合成孔径雷达的超近编队成像系统是现今使用者常用的遥测系统。其全天时、全天候获得地面高分辨率图像的特性,使其在军用和民用方面具有广泛的应用。因此世界各国的研究学者都投入了大量精力进行了相关研究,并取得了丰硕的研究成果。传统的基于对偶四元数的航天器轨道和姿态动力学建模与控制是以交会对接为背景,针对双航天器相对运动的需求推导出相关模型及控制器。但对于超近编队航天器的超近编队的姿轨一体化建模与控制,上述算法存在一定的局限性。针对上述问题,本学位论文深入研究了多航天器轨道与姿态一体化动力学建模方法、一体化控制方法,主要包括以下几个方面的工作:针对航天器轨道与姿态的一体化动力学建模问题,选择对偶四元数这一数学工具,以双航天器编队飞行为背景,用一体化的方式描述双航天器在轨运行时的轨道运动与姿态运动,重新推导并验证双航天器相对运动模型的正确性。基于双航天器编队模型考虑了多航天器间的坐标变换策略,并推导了空间三个刚体卫星组成的超近编队的相对位姿一体化动力学模型;同时拓展到多个刚体航天器的超近编队构型;形成了多星超近编队合成孔径雷达成像系统的姿轨一体化动力学与运动学模型。采用Matlab与STK结合的方式验证了该模型的正确性与准确性。针对超近编队航天器姿轨一体化的控制问题,以对偶四元数的对数作为控制变量,设计终端滑模控制器,并设计了适应于多航天器超近编队控制的控制策略。该控制器可以实现对期望状态的有限时间跟踪,并具有对外界干扰以及航天器模型不确定性部分的鲁棒性。通过对星载合成孔径雷达系统动力学与跟踪控制方法的仿真,验证了基于新动力学模型的跟踪控制策略的有效性,从而系统全面地建立合成孔径雷达多星超近编队成像系统的位姿耦合动力学和控制的理论体系。为我国后续开展和实施全天候高分辨率对地观测计划提供理论和技术支撑。