随着航天科技在军事领域的不断发展，日益更新的航天任务对飞行器轨道控制和轨道确定提出了更加严格的要求。随着小卫星技术的发展，基于天基平台的空间攻防小卫星技术将被更广泛的应用于在轨“潜伏”和空间拦截，其对轨道控制、轨道确定技术提出了更高的要求。本文正是基于这些新的要求，对以单星测量和拦截任务为主的轨道控制和轨道确定等相关应用进行了研究。传统的空间卫星轨道确定方法，多针对合作目标，监测方式以多点立体扫描方式为主，这种方法一方面要求相互之间存在信息交流，另一方面，监测系统也会受限于地面目标这类固定的区域系统，当监测目标为非合作目标，并且目标飞行区域超出地面系统监测范围，其监测效果将会大大降低。本文以单星空间测量为研究对象，在仅考虑角测量而无法进行测距的条件下，对该情况下的目标轨道确定方法进行研究，通过对单星测量可观性的研究，提出了通过有限自主机动以满足系统测量可观性要求，进而实现单星目标跟踪。由于传统的Kalman滤波算法在轨道确定任务中应对非线性观测数据存在的弊端，采用修正的粒子滤波算法对目标进行监测，其仿真结果表明该算法对存在非线性观测数据的滤波有较好的效果。传统的轨道控制方法主要基于代数优化方法，该方法与卫星轨道的几何特性相结合，将轨道几何特性和优化指标表示为代数方程的形式进行求解，主要以冲量式控制为基础。而随着推力系统的发展以及小卫星推力大小和燃料等因素的限制，冲量式控制将受到一定的限制，为此，有限推力方式的控制方法更有利于实现拦截中变轨跟踪的要求。本文以有限推力控制方式为基础，将飞行控制区分为中远段和末段拦截两部分，中远段通过非线性规划对飞行控制进行求解，并通过引入遗传-模拟退火算法对轨道转移控制进行优化，对末段拦截，则应用基于Lyapunov函数的反馈控制率，通过对控制增益的优化，实现末段拦截的快速性及有效性，并对拦截过程中轨控发动机布局对拦截效果的影响进行了分析。