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Hill方程假设卫星轨道是小偏心率和无摄动的，实际应用时难以获得高精度的星间基线估计。本文提出了一种基于主星位置展开的扩展Kalman滤波算法，该算法采用含摄动的卫星运动模型,综合利用星间无线电和红外仪器的原始量测，实现了小卫星星间基线的融合估计，提高了估计精度。仿真实验针对J2摄动模型验证了算法的可行性和有效性。