大家可能在航展時看到過帥氣的飛機(jī)編隊，或者在鳥兒遷徙的季節(jié)看到過整齊的大雁編隊,，其實在太空,，衛(wèi)星編隊也正在成為新的趨勢。

衛(wèi)星編隊,，顧名思義就是指若干顆衛(wèi)星組成一定的編隊構(gòu)型,，每顆衛(wèi)星既要保持這個構(gòu)型，又要相互聯(lián)系,、協(xié)同工作,，整個星群構(gòu)成一個超大的“虛擬衛(wèi)星”或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，共同實現(xiàn)近地勘測,、深空探測,、干涉測量等任務(wù)。

早在20世紀(jì)90年代末,，隨著航天任務(wù)需求的復(fù)雜度不斷提升,，許多任務(wù)已經(jīng)無法依靠單顆衛(wèi)星實現(xiàn)，衛(wèi)星編隊開始成為一種新的解決方案,。那么,，衛(wèi)星編隊如何提升系統(tǒng)的整體性能？

以兩顆合成孔徑雷達(dá)（SAR）衛(wèi)星編隊為例,，兩顆星對地面的同一區(qū)域進(jìn)行成像觀測,，這就像人的眼睛,，一只眼睛只能看到平面，兩只眼睛就可以看出高度和深度,，可用于險峻高地,、森林植被等地形的測繪。此外,，衛(wèi)星編隊更具靈活性和冗余度,，因為它能容忍單點故障，降低任務(wù)失敗風(fēng)險,。而且,，以小衛(wèi)星為物質(zhì)基礎(chǔ)的衛(wèi)星編隊，其最吸引人的地方就是制造成本低,、投資收益高,。

成本低、重量輕,、研制周期短的小衛(wèi)星快速發(fā)展,，加速了衛(wèi)星編隊的發(fā)展。當(dāng)前,，多個國家對衛(wèi)星編隊展開了深入的研究,，并在近20年內(nèi)取得了極其迅猛的進(jìn)展，其中典型的衛(wèi)星編隊系統(tǒng)有美國的GRACE,、歐洲的SWARM,、德國的TanDEM-X以及我國的天繪二號等等。

目前,，衛(wèi)星編隊衍生出多種形態(tài)，有像花樣滑冰的雙星繞飛編隊,、形似豎琴的三星編隊,，以及難度較大的轉(zhuǎn)動車輪式四星編隊等等。不過,，要實現(xiàn)衛(wèi)星的編隊飛行并不容易,，這就像一臺車在路上行駛很簡單，但好幾臺車在路上保持一定的隊形共同前進(jìn),，還是無人駕駛的車,，難度就攀升了。

既要滿足任務(wù)要求,，又能保持長期穩(wěn)定的編隊隊形,，要克服很多挑戰(zhàn)。首先,，編隊衛(wèi)星上天后,，第一件事是進(jìn)入任務(wù)軌道，開始依次調(diào)軌形成編隊構(gòu)型。衛(wèi)星在編隊中將受到各種攝動因素干擾,，構(gòu)型參數(shù)會發(fā)生異化,。其次，編隊構(gòu)型穩(wěn)定后,，空間碎片,、不明飛行物等也可能會穿越衛(wèi)星編隊構(gòu)成的虛擬陣，影響系統(tǒng)性能,。

所以,，衛(wèi)星編隊的穩(wěn)定需要強(qiáng)大的技術(shù)支持，在衛(wèi)星編隊的全生命周期都需要強(qiáng)大的姿態(tài)與軌道控制系統(tǒng),、測運控系統(tǒng),、自主運行技術(shù)等，來提高整個系統(tǒng)的機(jī)動性,、穩(wěn)定性,、安全性和抗干擾性。此外,，編隊衛(wèi)星之間也需要互相“交流”,，交換彼此之間的距離、位置等信息,，實現(xiàn)時間,、空間和相位同步，這就要依靠星間通信鏈路,、相位同步鏈路等技術(shù),，使衛(wèi)星編隊飛行能進(jìn)行大量實時數(shù)據(jù)和控制指令的傳播與處理，幫助編隊衛(wèi)星協(xié)同工作,，達(dá)到“1+1>2”的效果,。

近年來，隨著傳感器等技術(shù)的快速發(fā)展,、工業(yè)化的進(jìn)步,，衛(wèi)星編隊的應(yīng)用場景逐步從過去單一的國家任務(wù)拓展到多元的商業(yè)化場景，在全球互聯(lián),、實景三維,、城市安全、自動駕駛等新興市場都有廣闊的應(yīng)用前景,。同時,，我國商業(yè)衛(wèi)星公司因成本低、迭代快,、批產(chǎn)化等特點在衛(wèi)星編隊的研發(fā)中也體現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢,，未來有望在此領(lǐng)域貢獻(xiàn)更高的價值,。

文字參考：2023年4月5日出版的《環(huán)球》雜志第7期

原文標(biāo)題：《衛(wèi)星編隊新趨勢》