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提出了一种应用于卫星在轨自维护平台的视觉自主操作策略，阐述了标定、识别、定位及视觉伺服等关键内容。针对太空中变化强烈的光照环境，采用合作目标的方式对物体进行识别，并对识别算法进行了特别的设计以适用于卫星有限的计算能力。为了提高合作目标三维空间定位的精度，采用了一种合作目标亚像素精度定位的方法，为视觉伺服进行精确的操作奠定了基础。实验结果证明了此视觉自主操作策略的可行性。