中国空间科学技术

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陆地探测四号01星总体设计与技术创新

张庆君, 倪崇, 戴超, 刘立平, 唐治华, 舒卫平

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 1-11. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0001

摘要（1119）

PDF（pc）（8217KB）（1115）

为了解决低轨SAR卫星对观测区域成像幅宽小、重访时间长的问题，研制了陆地探测四号01星。其是世界首颗高轨SAR卫星，利用地球同步轨道的轨位优势，对同一地点的重访周期由低轨SAR的天级提升为小时级，幅宽由低轨SAR的百千米级提升为千千米级，可为及时、有效实施灾害应急响应提供有力支持。围绕高轨微波成像的新体制，解决了高轨微波成像、超大功率星载微波发射、超大口径星载天线、多体大挠性高精度姿态稳定控制、万瓦级强脉冲高品质电源、载荷与平台一体化高效热管理、高轨星地一体化精密定轨等一系列关键技术，实现了快重访、大幅宽、全天时、全天候的观测能力。通过分析在轨测试数据，卫星获取的高轨SAR图像纹理清晰，质量良好，可满足防灾减灾、国土资源勘查等领域使用需求。

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星载大口径环形天线的系统设计

冯涛, 张庆君, 林坤阳, 王立朋, 张桥, 杨军刚, 肖勇

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 24-33. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0003

摘要（595）

PDF（pc）（9223KB）（684）

环形可展开天线是星载大口径、超大口径可展开天线的理想结构形式，是高轨遥感、高轨通信卫星应用的关键载荷。星载环形天线是由周边展开桁架和索网系统组成的典型预应力结构，型面精度和展开基频是其主要性能指标。在轨可靠展开是在轨应用的前提，可靠展开是设计的重中之重，以在轨性能指标需求为目标，分析了环形天线各系统参数对在轨性能指标的影响。通过对展开动力系统和传动力系统进行分析，阐述了环形天线各系统参数对展开可靠性的影响，总结了以结构静力学手段评价在轨性能设计和动力学手段评价展开可靠性的方法，明确了通过结构动力学方法进行强度校核和星上锁紧释放设计的星载大口径环形天线系统设计流程，提出了各设计参数的优化策略，并给出了系统设计算例，为未来超大口径星载可展开天线的技术研究和工程研制提供参考。

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航天器用机械泵驱动两相流体回路在轨测试性能分析

孟庆亮, 韦广朗, 于峰, 杨涛, 赵振明, 朱许

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 70-78. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0059

摘要（248）

PDF（pc）（7542KB）（665）

机械泵驱动两相流体回路（Mechanically Pumped Two-phase Loop, MPTL）是通过流动沸腾过程中气液相变潜热的释放而具有极强传热能力的两相传热装置，其在航天器热控领域具有广泛的研究前景。为研究MPTL产品的在轨微重力环境下的工作性能和稳定性，设计并研制了一套包含屏蔽式离心泵、两相控温型储液器和微小流道蒸发器的MPTL，并在某卫星上对其启动特性、相变传热特性、控温特性进行了测试。测试结果表明，微重力下MPTL展现了良好的传热特性。微重力下两相控温型储液器的控温性能达到±0.1K精度，被动冷却功能得到验证，降温速率达到1℃/min。微泵运转时，储液器气相和液相两个测点形成的温差在0.3～1.0K区间内。两个转速下，蒸发器的控温精度在±0.1～±0.3K区间内。回路发生相变过程时会出现过热现象，并导致蒸发器出口测温点温度高于储液器控温点7～8K。通过对比两个转速下的结果，发现过热时间和过热温度与转速相关。采用毛细结构的两相控温型储液器可以有效保证微重力下MPTL的高精度控温和高效两相流管控功能，气液两相转变特性与回路流量大小相关，蒸发器温度稳定性与其内部流体干度大小相关。

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陆地探测四号01星合成孔径雷达载荷设计与实现

李光廷, 谭小敏, 李财品, 聂世康, 林晨晨, 朱雅琳, 刘波

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 123-130. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0064

摘要（355）

PDF（pc）（5812KB）（597）

为了满足国家防灾减灾对SAR系统高重访宽覆盖的要求，设计并研制了世界首颗地球同步轨道SAR卫星－陆地探测四号01星(LT-4)。该卫星采用环形可展形反射面天线加相控阵馈源体制，工作于L频段，轨道的特殊性使该卫星天然具备了高重访宽覆盖的特点。为了对陆地探测四号01星SAR载荷系统进行全面介绍，首先对高轨SAR区别于低轨SAR的特点进行了说明，并给出了SAR载荷的关键性能参数；然后介绍了SAR载荷成像工作过程，阐述了SAR载荷关键设备的主要功能性能；最后对十余年的载荷研制历程进行了简述，并给出了载荷集成测试项目与试验验证情况。SAR载荷首次开机成像即得到世界首幅高轨SAR图像，图像信息丰富，载荷在轨状态稳定。成像结果表明陆地探测四号01星SAR载荷设计合理，地面测试与验证充分，可以为国灾防灾减灾提供有利的信息支持。

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基于洞穴的月球基地研究

李林凌, 刘金刚, 侯宇葵, 刘卫, 李明富, 尹硕辉, 王磊, 许梦川, 彭兢, 孙泽洲

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 9-18. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0034

摘要（650）

PDF（pc）（7961KB）（573）

系统性调研了国内外洞穴月球基地相关政策、计划及具体项目，重点对比分析了国内外研究成果的现有差距。基于国内外月球探测的影像信息及洞穴月球基地概念研究成果，梳理了洞穴月球基地建设的可行性构想。基于洞穴的独特优势（如温度适宜、辐射低、月尘少等）以及月球基地建设的难易程度等客观条件，对多种洞穴月球基地构想进行了定性分析。各类月球基地构型均展现出独特优势：以陨石坑改造为基础的洞穴月球基地，充分利用了月球表面的天然地形，结合了自然结构特点和人工改造需求，具有显著的原位资源利用优势。无论是无人还是载人洞穴月球基地，都将经历月球探测、月面选址、基地建设和基地应用四个关键战略阶段。尽管通过已发射的月球轨道探测器和月面探测器等手段获取了大量月球影像，但当前对月球表面的探测能力仍需进一步提升，为洞穴月球基地建设的“选址”工作提供更有力支撑；同时，亟需加快研制月球基地建设关键设备，为无人月球基地建设提供必要的实施工具，确保“建基”任务的顺利推进，尽早实现洞穴月球基地的“用洞”战略目标。

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模块化可展开天线结构刚柔耦合设计与驱动力分析

田大可, 张昊, 王永滨, 方纪收, 金路, 石祖玮, 范小东

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 144-153. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0066

摘要（417）

PDF（pc）（10574KB）（517）

模块化可展开天线具有通用性好、适应性强、拓展灵活等特点，是满足未来大尺度天线在轨装配、在轨建造等需求的一种具有较大发展潜力的构型形式。为更好地掌握六棱柱模块化可展开天线在轨展开过程中结构的力学特性，开展了天线结构刚柔耦合设计及驱动力分析。首先，开展了模块化可展开天线结构方案设计，阐述了结构组成及展收原理。其次，基于解析几何方法，建立了等效包络圆数学模型，求得了肋单元夹角等关键参数，并建立了可展开天线结构三维模型。再次，对上弦杆、斜腹杆、下弦杆等径向长杆进行柔性化处理，采用多体动力学仿真软件建立了模块化可展开天线机构刚柔耦合多体动力学模型。最后，分别从有重力、无重力两个方面对单模块、多模块天线在不同约束位置下的展开驱动力的变化规律进行了分析。研究结果表明：展开过程若存在重力，则约束位置的选择对驱动力影响较大；若不存在重力，则天线约束位置对展开影响较小。所开展的结构设计及多方案驱动力分析可为该型天线的样机研制及工程化应用提供一定的借鉴和参考。

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航天器柔性太阳电池板在轨热分析与验证

黄洪昌, 李君兰, 王成, 申绪男, 张肖君, 张大卫

中国空间科学技术 2025, 45 (2): 79-87. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0025

摘要（380）

PDF（pc）（5756KB）（506）

为预测航天器柔性太阳电池板在轨工作温度及分布情况，分析了太阳翼经历的空间外热流环境，计算出柔性基板正背面热流载荷随轨道周期性的变化情况。考虑太阳电池阵最佳工作点状态和开路状态两种典型发电工况，采用有限元方法计算出太阳电池和柔性基板工作温度随轨道周期性变化规律，与空间站温度遥测数据进行了比对，验证模型和计算方法的准确性。重点分析了不同功能区域热物理性能对柔性太阳电池板温度分布的影响，比对分析两种工况的结果，得出太阳电池和基板吸收系数差异将导致在柔性基板的贴片边界处存在较大的温度梯度，也是可能诱发柔性基板发生热变形的主要影响因素。

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面向异质卫星集群的事件触发分布式自主任务规划方法

秦嘉豪, 李宝卫, 白雪, 冉德超, 徐明, 张锐, 胡志强

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 88-101. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0061

摘要（306）

PDF（pc）（6453KB）（490）

当前对地观测卫星集群应用由静态目标场景向动态目标场景不断深化，对卫星集群高动态强时效性对地观测能力的要求不断提升，亟需完备的自主任务规划方法克服卫星遥测指令控制存在的严格星地窗口约束，实现任务动态实时快速响应。为此，提出了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法，实现目标的发现、判断、成像在轨自主闭环。首先，建立了基于事件触发的分布式多星任务协商框架，通过电子卫星和成像卫星的双层招投标机制(DLCNP)实现事件触发式任务协同。其次，提出了考虑任务优先级的最小冲突集局部递进修改星上本地动态任务规划算法，实现任务实时动态加入本地任务方案和实时冲突消解，为多星任务协商提供星上在线任务规划求解方法。最后，提出了迭代密度聚类点目标合成方法，实现高价值点目标的聚类合成，并保证合成后的点目标簇可由单次成像覆盖，有效减少了目标确认成像所需成像次数。通过与全局启发式算法的任务分配性能对比试验以及与黑板结构的星间通信负载性能对比试验，验证了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法的优越性。并且通过大范围区域内大量点目标聚类试验揭示了点目标合成观测比率随目标散布区域面积和目标数量的分布规律。

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陆地探测四号星载GNSS导航系统设计及在轨效能分析

王振兴, 王煜斌, 毛志毅, 田晓彬, 刘志佳, 黄勇, 邵明学

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 12-23. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0002

摘要（580）

PDF（pc）（8610KB）（407）

陆地探测四号01星（LT4A）是全球首颗地球同步轨道合成孔径雷达业务卫星，依赖星载高轨GNSS导航接收系统实现在轨导航，并首次工程化应用于地面精密定轨任务。对星载高轨GNSS导航接收系统的在轨表现和工程化设计进行分析研究，通过星载BDS和GPS实测漏信号数据，进行了星载观测数据质量评估，并重点研究了利用星载高轨GNSS漏信号进行事后精密定轨的性能。研究结果表明，LT4A星载高轨GNSS导航接收系统可稳定捕获和跟踪BDS B1I和GPS L1频点的导航信号，满足卫星在轨实时和地面事后定轨精度需求。采用星载BDS+GPS联合精密定轨，重叠轨道内符合精度径向优于1.87m，三维优于3.07m；外符合精度径向优于1.81m，三维优于4.71m。针对高轨导航收星特点及卫星应用时效性需求，定轨系统可全流程自动化运行，保证轨道平滑及连续性，控制勒让德高阶误差引入，相关成果可应用于中国后续搭载GNSS接收机的高轨对地观测卫星计划。

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冰巨星探测的前沿科学问题

王赤, 李晖, 孔大力, 王宇贤, 杨忠炜

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 1-11. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0053

摘要（430）

PDF（pc）（9196KB）（397）

对冰巨星及其卫星的探索一直是深空探测和空间科学研究的前沿热点，目前国际行星探测规划均将冰巨星探测列为重点方向。聚焦中国未来冰巨星探测任务，考察了冰巨星探测的国内外现状，梳理和归纳了冰巨星探测的七大前沿科学问题。围绕这些科学问题，通过冰巨星系统特性的对比分析，结合行星探测的发展趋势，提出了未来冰巨星探测的展望和建议，并指出海王星-海卫一探测是冰巨星探测任务的首选。未来探测的科学主题可大致分为三个方面：探索地外海洋和生命；认知柯伊伯带天体，理解太阳系演化；探索冰巨星系统，理解行星起源与演化。对冰巨星探测科学目标的论证分析，能够为中国未来深空探测任务提供科学参考。

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鹊桥二号中继通信载荷任务分析与设计

徐进, 王秋平, 李耀, 孙骥, 陈岚, 余晓川, 汪海, 田森, 党晓康, 王永塔

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 41-55. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0037

摘要（314）

PDF（pc）（12008KB）（339）

鹊桥二号是针对探月四期月球着陆任务所研制的月球中继卫星，支持月球探测任务实施，实现月球背面及极区多次任务及多器（嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号等）和地面站之间的中继通信等服务，其中中继通信载荷是鹊桥二号最关键和最核心的部分。针对中继通信载荷的任务特点、方案设计及关键技术进行分析和说明。综合考虑通信体制、远距离链路传输、与多个探测器适配的兼容性以及工程实现性等约束条件，中继通信载荷利用软件无线电技术特点，开发了全数字化的前向调制、返向解调功能，结合软件在轨可更新的能力，实现了创新灵活的系统设计方案；识别了返向链路多目标大动态信号检测及跟踪关键技术，开发了相关软件算法，解决了信号在大动态/多目标环境下的检测及跟踪问题，达到了返向链路稳定建链的目的。鹊桥二号自2024年3月发射以来，中继通信载荷在轨工作状态良好，可靠性高，为嫦娥六号探测器在月球背面采样返回任务提供了稳定可靠的中继通信服务，圆满完成了人类首次月球背面采样返回任务。鹊桥二号中继通信载荷在中国深空探测领域发挥了重大作用，为后续深空探测、载人航天工程、探月工程以及未来国际合作业务等任务的成功奠定了坚实的基础。

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冰巨星环绕探测任务分析及实施建议

杨孟飞, 高峰, 孟文沁, 李晖, 王宇贤, 白梵露, 王彤

中国空间科学技术 2025, 45 (4): 12-22. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0054

摘要（299）

PDF（pc）（3639KB）（329）

冰巨星作为最接近太阳系边缘的行星，保存了大量太阳系形成初期的原始气体，包含了原恒星云的状态条件和行星形成的位置信息，是研究太阳系和系外行星的蓝本。针对冰巨星环绕探测任务，对国外相关探测方案进行了系统调研分析，梳理了冰巨星环绕探测的主要技术难点，并结合冰巨星及其卫星系统的科学问题，提出了中国实施冰巨星环绕探测的发展建议。针对冰巨星的探测任务，其科学价值集中体现在揭示冰巨星内部结构和形成演化，研究冰巨星的奇异磁场和复杂多变的空间环境以及探寻海卫一冰下海洋及生命信号。研究发现，冰巨星环绕探测主要面临远距离能源供给、测控通信、智能自主、高精度轨道设计等技术挑战。相关研究成果可为中国后续冰巨星环绕探测任务的规划与论证提供理论支持和决策参考。

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月基平方公里阵射电望远镜天线方案设想

刘佳, 万继响, 吴春邦, 王浩, 张乔杉, 郭诠, 张鹏飞, 姜明

中国空间科学技术 2025, 45 (2): 88-93. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0026

摘要（360）

PDF（pc）（4985KB）（322）

由于地球电离层的吸收或者反射效应、以及地球表面极其拥挤的低频射电干扰源的影响，使得地面天文台对超长波谱段（0.1～30MHz）的射电信号探测极其困难，而已发射的轨道探测器又无法满足高分辨率、高灵敏度的观测需求。提出了一种月基平方公里阵射电望远镜天线方案设想，分别从科学目标分析、技术指标论证、总体技术方案，以及工程实施方案设想等几个方面进行详细的论述，并给出相应的技术路线及实现途径，旨在为中国未来空间超长波射电天文观测领域发展提供有力的技术支持。

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具有形态适应性的flasher折纸模型构型设计方法

郑威, 郭策, 马啸飞, 董傲, 张镇

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 143-152. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0014

摘要（265）

PDF（pc）（5551KB）（320）

针对经典flasher折痕折展形式单一、缺乏可调整性和自适应能力差等问题，在经典flasher模型几何关系研究的基础上，通过建立数学模型和理论推导，提出了一种具有形态适应性的flasher折纸模型的折痕设计方法，实现了对flasher折纸模型折叠高度、折叠-展开曲率的调节，并进行了数值仿真和实验测试。结果表明，新的折痕设计方法不但可以缩减flasher模型折叠高度，大大减小相关结构体积，还可以改变模型的折叠-展开曲率，有效提升了flasher折展结构的适应性和灵活性，可适用于大型空间折展机构的构型设计，具有较好的借鉴意义。

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高轨航天器集群在轨服务智能任务规划方法

郑鑫宇, 曹栋栋, 唐佩佳, 张轶, 彭升人, 周杰, 党朝辉

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 34-45. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0004

摘要（490）

PDF（pc）（7312KB）（297）

针对高轨航天器多对多在轨服务任务规划问题，建立了考虑燃料消耗和任务时长两个优化目标的高轨航天器在轨服务任务规划模型，并提出了一种Q学习改进的多目标遗传算法（Q-learning-based Multi-objective Genetic Algorithm , QMGA）。首先，建立了基于四脉冲Lambert转移的多对多目标分配模型，并同时以速度脉冲和任务用时为目标函数，通过将问题解耦为轨道转移优化问题和目标分配优化问题实现了优化变量的降维，简化了计算过程。然后，结合Q学习提出了QMGA算法，采用Q学习在线更新多目标遗传算法的交叉概率与变异概率，提高了算法的寻优能力。最后采用QMGA算法求解模型，并将其计算结果与传统多目标遗传算法计算结果进行对比，发现QMGA算法可以得到更优的任务规划结果，计算得到的总速度增量消耗和总任务时间分别平均比MGA计算得到的结果减少了6.2%和19.7%。这一结果证明强化学习方法可进一步赋能传统智能优化方法，从而提升航天器集群任务能力。

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面向空间抱捕的连续型机械臂机构设计

杨承旭, 赵志军, 王耀兵, 王捷, 王丽华

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 89-99. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0041

摘要（254）

PDF（pc）（7877KB）（297）

针对空间中不同尺寸、形状目标的可靠捕获需求，设计了一种“C”型联动的绳驱动连续型机械臂，可在部分精确测量信息欠缺的条件下，实现对目标的“形封闭”可靠“抱捕”。该连续型机械臂可通过灵活增减关节数量在不同尺寸目标的捕获任务中应用，并具有各向操作能力一致的特点。首先介绍了机械臂的“C”型联动设计方案，然后针对联动式机械臂的运动学模型建立了基于雅可比矩阵条件数的灵活性描述指标，并以提升机械臂灵活性为优化目标采用粒子群算法对机械臂的杆长分配进行优化。结果显示，采用优化设计杆长的机械臂相比平均分配杆长的机械臂灵活性指标提升了4.6%。最后，仿真验证随着灵活性指标增加，机械臂的各向运动能力越接近，证明以该指标作为优化依据可以提升机械臂灵活性。

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基于数字孪生和机器学习的卫星未知故障检测方法

沈英龙, 蔡君亮, 林佳伟, 杨帆

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 46-58. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0005

摘要（503）

PDF（pc）（5406KB）（292）

卫星传统故障诊断方法及现有的数据驱动诊断方法都存在无法找出异于已知故障类型的未知故障的问题，可靠性与安全性较低。针对上述问题，提出基于卫星数字孪生体和多种机器学习模型的故障诊断与未知故障检测方法。首先，通过卫星数字孪生产生覆盖各种类型故障的仿真数据，并利用XGBoost分类模型和卫星真实故障样本验证了数字孪生数据的高仿真性，实现了已知故障类型的诊断。在此基础上，考虑到现有诊断方法无法精准识别未知类型故障的发生，提出一种分布外检测模型Con-DAGMM，通过正常数据和已知类型故障数据训练模型，实现了对未知故障的及时预警。利用数字孪生数据与在轨卫星真实故障数据进行实验，实验结果表明，所提方法故障诊断精度高，在测试数据上的平均准确率达到98.8%，且Con-DAGMM实现了高性能的未知故障检测，在精准率、召回率和F1分数上优于Deep-SVDD等对比方法。结果表明，卫星数字孪生可以克服卫星历史数据中故障样本稀缺的问题，且分布外检测的思路能成功应用于卫星未知故障的预警，提高了在轨卫星的安全性与可靠性。

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航天微波通信中的无源互调问题及其关键技术

陈翔, 王小丽, 孙冬全, 双龙龙, 胡天存, 崔万照, LEI Wang

中国空间科学技术 2025, 45 (1): 124-134. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0012

摘要（201）

PDF（pc）（8820KB）（292）

无源互调（Passive Intermodulation，PIM）是大功率多通道微波通信系统中一种常见的干扰现象。PIM干扰对具备收发天线共用体制、高发射功率、高接收灵敏度等特点的航天微波通信有着严重威胁。PIM在航天通信系统中普遍且长期存在，有效解决PIM问题是相关通信载荷顺利研制和在轨安全运行的先决条件。中国下一代空间通信应用中，极高发/收比PIM问题更为复杂多样，PIM干扰控制成为航天工程研制和发展中举足轻重的关键技术。该文从机理、分析预测、检测定位及抑制技术等方面，全面总结了PIM问题的特点及研究现状，探讨了解决PIM问题的关键技术，结合航天应用背景，深入分析了PIM研究重点及关键技术发展趋势，为航天工程中的PIM相关研究和技术应用提供一定的参考。

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冰卫星宜居性探测任务构想

陈晓, 李奎, 郝记华, 陈刚, 杜洋, 庞涪川, 李东禹, 李海洋

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 175-184. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0049

摘要（333）

PDF（pc）（3615KB）（286）

探测冰卫星冰壳下的液态海洋、探索冰卫星的宜居性可为了解太阳系的起源、演化、生命起源和地外生命探索提供重要的线索和信息，也是当前国际深空探测最受关注的领域之一。在对国内外冰卫星探测任务及主要成果进行归纳总结的基础上分析了发展趋势，总结了冰卫星探测任务的科学目标与探测手段，提出了采用环绕+着陆+深钻探测的组合探测任务构想，通过探测土卫二的重力场、温度场、磁场、以及潜在的地震波、质谱、色谱、光谱等信息，同时采集土卫二的自然样品并且分析其元素和同位素组成，探索冰卫星土卫二的宜居性，并梳理了亟待突破的新型探测载荷、生源元素高精度探测等关键技术。通过规划实施冰卫星探测任务，可提升中国深空探测技术水平和在行星科学领域的地位。

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基于反射面天线的Geo-SAR卫星凝视模式姿控方法

赵秉吉, 贺玮, 张庆君, 索志勇, 遆晶晶

中国空间科学技术 2025, 45 (3): 100-109. DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0042

摘要（264）

PDF（pc）（11864KB）（285）

针对基于反射面天线的Geo-SAR(Geosynchronous Synthetic Aperture Radar)凝视成像模式下的卫星姿态控制方法进行研究，解决卫星快速机动问题，提升时效性。首先，阐述了Geo-SAR卫星凝视模式的成像模型和多普勒历程特性，并与低轨SAR卫星的差异进行对比。Geo-SAR卫星有大偏航角的特点，利用传统二维偏航导引方法，实现正侧视推扫成像，最大姿态控制角度可达约±76°，姿控时间过长，响应能力差，无法发挥Geo-SAR快速响应的优势。为了解决该问题，提出一种定点凝视的二维俯仰滚动姿态控制角度算法，可实现卫星全轨对任意地面场景持续定点凝视。该方法最大姿态控制角度可减小至约±7.2°，姿态调整时间缩短了至少一个数量级，极大提升了卫星的好用易用性。最后，阐述了针对Geo-SAR凝视成像模式的快速BP(Back Projection)成像算法，并完成了25m×25m分辨率点目标成像仿真，聚焦结果良好，成像指标达到理论值，验证了所提出的姿控方法的正确性。结论表明提出的方法可以将Geo-SAR卫星的姿态机动时间缩短至少一个量级，提升卫星响应能力，可为后续Geo-SAR卫星姿控方案设计提供参考。

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