美国等国家在持续发展强大的空间目标监视系统,我国的航天器,大至空间站,小至皮纳卫星,全部暴露在其监视之下,任其跟踪、被其编目、由其预报,不仅航天器自身安全受到威胁,从任务层面更是难以保守秘密,对国家经济利益、政治利益尤其军事利益产生不良影响。这一问题已经在航天界引起关注,并催生了卫星隐身技术的研究,但由于关键技术与经济代价等原因进展缓慢,远未达到实用化水平。本文独辟蹊径,从轨道设计角度寻求该问题的解决方案,以期用较小代价实现对空间监视系统的穿透,从而实现航天任务的隐蔽。地球静止轨道（GEO）是重要的轨道资源。针对该轨道航天器受到监视的问题,本文从主动轨道机动的角度,研究了GEO航天器躲避监视的隐蔽机动轨迹设计方法。主要围绕监视系统的建模分析,监视寻隙隐蔽机动轨道设计方法以及地影掩护的隐蔽轨迹设计方法展开了研究,形成了一系列针对不同情况监视下的隐蔽轨迹设计方法。首先,研究了光学监视系统对地球静止轨道的可见性建模及分析。基于地球遮挡、地影、太阳光干扰、观测视场角、相对角速度等约束建立了光学监视的可见性模型,并将模型的求解归结为一个多约束的求解问题。仿真结果表明目前空间目标监视系统对高轨道空间监视的缝隙较大,这为后续隐蔽机动轨迹的设计提供了前提。然后,研究了基于航天器监视寻隙的隐蔽机动轨迹设计。针对GEO目标受到的各类系统的监视,以空间航天器多脉冲交会模型为基础,提出了一种航天器寻找监视缝隙实现隐蔽机动的轨迹设计方法。建立了隐蔽机动轨迹设计优化模型,将机动过程中不受监视的任务要求转换为航天器机动的实时路径约束,并设计了罚函数来处理此路径约束。采用差分进化算法对模型进行优化。仿真算例证明了方法的有效性。分析表明:在机动过程中,航天器选择改变轨道面来躲避监视。航天器的隐蔽轨道受地面站及低轨卫星监视影响较大,而受高轨监视卫星影响较小。在天基监视系统组成监视卫星星座后,GEO的瞬时覆盖率达到36%,空间监视缝隙减少,基于监视寻隙的航天器隐蔽机动轨迹设计变得困难。最后,研究了基于地影掩护的隐蔽机动轨迹设计。地影约束为空间光学观测中的固有约束,这样的规律为航天器的隐蔽机动提供了一种思路,即利用空间中存在的地影作掩护来躲避监视实现航天器的隐蔽机动。提出了一种分步逆向路径规划策略,将任务过程分为调相段与隐蔽段两部分,根据任务的时间逆序,分别对地影区间、隐蔽段轨迹、调相机动策略进行优化设计。结果较好地验证了方法的有效性,并对方法误差进行了分析。论文针对GEO航天器受到监视的问题,首次提出了利用主动轨道机动的方式穿透对方空间监视从而实现航天器隐蔽的方法,该方法可针对不同情况下的监视给出不同的实现隐蔽机动的方法,为航天任务的隐蔽提供一种新的解决思路。