空间多目标交会可提高在轨服务与深空探测等航天任务的回报，降低任务平均成本，逐渐受到各航天机构青睐。其轨道设计与优化存在复杂的离散与连续变量耦合，极具挑战，相关问题经常出现在国际和全国空间轨道设计竞赛题目中，也是近年航天器轨道设计领域研究热点。本书作者在空间交会领域有丰富的科研及工程经验，也曾多次参加空间轨道设计竞赛并取得了优异成绩。本书总结了作者及所在团队的部分研究成果，内容共分为6章。第1章阐述问题背景和研究现状；第2章介绍基础模型和算法；第3章关注单目标交会，包括摄动交会轨迹优化与速度增量估计；第4章关注多星补给任务，包括多航天器交会服务任务、星座补给重构任务、考虑目标配合的多航天器合作加注任务等的轨道设计与优化；第5章关注多空间碎片清除任务，包括“一对多”式碎片清除任务与“多对多”式大规模碎片清除任务的轨道设计与优化；第6章是含引力辅助的多星探测任务轨道设计与优化。 本书可为航天动力学、航天器轨迹优化、航天任务总体设计等领域的研究人员提供有益参考，也可为相关领域研究生入门提供助益。

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 交会轨迹规划
1.2.2 多星交会任务规划
参考文献
第2章 基础模型与算法
2.1 时间系统与坐标系
2.1.1 时间系统
2.1.2 坐标系
2.2 摄动交会动力学模型
2.2.1 地心系摄动动力学方程
2.2.2 多引力体真实星历模型
2.2.3 C-W线性相对动力学方程
2.2.4 极坐标系相对动力学方程
2.2.5 轨道要素差分相对动力学方程
2.2.6 Lambert交会动力学模型
2.3 规划问题基本概念与模型
2.3.1 一般规划问题
2.3.2 组合优化问题
2.4 多目标交会轨道设计与优化问题分析与建模
2.4.1 问题类型
2.4.2 模型框架分析
2.4.3 各层问题模型
2.4.4 问题建模流程
2.5 规划算法
2.5.1 蚁群算法
2.5.2 遗传算法
2.5.3 差分进化算法
参考文献
第3章 摄动交会轨道设计与分析方法
3.1 基于解析摄动的交会速度增量特性分析
3.2 摄动交会最优速度增量变化规律分析
3.3 基于机器学习的摄动交会最优速度增量估计方法
3.3.1 估计流程
3.3.2 数据集生成方法
3.3.3 神经网络模型与训练方法
3.3.4 算例
3.4 机动受限的摄动交会机动规划方法
3.4.1 典型摄动交会任务
3.4.2 建模分析与求解分析
3.4.3 远距离导引机动规划
3.4.4 目标调相机动规划
参考文献
第4章 多星补给任务轨道设计与优化
4.1 多航天器交会服务与补给问题
4.1.1 多航天器交会服务任务
4.1.2 星座补给重构任务
4.1.3 多航天器合作加注任务
4.1.4 建模分析与求解分析
4.2 多航天器交会服务编排
4.2.1 编排问题模型
4.2.2 分层-混合式求解策略
4.2.3 算例
4.3 星座补给重构编排
4.3.1 编排问题模型
4.3.2 分层-混合式求解策略
4.3.3 算例
4.4 多航天器合作加注编排
4.4.1 编排问题模型
4.4.2 分层-混合式求解策略
4.4.3 算例
参考文献
第5章 多空间碎片清除任务轨道设计与优化
5.1 规划问题与模型
5.1.1 “一对多”碎片清除任务规划模型
5.1.2 “多对多”碎片清除任务规划模型
5.2 “一对多”碎片清除任务规划方法
5.2.1 问题特性与求解思路分析
5.2.2 “一对多”序列规划蚁群算法
5.2.3 分步规划流程
5.2.4 算例
5.3 “多对多”碎片清除任务规划方法
5.3.1 问题特性与求解思路分析
5.3.2 “多对多”序列规划蚁群算法
5.3.3 “多对多”碎片清除任务总体规划方法
5.3.4 算例
参考文献
第6章 含引力辅助的多星交会轨道设计与优化
6.1 引力辅助优化模型
6.1.1 引力辅助机动分析模型
6.1.2 引力辅助机动设计优化模型
6.2 多小行星顺访的引力辅助序列规划方法
6.2.1 规划模型
6.2.2 算例
6.3 高精度多引力辅助轨迹规划方法
6.3.1 B平面制导
6.3.2 高精度引力辅助模型
6.3.3 高精度多引力辅助轨迹规划
6.3.4 算例
参考文献