在轨运行的航天器出现故障时,如果能够从地面发射救援飞行器及时进行救援,则可能避免重大损失。本文对空间紧急救援任务的发射窗口、轨道控制方法等进行了较系统的分析,主要内容包括以下几个方面:1、分析了空间紧急救援的意义,对空间紧急救援中涉及的大机动、快速交会和自主交会等关键技术进行了论述;对空间紧急救援任务过程进行了阶段划分,并概括了各阶段的任务和特性;归纳和总结了空间交会的动力学模型。2、解析推导了空间紧急发射任务的发射窗口,研究了机动布署策略。将紧急发射任务发射窗口问题分解为平面窗口问题和相位窗口问题,分别建立了平面窗口和相位窗口的解析求解模型,导出了发射窗口的解析解。以发射窗口的解析解为基础,对机动发射车的布署做出了分析。3、对寻的段和近距离交会段的制导和控制策略进行了研究。在寻的段,给出了C-W制导的两种修正算法和Lambert制导的两种修正算法,采用这些算法分别进行了制导计算,并对其进行了比较分析。另外,在接近段采用二脉冲制导,在最后逼近段采用视线制导算法进行轨道控制,并对其进行了仿真分析。4、开发了空间紧急救援轨道仿真系统。利用面向对象建模语言UML对仿真系统进行了建模,采用C++面向对象程序语言,在VC++6.0集成开发环境下对软件进行了开发,实现了初步的紧急救援发射任务规划、轨道方案仿真和可视化演示功能。本文工作是对空间紧急救援任务的初步论证和可行性分析。研究表明空间紧急救援任务在技术上具有可行性,但与通常的空间交会任务不同,有很多新问题需要进一步研究。