为了满足进一步开发利用太空的要求,航天器的性能和工作状态要求越来越高,在轨服务技术因此逐渐发展起来。服务航天器的星上载荷在工作时会产生扰动,扰动对服务航天器的姿态稳定和轨道控制会造成影响,因此如何抑制该扰动具有重要的研究价值和应用背景。本文研究了在轨服务任务中航天器悬停和绕飞控制过程的扰动抑制技术。首先,查阅了相关文献,总结了在轨服务技术和航天器近距离相对运动控制的现状,并分析了发展趋势。介绍了使用T-H方程描述航天器在椭圆参照轨道下的相对轨道动力学,利用姿态的四元数来描述航天器之间的相对姿态,并介绍了本文所需的控制理论。随后,针对星上载荷工作产生的扰动影响在轨服务航天器悬停控制的问题,研究了三种干扰观测器对扰动的抑制作用,分别设计了非线性干扰观测器、指数收敛干扰观测器和扩张状态干扰观测器来补偿扰动对系统的影响。结合PD控制器进行仿真,分析结果可知,上述观测器都能较好地跟踪扰动;指数收敛干扰观测器跟踪扰动的速度快于非线性干扰观测器;扩张状态干扰观测器不但可以估计扰动,还能够对位置和速度进行估计。针对滑模控制具有响应快、对扰动不敏感的特点,研究了将干扰观测器和滑模控制器结合补偿星上载荷工作产生扰动的方法,分别将线性滑模控制器,非奇异终端滑模控制器和非奇异快速终端滑模控制器与干扰观测器结合得到了三种扰动抑制方法。仿真表明,基于线性滑模控制器的方法能够实现悬停控制,但存在抖振;基于非奇异终端滑模控制器的方法减轻了抖振现象,收敛速度优于基于线性滑模控制器的且能实现有限时间控制;基于非奇异快速终端滑模控制器的方法收敛速度优于基于非奇异终端滑模控制器的。最后,针对存在星上载荷工作产生的扰动的航天器绕飞控制问题,研究了一种基于六自由度模型的航天器绕飞控制器和干扰观测器的扰动抑制控制方法。仿真结果表明,该方法能保证航天器在存在扰动的情况下实现绕飞控制,并且系统对于扰动的估计误差是输入-状态稳定的。