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本文针对空间非合作目标跟踪飞行可以执行观测或监视等任务，首先从一般性出发对追踪星与非合作目标之间的相对运动特性进行分析，在基于一般椭圆相对运动方程的基础上，给出具有任意初始条件的相对运动方程解析表达式，从而为研究相对运动特性提供理论依据。其次，对追踪星沿航向跟踪目标星并考虑约束条件时的相对轨道设计进行了分析，即追踪星保持对地定向的约束和星载测量敏感器的约束条件，通过分析相对运动方程给出相对轨道的设计方法，使追踪星在保持对地定向的同时也满足测量敏感器的约束条件，从而减轻星上控制负担.最后通过数学仿真进行了验证。