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航天器的自主运行和调度技术是完成空间自主在轨服务的关键技术，本文首先对美国“轨道快车”计划的在轨任务管理器采用的Timeliner系统进行了详细的分析；然后结合具体的航天任务，设计和实现了基于C++和Windows操作系统的航天器自主运行和调度系统；最后在搭建的仿真环境中，通过对航天器近距离自主交会对接和机械臂捕获任务的仿真推演，验证了该系统。仿真结果说明，自主实现的基于Timeliner技术的航天器自主运行和调度系统除了能满足实际航天任务的自主运行的需求外，还具有实时性和可扩展性的特点。