研究人員提出了一種用於低推力航天器交會的新型緊密耦合估計與引導架構，旨在解決燃料最優控制對測量誤差和感測器異常的脆弱性問題。該研究由Batu Candan和Simone Servadio完成，相關論文已提交至arXiv（編號2605.04481），並於2026年5月6日釋出。
低推力交會問題中，燃料最優引導常採用“邦-邦”控制結構，即推力在最大和零之間切換。這種控制方式雖然高效，但對導航誤差極為敏感，在非合作近距離操作中容易導致任務失敗。此前的研究嘗試使用固定同倫引數或傳統卡爾曼濾波，但效果有限。
本研究提出的架構基於Clohessy-Wiltshire相對運動模型，透過線性卡爾曼濾波器估計平移狀態，並引入多調諧因子（MTF）協方差膨脹機制來抑制異常創新方向。核心創新在於：一個複合評分函式（綜合歸一化創新和MTF活動）線上對映到同倫引數，從而動態調整最佳化問題的“平滑程度”。當導航置信度下降時，控制器自動轉向更保守的平滑控制；當感測器測量改善時，恢復燃料高效的邦-邦控制。
數值模擬設定了嚴重的測量退化場景。結果顯示，固定邦-邦引導和基於標準卡爾曼濾波的固定同倫控制器均產生較大的終端脫靶量（數百米）。而採用MTF自適應同倫的控制器將脫靶量降至亞米級，僅比開環燃料最優基準消耗略多的燃料。進一步分析表明，自適應同倫是主要的魯棒性機制，而MTF提供了額外的精度和效率提升。
該方法的滾動時域實現表現出持續快速且可靠的求解時間，支援了其線上應用的可行性。研究指出，該架構可廣泛應用於自主交會、在軌服務和空間碎片清除等任務。未來工作將考慮擴充套件至更復雜的軌道動力學和非線性估計。
總之，這項研究透過緊密耦合估計與引導，有效提升了低推力交會系統的魯棒性，為未來空間任務中的自主接近操作提供了可靠的技術方案。