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绳系InSAR系统是一种两颗及两颗以上SAR卫星,以系绳方式连接形成的特殊的分布式SAR系统,具有可在轨快速展开、基线长期稳定、任意星下点纬度均存在有效干涉基线等特点,可满足突发事件对地形测绘及动目标检测等快速信息获取的需求。快速展开至目标构形并保持稳定、绳系状态下高精度波束同步等是绳系InSAR系统正常工作的前提和保障。本学位论文针对绳系InSAR系统构形稳定性、构形快速展开及控制和波束同步等方面进行了深入研究,具体研究内容如下:建立绳系InSAR系统在大气阻力和J2摄动影响下的珠点模型,在此基础上推导适于求解和分析的系统简化模型,使用四元数法描述系绳张力影响下的卫星姿态运动,并分析系绳离散数量和大气阻力及J2摄动与系绳空间分布形态之间的关系。给出运行于圆轨道、存在静态平衡位置的链式多星绳系卫星系统的平衡构形求解方法,并分析系统各平衡构形所适用的观测任务。在此基础上,将系统在平衡位置附近线性化,并分析系统各平衡构形的稳定性。结合系统任务需求和系统构形稳定性确定双星绳系InSAR系统快速展开和稳定控制策略。以展开时间最短和最终面内摆角最小为目标,基于高斯伪谱法规划面向DEM任务系统最优展开路径,并考虑外界扰动和系统模型误差设计自适应滑模控制器来跟踪系统最优展开路径。根据面向GMTI任务系统的短系绳特性选择自由展开方式,使用粒子群算法对系统初始分离速度和角度进行优选,并提出喷气控制方法将系统稳定到水平方向附近。提出链式多星绳系卫星系统的展开分离模式,分析系统展开的影响因素,使用参数分析法定性地研究不同分离模式下展开控制参数和分离速度对链式多星系统展开的影响,并基于上述结果结合系统任务需求确定面向不同任务的链式多星绳系InSAR系统展开策略。结合InSAR任务中残余多普勒中心频率问题,以系统信噪比和多普勒质心最优为目标分别设计系统最大波束覆盖重合率同步策略和最大波束相干同步策略,考虑系绳张力、外界扰动和模型不确定性影响设计自适应滑模控制器使绳系InSAR系统能够完成波束同步。