平流层飞艇是理想的浮空器应用平台,在对地监测、灾害预警和通信中继等方面具有广阔前景。平流层飞艇可以携带大载荷长期驻空,悬停在固定位置长时间执行任务,具备独特的对地凝视功能。平流层飞艇自身状态参数与环境风场数据的估计和设计恰当的悬停制导律是实现平流层飞艇悬停的关键。论文在对环境风场与飞艇自身参数进行精确估计的基础上,利用模糊PID控制方法对平流层飞艇的粗制导和精确制导过程进行设计,并验证了方法的制导效果。首先根据飞行力学建立了平流层飞艇的六自由度非线性模型。其次提出了一种综合多种测量数据,通过解耦分析,利用无迹卡尔曼滤波估计环境风场与飞艇自身参数的方法,并根据飞行试验获得数据对方法进行了验证。之后,将悬停制导过程划分为粗制导与精确制导两步,并明确每阶段的制导目标。最后采用模糊PID控制方法对粗制导阶段的广义比例引导律和迎角跟踪以及精确制导阶段的航速跟踪和侧滑角跟踪分别进行了设计并进行了数字仿真。研究结果表明:论文提出的飞艇参数与风场环境估计方法可以对相关数据进行实时估计。广义比例引导律在引导飞艇过程中效果良好,模糊PID控制方法对飞艇迎角、侧滑角和航速控制效果良好,满足了悬停制导的需要。论文的研究对平流层飞艇的悬停制导提供了一定的参考。