In this article, a fast cooperative obstacle avoidance angular trajectory planning method is presented for multiple on-orbit service (OOS) spacecraft, which can obtain the spatial angular trajectories of multiple spacecraft in a considerably short time. For multiple OOS spacecraft equipped with the manipulator, under the constraints of the maximum control moment, multiple obstacles, dynamics, and geometry, the Bezier shape-based (SB) method is used to rapidly generate the cooperative obstacle avoidance attitude angular trajectories of all OOS spacecraft at the same time. The superiority of the proposed method is proved by comparing the results of Bezier SB method and the finite Fourier series (FFS) SB method under the same initial conditions. To further verify the effectiveness of the proposed method, the results of the Bezier method are substituted into the Gauss pseudospectral method (GPM) as the initial values to further optimize the angular trajectories in the simulation. Simulation results show that compared with the FFS SB method, the Bezier SB method can use shorter computation time to get the results of spacecraft attitude movement faster; compared with GPM, Bezier SB method only uses about 2% of computation time to get the results of movement time difference of only 2%. The method proposed in this article can be applied to complex space OOS missions, which requires multiple OOS spacecraft to rapidly realize the space obstacle avoidance attitude maneuver to complete cooperative operation missions.

本文提出了一种针对多轨道服务（OOS）航天器的快速协同避障角轨迹规划方法，该方法可以在相当短的时间内获得多个航天器的空间角轨迹。对于配备操纵器的多个OOS航天器，在最大控制力矩，多个障碍物，动力学和几何形状的约束下，使用基于Bezier形状（SB）的方法快速生成所有OOS的协作避障姿态角轨迹航天器同时进行。通过比较在相同初始条件下的Bezier SB方法和有限傅里叶级数（FFS）SB方法的结果，证明了该方法的优越性。为了进一步验证所提出方法的有效性，Bezier方法的结果被替换为高斯伪谱方法（GPM）作为初始值，以进一步优化仿真中的角轨迹。仿真结果表明，与FFS SB方法相比，Bezier SB方法可以使用更短的计算时间来更快地获得航天器姿态运动的结果。与GPM相比，Bezier SB方法仅使用大约2％的计算时间来获得仅2％的运动时间差的结果。本文提出的方法可以应用于复杂的太空OOS任务，需要多个OOS航天器快速实现空间避障姿态机动，以完成协同作战任务。仿真结果表明，与FFS SB方法相比，Bezier SB方法可以使用更短的计算时间来更快地获得航天器姿态运动的结果。与GPM相比，Bezier SB方法仅使用大约2％的计算时间来获得仅2％的运动时间差的结果。本文提出的方法可以应用于复杂的太空OOS任务，需要多个OOS航天器快速实现空间避障姿态机动，以完成协同作战任务。仿真结果表明，与FFS SB方法相比，Bezier SB方法可以使用更短的计算时间来更快地获得航天器姿态运动的结果。与GPM相比，Bezier SB方法仅使用大约2％的计算时间来获得仅2％的运动时间差的结果。本文提出的方法可以应用于复杂的太空OOS任务，需要多个OOS航天器快速实现空间避障姿态机动，以完成协同作战任务。