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应用螺旋理论对航天器相对轨道与姿态运动进行了研究。针对航天器相对运动过程中存在的姿态轨道耦合问题：基于刚体假设，推导建立了基于螺旋对偶式的航天器姿轨耦合相对运动模型；分析给出了航天器相对运动过程中姿态轨道的耦合效应；针对所建模型的强耦合、非线性特性，在控制律设计时采用了非线性前馈控制，最后进行了数值仿真，结果表明了该模型和控制律的有效性，可为工程应用提供参考。