空間技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域在近一二十年中得到了飛速的拓展，除了在空間科學(xué)應(yīng)用方面得到繼續(xù)深化外，在空間在軌操控等領(lǐng)域也對空間技術(shù)提出了新的需求和任務(wù)。
　　空間操控是指具備機(jī)動(dòng)能力的航天器對空間目標(biāo)實(shí)施交會�？浚�并利用攜帶的操作工具對航天器實(shí)施在軌維修、補(bǔ)給、組裝，或?qū)�空間碎片實(shí)施捕獲、拖曳離軌等操作。早期的空間操控任務(wù)局限于對具備主動(dòng)合作功能的目標(biāo)飛行器的交會對接，且自主性較低。進(jìn)入21世紀(jì)以來，空間操控任務(wù)作為未來航天技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)方向，更多地呈現(xiàn)出多樣化、復(fù)雜化、智能化的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下方面。
　　多樣化。操控對象從傳統(tǒng)的合作式交會對接飛船、空間站，逐步向不具備主動(dòng)合作功能的常規(guī)衛(wèi)星、空間碎片等目標(biāo)拓展。
　　復(fù)雜化。操控動(dòng)作從簡單的依靠對接機(jī)構(gòu)的�？繉�接，逐步向依靠機(jī)械臂、飛網(wǎng)等工具對目標(biāo)進(jìn)行捕獲、零件更換、燃料補(bǔ)給、拖曳離軌等任務(wù)拓展。
　　智能化。操控流程從早期的地面規(guī)劃、有人參與、自動(dòng)執(zhí)行，逐步向在軌自主規(guī)劃、自主判斷、自主執(zhí)行等功能拓展。
　　為了滿足空間操控的未來應(yīng)用需求和發(fā)展趨勢，控制系統(tǒng)的先進(jìn)性是核心前提。由于空間操控涉及到雙星、多星之間的相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系，因此航天器控制系統(tǒng)也從解決傳統(tǒng)的單星測量與控制問題，向解決多星之間的測量與控制問題方向發(fā)展，其中航天器間的相對導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)空間操控的基礎(chǔ)。相對導(dǎo)航解決的是看到目標(biāo)，確定目標(biāo)相對于自身的位置、姿態(tài)等信息；制導(dǎo)是根據(jù)相對導(dǎo)航的測量信息，結(jié)合任務(wù)需求，合理規(guī)劃飛行控制指令；控制則是根據(jù)控制指令，采用合適的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)期望的飛行狀態(tài)的過程。基于相對導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)，結(jié)合智能自主控制，可極大地增強(qiáng)空間操控的自主性、精確性，尤其是在減輕地面測控負(fù)擔(dān)、降低航天器運(yùn)行費(fèi)用和提高航天器自主生存能力方面具有重要意義，是航天器控制技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢。
　　本書介紹了空間操控和在軌服務(wù)任務(wù)中，飛行器間的相對導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)的基本理論與方法，全書共分為6章。第1章主要介紹空間操控的任務(wù)背景、研究范疇、需求分析和關(guān)鍵技術(shù)；第2章主要介紹相對軌道動(dòng)力學(xué)建模；第3章主要介紹自主接近過程中的相對導(dǎo)航方法；第4、5章主要介紹操控過程中飛行器的相對運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制方法：第6章主要介紹采用機(jī)械臂進(jìn)行操作的平臺一機(jī)械臂協(xié)同控制。
　　本書是作者多年來從事航天工程技術(shù)研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，本書可作為相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生的教材，也可為從事航天器控制系統(tǒng)開發(fā)的研究人員和工程技術(shù)人員提供必要的專業(yè)知識和工程借鑒。本書力圖根據(jù)多年來的研究、開發(fā)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，瞄準(zhǔn)未來技術(shù)發(fā)展趨勢，將技術(shù)創(chuàng)新和工程應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合，做到深入淺出、學(xué)以致用。由于作者的水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正，不吝賜教。