空间极小推力宽范围可调推进技术是高精度航天器重点支撑技术，其性能决定了高精度控制任务的成败.在分析了空间极小推力宽范围可调推进技术内涵的基础上，对典型的宽范围极小推力冷气推进技术、电推进技术进行了国内外研究情况分析.研究分析了空间极小推力宽范围可调推进技术中涉及到的关键技术，如极小推力模型及高精度闭环控制技术、高精度流量驱动控制技术、高精度流量测量技术、高精度极小推力测试技术.对空间极小推力宽范围可调推进技术的发展现状和发展趋势进行了总结，给出了我国空间极小推力宽范围可调推进技术的发展建议.首次全面、系统地对空间极小推力宽范围可调推进技术进行了综述、总结和展望.

提出一种基于中微子探测的隐蔽环境载体运动状态确定方法.中微子是一种质量极小、仅参与弱相互作用的微观粒子，恒星发光、核反应堆发电等物理过程都会产生大量中微子.利用中微子传输信号的优势在于中微子具有极强的穿透能力，能够穿透行进路径上的天体.中微子信号源可作为导航信标，为隐蔽环境中的载体提供定姿和定位信息.分别设计了基于太阳等天然中微子信标的姿态确定方法和基于核电站等人造中微子信标的导航定位方法，上述方法的提出，有助于解决传统天文导航(CNS)和全球卫星导航系统(GNSS)在信号拒止环境中无法正常工作的问题.通过数学仿真验证了本文所提方法的有效性.

 针对如何进行姿态敏感器配置的问题，提出了一种确定最优姿态敏感器配置的方法.首先，将工程中的姿态敏感器配置问题用数学模型进行描述；其次，以可靠性为基础，建立系统可靠性模型；然后，引入等价因子这一概念，将配置可选方案之间的优劣以可靠性的形式等价到控制系统中，将系统可靠性模型转化为系统等价可靠性模型；最后，通过对比系统等价可靠性模型的具体数值，确定出最优的航天器姿态敏感器配置方案.文章最后，以一工程实际为例，利用该方法进行姿态敏感器配置的确定，结果表明该方法可行和有效，对工程具有理论指导意义.

 多星多载荷敏捷成像卫星自主任务规划是一个复杂的多约束、非线性NP困难问题.分析了卫星观测任务约束和星上资源约束，建立了多星多载荷自主任务规划模型.针对此任务规划模型的特点，以及传统遗传算法和禁忌搜索算法的优缺点，采用了一种遗传禁忌混合算法进行求解.混合算法将禁忌算法嵌入遗传算法作为禁忌算法变异算子，解决了遗传算法早熟的问题.仿真结果表明混合算法比遗传算法收敛速度更快，比禁忌算法优化效果更好.

 针对太阳帆航天器行星悬浮轨道保持控制问题进行了研究.首先，建立了柱坐标系下太阳帆动力学模型；然后，对模型进行线性化处理，推导出太阳帆状态方程；接着，设计线性二次型调节器(LQR)及基于遗传算法(GA)改进的控制器，对出现扰动的轨道进行控制；最后，通过仿真结果对比，表明上述控制器均可实现轨道保持控制，且基于GA改进的LQR性能明显优于传统LQR.

 航天器对大容量高效计算的要求越来越高，现有的星载计算体系的能力已经难以满足其需求，需要建立具有自组织能力的智能计算体系，还要实现高效的任务调度.给出了航天器分布式智能计算体系的模型和任务调度问题的多目标优化模型，并根据该模型设计了改进粒子群算法和改进蚁群算法结合的DPSOEACO算法，先利用粒子群算法生成初始调度方案，再用该方案初始化蚁群算法，利用蚁群算法生成最终调度结果.仿真结果表明，该算法的性能与改进粒子群算法和改进蚁群算法相比具有明显的性能优势.

针对带有未知统计特性噪声的非线性系统，提出了一种新型的自适应滤波器——自适应高斯—厄米特滤波器(AGHF)，其过程是通过将SageHusa噪声估计器推广到非线性系统，得到更为一般的噪声估计的递推形式，它与高斯—厄米特滤波器(GHF) 相融合，得到适用于带有未知统计特性噪声的非线性系统的高精度自适应滤波器.仿真结果表明，当非线性系统存在一类未知统计特性噪声(系统噪声或测量噪声)时，与扩展卡尔曼滤波器(EKF)、GHF和自适应扩展卡尔曼滤波器(AEKF)相比，AGHF滤波器可显著提高对噪声统计特性和系统状态的估计精度.

太阳敏感器作为检测太阳矢量方位角的一种光学仪器，是卫星进行姿态测量、确定和控制的重要敏感器.随着天基对日观测活动的发展，对日精确指向需求强烈，太阳敏感器的精度和数据更新率成为制约对日观测平台稳态控制和精确观测的关键因素.针对太阳敏感器高精度和高更新率的需求，从光学系统、电路系统和软件算法等多个角度出发，设计了一种太阳敏感器，经标定测试，精度随机误差达到0.716″(3σ)，更新率达到62 Hz.

 为了实现交会对接光学成像敏感器的功能、性能，其金属反射镜组件对面形精度和指向精度要求较高.金属反射镜组件在加工和装配过程中会产生装配应力，导致反射镜的面形和指向精度发生变化.在改进装调流程的基础上，首先通过仿真分析确定了反射镜安装螺钉的拧紧力矩；其次，优化了反射镜支架和反射镜安装面的平面度公差，从0.008 mm提高到0.002 mm；选用柔性材料制作过定位尺寸链的零件，对比了改进前后的反射镜指向变化和装配应力，改进后大幅减小，保证了反射镜精度指标要求.反射镜组件在装配到整机后面形和指向精度变化较小，反射镜面形达到PV≤0.2λ，RMS≤0.06λ(原方法数据PV≤0.8λ，RMS≤0.13λ)，反射镜力学和热学环境实验前后反射镜指向变化由≤2′，提高到≤1′，保证了敏感器的测量精度.

根据机械冲击式主动消旋方法的特点，设计了变压力柔性冲击末端.考虑到变压力柔性末端的流固耦合作用，通过分析内部气体压力对末端刚度的影响，确定了压力阈值并展开优化设计.对柔性冲击末端与空间碎片之间的碰撞力进行了理论分析与实验研究，建立了柔性末端与空间碎片碰撞的接触模型，设计了冲击与测量实验系统，修正了摩擦模型，通过冲击实验验证模型与实验结果吻合较好，法向碰撞力和切向摩擦力模型计算误差分别小于6.7%和6.9%.研究表明变压力柔性末端设计合理有效，满足空间碎片消旋要求，对发展空间碎片捕获方法具有重要指导意义.

基于机抖式激光陀螺的捷联惯导系统是航天器控制系统的关键单机之一.抖动效率是表征机抖式激光陀螺性能的重要参数，实践证明惯导系统设计对陀螺抖动效率有重要影响.通过建立系统的动力学模型，针对各系统参数对陀螺抖动效率的影响规律进行了分析研究.研究表明多个系统参数对陀螺抖动效率有着显著影响，根据分析结果给出了具体的系统设计设计方法和原则，并在某型小型化惯导的设计中得到应用和验证.研究结论对机抖激光捷联系统的小型化和多表冗余设计有一定指导意义，并提供了一种在设计阶段对陀螺抖动效率进行预估的有效方法.