本书以近距离空间操控任务为研究背景，针对椭圆轨道近距离相对导航与姿轨一体化控制方法开展研究，系统阐述了基于单目视觉的非合作相对位姿确定方法、基于状态估计的近距离相对导航方法、基于对偶代数的航天器姿轨一体化控制方法、空间高精度姿态机动控制技术等内容，所提出的方法均适用于目标航天器轨道为椭圆或近圆轨道情形。本书注重理论性和系统性，并采用数学推导与仿真实验相结合的思路，初步解决了基于单目视觉的航天器近距离相对导航与姿轨控制中若干关键问题，具有很强的实际应用背景。 本书的主要读者对象为从事航天器相对姿态确定和控制系统设计与仿真的科研人员，同时也可作为高等院校相关专业研究生和科研学者的参考书。

第1章 绪论
1.1 背景和意义
1.2 航天器相对导航与姿轨耦合控制若干关键技术的发展及研究现状
1.2.1 相对运动动力学建模技术
1.2.2 视觉相对导航技术
1.2.3 近距离姿轨耦合控制技术
1.3 本书主要思路及内容
参考文献
第2章 航天器相对动力学、敏感器与执行机构模型
2.1 航天器相对轨道动力学模型
2.1.1 坐标系定义
2.1.2 椭圆轨道相对动力学方程
2.2 航天器相对姿态运动学模型
2.2.1 姿态四元数运动学方程
2.2.2 航天器相对姿态运动学方程
2.3 敏感器模型
2.3.1 VISNAV观测模型
2.3.2 陀螺测量模型
2.4 执行机构模型
2.4.1 喷气推力器
2.4.2 控制力矩陀螺
参考文献
第3章 基于非线性最小二乘法的航天器相对位姿确定
3.1 基于MRPs的VISNAV观测模型
3.1.1 修正罗德里格参数
3.1.2 VISNAV观测模型1（含噪声）
3.2 基于非线性最小二乘法的相对位姿确定方法
3.2.1 非线性最小二乘算法
3.2.2 相对位姿确定方法
3.2.3 加权矩阵W的选取
3.3 仿真实验与分析
3.3.1 静态仿真
3.3.2 动态仿真
参考文献
第4章 基于状态估计的近距离相对导航
4.1 基于EKF的航天器相对位姿确定方法
4.1.1 扩展卡尔曼滤波
4.1.2 EKF导航滤波器设计
4.1.3 仿真实验与分析
4.2 基于CKF的航天器相对位姿确定方法
4.2.1 容积卡尔曼滤波
4.2.2 CKF导航滤波器设计
4.2.3 仿真实验与分析
4.3 主星失控翻滚情形下的相对位姿确定方法
4.3.1 角速度测量模型
4.3.2 EKF导航滤波器设计
4.3.3 仿真实验与分析
参考文献
第5章 基于对偶代数的航天器姿轨一体化控制
5.1 基于对偶代数的航天器轨/姿运动学和动力学建模
5.1.1 对偶四元数
5.1.2 基于对偶代数的航天器轨/姿运动学方程
5.1.3 基于对偶代数的轨/姿一体化动力学方程
5.1.4 误差动力学方程
5.2 基于对偶代数的航天器姿轨一体化控制系统设计
5.2.1 系统模型不确定性
5.2.2 基于对偶代数的姿轨一体化控制方法
5.2.3 全推力器控制系统设计
5.3 仿真实验与分析
5.3.1 仿真算例1
5.3.2 仿真算例2
参考文献
第6章 空间高精度姿态机动控制
6.1 基于路径规划的最优姿态快速机动控制律设计与仿真
6.1.1 最优姿态轨迹规划问题
6.1.2 Radau伪谱法
6.1.3 基于LQR的轨迹跟踪控制
6.1.4 仿真实验与分析
6.2 空间高精度姿态机动的模型误差预测控制方法
6.2.1 非线性预测滤波
6.2.2 模型误差预测控制方法
6.2.3 姿态控制器设计
6.2.4 仿真实验与分析
参考文献
附录A 相对轨道动力学方程
A.1 任意相对轨道动力学方程
A.2 10维非线性相对运动动力学方程
A.3 8维非线性相对运动动力学方程
A.4 C-W方程
附录B 偏导数矩阵f（xp）/xp
附录C 第5章相关公式推导
C.1 式（5.26）的推导
C.2 式（5.41）和式（5.42）的推导