近年来,航天器失效及航天事故（碰撞、爆炸等）导致轨道中的空间碎片急剧增多。大量的空间碎片占据着宝贵且有限的轨道资源,为后续的航天任务带来了巨大的威胁。因此,为了能够更好地开发、利用太空空间,对空间碎片进行主动清除并建立卫星轨道监测系统已经成为航天领域的前沿课题。我国在轨失效卫星成功转移的案例初步验证了空间碎片主动清除技术的可行性。本文考虑了被捕获目标具有初始角动量的情况,对拖船拖拽大型空间碎片的离轨过程进行动力学分析,并对地球轨道上的航天器星下点（Sub-Satellite Point）轨迹进行模拟。主要包含以下研究内容:首先充分调研当前空间碎片主动清除技术的背景与意义,明确了空间碎片清除任务的紧迫性。介绍了主动清除技术的分类及其优劣势,对四种常见的绳索力学模型进行分析对比。随后对牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学和辛算法的基础进行简要回顾,为后续拖船-空间碎片系统模型的建立奠定了理论基础。其次基于拉格朗日方程,建立了拖船拖拽具有初始角动量的大型空间碎片捕获过程的动力学模型。引入与广义坐标相对应的广义动量,将拉格朗日体系下的动力学方程转化为哈密顿体系下的动力学方程,对上述两种方程分别采用龙格库塔方法和辛龙格库塔方法求解,通过对比保守量的残差验证了辛龙格库塔方法在计算过程中的优良保结构性能,并对数值实验中翻滚角随时间的变化规律进行了详细地讨论。最后为了辅助空间碎片清除任务顺利进行,需要在任务开始前航天器（卫星、拖船或碎片）的星下点轨迹（地面轨迹）进行监测。本文以空间碎片为例,描述了物体在不同轨道中的动态位置并且模拟了不同区域的监测站对空间碎片监测角度的变化。模拟了整体系统通过霍曼转移轨道进入坟墓轨道的过程,给出了拖船-空间碎片系统在转移过程中轨道元素的变化并进行简要分析。上述模型的建立、不同轨道星下点轨迹的模拟、以及整体系统的霍曼转移过程对主动碎片清除技术的设计策略和卫星监测系统的建立具有一定的指导意义。