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航天器轨道机动可达范围反映了轨道机动能力的大小,能够为在轨拦截和在轨服务等空间操控任务的实现提供可行性判据。本文以此为背景研究了航天器轨道拦截可达范围和轨道交会可达范围的计算方法,并将轨道拦截可达范围应用于深空探测任务,扩展了拦截可达范围的应用范围。本文的主要研究工作如下:1.研究了航天器自身空间可达性和对目标轨道可达性的计算方法。首先基于空间包络的概念推导了航天器空间可达范围的计算方法,然后结合给定的目标轨道进一步推导了航天器对目标轨道命中区的计算方法,并对命中区的存在性进行了分析,仿真结果表明所提出的计算方法的有效性,并且航天器初始轨道面和目标轨道面的交线与目标轨道的交点为最省能量命中点。2.研究了脉冲推力轨道拦截任务可达范围的计算方法。轨道拦截可达范围是典型的面向目标的可达范围,首先给出了轨道拦截可达范围的描述方法,然后从广义拦截问题出发延伸出了八个基本拦截问题,并分析了它们的求解方法;最后基于共面变轨、逆轨拦截想定分析了考虑能量、时间和交会角约束下的拦截可达范围计算方法。仿真结果表明所提出的方法的有效性,能够用于分析特定任务情况下的拦截可达范围。3.研究了脉冲推力轨道交会任务可达范围的计算方法。以交会可达范围的定义为基础,针对双脉冲共面圆轨道交会任务,推导了能量约束下的交会策略可行解区间,分析得到了考虑能量、时间、交会角和最小近地距约束下交会可达范围计算方法。仿真结果表明所提出的方法的有效性,能够用于分析特定交会任务的可达范围。4.研究了轨道拦截可达性分析方法在深空探测中的应用。基于圆锥曲线拼接法和轨道拦截可达范围计算方法,分析了深空撞击器撞击近地小行星任务中的可发射区和可拦截区。仿真结果表明了所提出的方法的有效性,能够用于分析特定小行星撞击任务的可达范围。5.研究了随机误差作用下轨道拦截可达概率的计算方法。基于轨道拦截可达概率的定义,分别分析了最大变轨能力误差和目标轨道高度误差下的拦截可达概率计算方法。仿真结果表明了该方法的有效性,能够用于分析正态分布随机误差作用下的拦截可达概率。