中文摘要：

复杂任务下航天器受到来自内部、外部扰动及建模误差等多种因素干扰，传统的导航和控制技术难以满足航天器日益提高的精度和可靠性要求，抗干扰导航与控制已经成为一项核心技术。本项目针对典型航天任务，研制具有开放性的多源干扰下姿态确定与控制一体化综合测试分析平台。该平台由干扰分析与模拟器、多传感器组合定姿系统、多模式控制执行机构及控制系统、运动学转台、气浮测试台等组成。该平台可综合分析内部、外部干扰、建模误差等不同类型系统干扰特性以及对控制系统影响机理，进行多源干扰下"精细"抗干扰姿态确定及姿态控制方法设计、分析、系统集成和测试，实现多源干扰下多模式抗干扰姿态确定与控制一体化系统优化设计，完成各模式下多指标性能测试、分析与评估。研究成果将推动多源干扰环境下抗干扰导航与控制基础理论与应用研究，缩小理论研究与工程应用的距离，提升我国航空航天领域自主创新能力。

结论摘要：

复杂环境下(如深空探测)航天器系统除了含有模型中的非线性动态、耦合、时滞以及其它未建模动态等建模误差之外，还包括传感器测量噪声、控制执行机构误差和结构振动等内部干扰，以及外部太空环境干扰力矩影响。多源干扰的存在严重影响了航天器导航和控制精度，抗干扰控制理论研究已成为现代控制理论的热点和难点。与航天强国相比，我国航天器的自主性、精确性和可靠性等方面尚有较大差距，本项目是国际上首次开展多源干扰环境下航天器全回路抗干扰自主控制方法及测试分析装置的研究，旨在推动抗干扰控制理论研究，突破航天器抗干扰控制核心技术，为我国深空探测、高分辨率对地观测等航天工程提供技术储备。 具体研究内容如下1.提出了多源异构干扰信号的数学表征方法、干扰特性及影响机理的分析方法；针对航天器典型噪声、干扰及故障，研制了干扰模拟器和故障等效器，建立了航天器多源干扰系统表征模型和鲁棒性分析方法。2.针对多源干扰影响下的航天器抗干扰姿态确定问题提出了鲁棒滤波与非高斯随机分布滤波相结合的高精度姿态估计方法，突破了新型复合分层抗干扰滤波技术，提高了姿态确定系统的精确性和可靠性；进一步，编制了抗干扰姿态确定系统分析软件，搭建了抗干扰姿态确定系统硬件平台，完成了抗干扰姿态确定方法的评估与验证。3.研究了多源干扰影响下的航天器抗干扰姿态控制问题。将干扰观测器与变结构控制、智能控制等方法相结合，系统地提出了基于干扰观测器的复合分层精细抗干扰控制方法，提高了姿态控制系统的精确性和鲁棒性，并可同时实现干扰抑制、补偿和故障检测；研制了抗干扰姿态控制方法测试的软硬件平台，完成了抗干扰姿态控制方法的评估与验证。4.建立了一套包括干扰模拟器、光纤陀螺、飞轮等敏感器和执行机构硬件的航天器姿态确定和控制系统抗干扰一体化测试分析平台；实现了多源干扰的建模与影响机理分析、典型抗干扰姿态确定与控制方法测试评估、抗干扰姿态控制系统性能对比分析等功能。 2013年研究内容获得国家自然科学二等奖（排名第1），2012年研究团队获批教育部长江学者创新团队；本项目发表学术论文50余篇，其中SCI收录28篇，在美国CRC出版社出版专著1部。申请国家发明专利26项（已经授权7项），获得软件著作权3项。研究成果在火星着陆器、无拖曳卫星等国家重大工程中得到了成功验证和应用。