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针对航天器进行大角度姿态机动过程中约束多且复杂的问题,提出一种基于球面几何的姿态规划方法。该方法将复杂指向约束描述为多个禁入锥,设计了区分有效约束和无效约束的路径约束检测方法,能有效减少当前路径处理的约束数量;然后将三维空间避障问题映射到二维平面上,通过球面几何距离公式推导了中间姿态指令解析解。仿真结果表明,该方法规划的姿态机动路径不仅能够满足复杂指向约束,而且具有节省机动时间、计算效率高的优点。