以在轨维修、寿命延长以及垃圾清除等为目的的静止轨道在轨服务技术是未来航天技术发展的重要方向,交会对接是实现在轨服务的前提,而轨迹安全性一直是交会任务设计的重要要求和技术指标。尤其对静止轨道交会,共位约束和目标非合作性给轨迹安全性和任务方案设计带来了新的挑战。本文以轨迹安全性为切入点,对轨迹安全性评价方法、交会任务规划方法和相对导航方案设计等方面展开研究。主要研究成果如下。发展了消除概率冲淡的交会轨迹安全性定量评价指标。(1)根据椭球距离、碰撞概率、预警门限等安全评价要素的物理意义,提出对其计算模型的Monte Carlo仿真验证方法;(2)分析预警门限关于包络体半径、位置偏差、漏警率变化的静态特性和随时间演化的动态特性,通过改变碰撞概率和预警门限的数学关系,定义消除概率冲淡的轨迹安全性定量评价指标。提出了共位约束静止轨道交会的任务编排和轨迹优化方法。(1)分析共位约束静止轨道交会的转移接近轨迹和绕飞轨迹的安全性,提出基于安全性分析结果的任务方案编排方法,并建立编排方案的安全性优化模型;(2)建立多脉冲接近轨迹安全规划模型,分析机动方案、脉冲数目、共位约束、导航精度等对满足被动安全约束的燃料最优接近轨迹的影响。设计了满足安全性要求的非合作目标相对导航方案。(1)调研和分析多种交会敏感器对非合作目标的测量性能,在此基础上提出了以相机、激光测距仪组合为主的相对导航方案;(2)分别建立基于不同测量信息的相对导航模型,并仿真验证导航精度是否满足交会任务规划结果的安全性要求。论文研究发展了偏差影响下交会轨迹的安全性定量评价方法,提出了共位约束静止轨道交会的任务编排和轨迹优化方法,具有一定的理论意义;规划的静止轨道交会安全任务方案和接近轨迹,以及设计的非合作目标相对导航方案,具有较高的工程参考价值。