针对航天器在轨服务体系建设与技术发展需求，本书系统总结了以地球同步轨道卫星为代表的高轨高价值航天器在轨服务任务规划与控制技术相关研究成果，介绍了航天器轨道姿态和空间机械臂动力学基础与建模，并以此为基础重点阐述了航天器在轨服务任务建模与序列规划、空间失稳目标安全逼近任务规划与控制、空间失稳目标脉冲接触消旋建模与控制、空间失稳目标在轨捕获任务规划与控制、目标捕获后组合体角动量转移与抑振控制等关键技术的理论方法和算例验证，最后介绍了航天器在轨服务任务规划与控制仿真软件、在轨服务机械臂工程设计与验证。 本书作为系统论述航天器在轨服务任务规划与控制技术的学术专著，其理论与工程结合紧密，具有较强的前沿性和实用性，可供从事航天器总体设计、航天器动力学与控制、航天器在轨服务技术研究的科研人员和工程设计人员参考，也可作为高等院校飞行器设计相关专业研究生和本科生的参考教材。

第1章 绪论
1.1 航天器在轨服务概述
1.1.1 在轨服务概念
1.1.2 在轨服务任务分析
1.1.3 在轨服务研究意义
1.2 航天器在轨服务计划发展概况
1.2.1 国际在轨服务市场现状
1.2.2 美国在轨服务计划发展概况
1.2.3 欧洲在轨服务计划发展概况
1.2.4 其他在轨服务计划发展概况
1.3 航天器在轨服务技术研究现状
1.3.1 航天器在轨服务任务规划
1.3.2 空间失稳目标逼近与消旋
1.3.3 空间机械臂动力学建模
1.3.4 空间机械臂运动轨迹规划
1.3.5 空间机械臂控制系统设计
1.4 本书内容与系统设定
1.4.1 本书主要内容
1.4.2 系统基本设定
1.4.3 符号与坐标系定义
第2章 航天器轨道姿态动力学基础与建模
2.1 矢量与坐标转换
2.1.1 矢量与矩阵运算
2.1.2 坐标转换矩阵
2.1.3 张量矩阵坐标转换
2.1.4 坐标系旋转效应
2.2 航天器轨道动力学基础
2.2.1 航天器二体问题
2.2.2 航天器轨道根数
2.2.3 航天器轨道常用公式
2.2.4 航天器轨道摄动
2.3 航天器姿态动力学基础
2.3.1 航天器姿态描述
2.3.2 航天器姿态运动学方程
2.3.3 航天器姿态动力学方程
2.3.4 空间环境干扰力矩
2.4 航天器相对轨道姿态动力学建模
2.4.1 相对轨道动力学方程
2.4.2 相对姿态动力学方程
2.4.3 相对轨道姿态耦合动力学方程
2.5 本章小结
第3章 空间机械臂动力学基础与建模
3.1 空间机械臂与服务卫星平台刚体动力学建模
3.1.1 模型假设与符号
3.1.2 平台受控刚体运动学方程
3.1.3 自由漂浮刚体运动学方程
3.1.4 平台受控刚体动力学方程
3.1.5 自由溧浮刚体动力学方程
3.1.6 模型仿真验证
3.2 空间机械臂连接的柔性组合体动力学建模
3.2.1 模型假设与符号
3.2.2 柔性关节动力学方程
3.2.3 柔性体上任意点速度
3.2 ,4柔性组合体动能
3.2.5 动量守恒方程
3.2.6 柔性组合体动力学方程
3.2.7 模型仿真验证
3.3 本章小结
第4章 航天器在轨服务任务建模与序列规划
4.1 地球同步轨道目标特性分析
4.1.1 目标分布特性
4.1.2 目标运动特性
4.1.3 目标几何特性
4.1.4 目标光学特性
4.2 地球同步轨道动力学建模
4.2.1 地球同步轨道服务场景
4.2.2 霍曼-兰伯特交会模型
4.3 地球同步轨道在轨服务任务建模
4.3.1 在轨加注/维修任务
4.3.2 辅助位置保持任务
4.3.3 倾角漂移调整任务
4.3.4 废弃卫星离轨任务
4.3.5 失效卫星救援任务
4.4 基于强化学习的服务序列规划
4.4.1 强化学习算法
4.4.2 状态与动作定义
4.4.3 奖赏函数定义
4.4.4 服务序列规划流程
4.5 工程算例仿真验证
4.5.1 仿真参数设定
4.5.2 霍曼-兰伯特交会仿真结果
4.5.3 服务序列规划仿真结果
4.6 本章小结
第5章 空间失稳目标安全通近任务规划与控制
5.1 空间失稳目标姿态运动分析
5.1.1 不同类型卫星姿态运动
5.1.2 ”目标卫星姿态运动分析
5.1.3 服务卫星姿态运动分析
5.2 空间失稳目标安全通近任务规划
5.2.1 动态安全走廊定义
5.2.2 直线逼近路径选择
5.2.3 动态安全走廊逼近策略
5.2.4 轨道转移阶段任务规划
5.2.5 直线逼近阶段任务规划
5.3 通近过程中的紧急撤离任务规划
5.3.1 紧急撤离策略
5.3.2 安全逼近速度分析
5.3.3 紧急撤离时间分析
5.4 服务卫星相对轨道姿态稠合控制
5.4.1 相对耦合误差动力学模型
5.4.2 相对轨道姿态耦合控制器设计
5.5 工程算例仿真验证
5.5.1 仿真参数设定
5.5.2 安全過近与紧急撒离仿真结果
5.5.3 服务卫星耦合控制仿真结果
5.6 本章小结
第6章 空间失稳目标脉冲接触消旋建模与控制
6.1 空间失稳目标接触消旋策略
6.1.1 消旋杆方案设计
6.1.2 接触消旋策略流程
6.2 空间失稳目标接触消旋动力学建模
6.2.1 目标卫星动力学模型
6.2.2 消旋杆接触检测方法
6.2.3 消旋杆接触力模型
6.3 空间失稳目标脉冲接触消旋最优控制
6.3.1 脉冲接触消旋控制器设计
6.3.2 控制系统稳定性分析
6.3.3 章动收敛条件分析
6.4 空间机械臂与服务卫星平台协同控制
6.4.1 空间机械臂点到点规划与控制
6.4.2 服务卫星平台前馈补偿协同控制
6.5 工程算例仿真验证
6.5.1 仿真参数设定
6.5.2 脉冲接触消旋仿真结果
6.5.3 协同控制仿真结果
6.6 本章小结
第7章 空间失稳目标在轨捕获任务规划与控制
7.1 空间机械臂视觉伺服与目标运动预测
7.1.1 空间机械臂视觉