以人造卫星作为遥感平台,遥感卫星可以在外层空间对地球表面进行遥测,被广泛应用于农林水利,气象监测,国土普查和灾害预警等各个领域。新时期为满足遥感应用所提出的更严苛的要求,编队化、敏捷化、智能化成为卫星遥感技术发展的重要方向。本文以遥感卫星编队控制作为技术背景,在控制系统存在不确定性和输入受限的约束下,研究航天器编队的姿态协同控制问题。针对遥感卫星编队“多星重点目标协同观测”成像模式,建立了在轨卫星对地凝视的姿态指向计算模型,并结合该成像模式对姿控系统大角度范围快速姿态机动和高姿态跟踪精度的要求,设计了先利用Bang-Bang控制进行姿态机动实现误差快速收敛,再基于前馈—反馈控制、级联控制等方法进行姿态跟踪的二阶段姿态调节方法,基本满足了快速姿态机动与高精度姿态跟踪的预期设计需求。针对遥感卫星编队控制中可能出现的干扰力矩、卫星转动惯量不确定性和执行机构饱和等约束,进行了编队姿态协同控制的研究。本文首先基于Nussbaum增益理论,设计了考虑执行机构饱和的自适应姿态协同控制器。然后在此基础上,利用自适应方法、扩张状态观测器等手段,对系统中存在的不确定性进行实时估计,使控制器可以对系统不确定项在线补偿。数值仿真结果验证了上述控制器对系统的稳定控制作用。针对航天器编队中只有部分的成员可以获得领航航天器姿态信息,和现实中的通讯手段可能带来编队信息网络拓扑单向性的情况,本文基于有向拓扑理论,建立了编队姿态协同控制的修正罗德里格参数模型,然后设计了基于神经网络的姿态协同控制器。该方法利用神经网络对系统中存在的不确定性进行逼近,利用Nussbaum增益实现对控制力矩的饱和约束,具有较好的控制性能。最后,通过数值仿真验证了该方法的稳定性。