非合作目标合作化,是实现航天器在轨服务,维修,加注燃料等空间操作的前提。本文通过控制追踪载体航天器追踪目标,接近至一定距离时,向其发射接触式姿轨量测系统(纳星),纳星命中目标后,其涂抹黏附材料的表面粘附在目标表面成为组合体,获得目标精确姿轨信息,可进行后续控制。本文以C-W相对轨道动力学模型为基础,运用四元数反馈PD控制对追踪航天器的姿态进行控制,运用常推力控制等控制方法对追踪航天器的轨道进行控制。抵近后,根据当前条件确定发射倾角和速度发射纳星,使其命中目标并建立稳定联接。本文研究的内容按阶段可分为:轨道转移阶段,同轨逼近阶段,以及最终的纳星发射阶段。追踪航天器在低轨运行,转移到目标轨道,并在目标后方追踪,在抵近到目标x轴方向后方一定距离时,根据当前条件发射纳星,纳星被弹簧弹向目标。首先,分析了航天器在本体坐标系下的各种运动情况,研究航天器在空间的运动形式,如在脉冲机动、常推力机动和冲量机动等方式下,得到的不同运动情况,包括漂移运动,停泊点,绕飞运动等;其次,分析了轨道转移的Lambert问题,探讨轨道转移的时间、速度增量分别和转移轨道半长轴之间关系。然后,对追踪航天器的姿态和轨道分别控制,对姿态的控制采用四元数反馈PD控制,对轨道的控制采用了三种控制方法,使得追踪航天器在目标航天器的本体坐标系中,其它相对条件为0,仅x轴存在相对距离,并在该位置保持与目标的轨道和姿态相对静止,追踪载体航天器在该点保持,并进行发射前的准备工作;最后,利用弹簧弹射纳星,在弹射过程中,弹力可能经过也可能不过质心,所以纳星有可能存在翻转运动,通过对发射方向和发射速度进行控制,使纳星尽可能命中非合作目标的被命中面。分析该过程的运动情况,推导能命中目标表面并建立稳定联接的约束条件。目标非合作,所以先期姿轨数据会和真实值有一定误差,考虑对任务影响,并对控制效果和误差进行分析,提出减小误差的方法。通过对整个过程进行分阶段分析,分任务仿真,并进行地面试验,证明了控制方法的可行性,从而解决了控制意义下的非合作目标合作化的问题。