而实际的飞行结果只在第41h作了一次很小的修正，所用的速度增量是4.8m/s。基于有关的实测数据对此进行详细的分析，以期获得一些规律性的认识。

提出将鲁棒扩展卡尔曼滤波(REKF)用于增强X射线脉冲星导航系统克服星表误差影响的能力。指出星表误差可以看作模型不确定性的一部分，采用鲁棒滤波技术进行处理。对REKF和传统扩展卡尔曼滤波(EKF)的性能进行对比。仿真结果表明，存在星表误差的情况下，采用REKF算法进行航天器导航，能够获得优于EKF的定位精度。

简述了星际高速公路技术的物理意义和特征以及中国深空探测的现状和计划，分析了圆型限制性三体问题及其周期和准周期轨道，给出星际高速公路的描述与初步计算，探讨了星际高速公路技术在夸父卫星A轨道设计中的应用，最后分析了该技术在未来深空探测活动中的潜在价值。

对最优冲量交会的研究进展进行综述，介绍最优冲量交会中四类比较典型的研究成果：基于冲量校正理论的最优冲量交会、Lambert最优冲量交会、利用数值方法求解的最优冲量交会和基于邻近圆轨道交会理论的最优冲量交会，并分析这些类型的最优交会的特点。

研究采用变速控制力矩陀螺群（VSCMGs）作为姿态控制执行机构的高姿态稳定度敏捷卫星的操纵律设计问题。将VSCMG分为控制力矩陀螺(CMG)和动量轮(MW)两种工作模式，针对每种工作模式进行奇异性分析，并给出逃避奇异的方法。为了获得较好的控制效果，还研究了VSCMG群转子转速向标称转速平衡的方法以及通过调整转子轴构型使转子转速快速返回到标称值的方法。最后通过对算例进行仿真，验证了所设计的操纵律的有效性。

深空探测任务对星载控制计算机的智能性、环境适应性和自主性提出新的需求。介绍目前星载控制计算机容错方法的进展情况，提出可进化硬件容错这种可用于星载控制计算机容错设计的智能容错方法，给出该方法的三种实现结构，即并行结构、串行结构和具有故障检测功能的串行结构，并对各种结构进行分析和比较。最后，用仿真验证平台验证了串行结构的可行性和容错性。

针对步进电机的输出力矩特征以及柔性负载的低频振动特性，提出一种抑制柔性负载振动的控制策略。推导了步进电机驱动柔性负载的动力学模型，分析了输入成形法抑制振动的原理并对其进行了扩展，由此产生的步进电机控制逻辑可以有效抑制柔性负载的低频振动。以数据中继卫星的单址天线回扫模式进行了数学仿真，结果表明，提出的控制策略有效且对系统的参数摄动具有一定的鲁棒性。

针对轨道平面内某一方向发动机失效的情况，利用控制力的耦合效应，设计了航天器轨道转移的控制律。利用碰撞概率分析航天器发生碰撞的可能性，并结合燃料消耗选择一条碰撞概率小于给定的警戒值且燃料最优的转移轨道。最后通过仿真验证了发动机失效情况下的主动防撞机动控制律的有效性。

星光导航是一种自主导航系统。阐述了捷联惯性/星光组合导航系统的构成，星敏感器的工作原理，捷联惯性/星光组合导航的工作原理，以及三种组合导航工作模式。利用现有的设备，进行捷联惯性/星光组合导航系统的车载试验，验证了捷联惯性/星光组合导航技术的可行性和有效性。

推力有限时，地球同步轨道卫星在远地点变轨的弧段很长，会导致较多的燃料消耗。基于冲量变轨原理，研究了地球同步轨道卫星远地点有限推力多次变轨问题，提出了具有星下点约束的最省燃料变轨方案，给出了每次变轨的推力方向和点火起止时刻及最优中间过渡轨道。仿真结果验证了该方案的有效性。

开发一种月球车三维可视化动力学与控制的仿真工具。该工具融合多刚体系统动力学、车轮-土壤交互动力学以及运动控制系统模型，可以模拟松软土壤与复杂地形等环境，评估月球车在这些环境下的运动状况，并研究如爬越松软土壤的大角度坡面等关键工况下的运动控制方法及其优化。最后给出月球车在该仿真工具上运动控制的应用实例。