超高空观测平台是一种工作于平流层,可装载一定有效载荷的能够长时间定点悬停的工作平台。该平台主要依靠浮力提供升力,因此具有定点悬停能力。超高空观测平台的工作过程包括放飞和下降阶段,定点悬停阶段;为了使超高空观测平台能够实现对地面观测、与地面进行通信等功能,须对平台进行定点悬停控制和航迹控制。本文主要针对超高空观测平台的姿态控制、定点控制和航迹控制问题,进行了如下的研究工作:首先,在几点假设的基础上,对超高空观测平台进行受力分析,运用动量和动量矩定理建立平台的六自由度非线性数学模型。然后采用小扰动线性化的方法将非线性模型线性化,得出平台的纵向和侧向平面线性化方程。然后,以平台的线性化模型为基础,采用经典控制方法对平台的俯仰角和偏航角进行控制。在平台姿态控制的基础上,对超高空观测平台悬停于平流层进行定点控制,定点悬停位置控制系统设计包括垂向位置控制设计、前向位置控制设计和侧向位置控制设计。在Matlab环境下,对平台的定点悬停控制系统进行仿真研究,验证了姿态控制器和定点控制器的有效性。最后,根据平台放飞段期望的运动轨迹,设计平台的航迹控制器使其实现轨迹的跟踪。同时由于平台在上升过程中大气环境发生变化,设计了平台的压差控制系统使平台的内外压差在一定的范围内,以保证平台的外形。在Matlab环境下,对平台的航迹控制系统进行仿真研究,验证了航迹控制器的有效性。