在轨服务航天器的制导、导航与控制是保障任务完成的核心关键，根据其典型核心任务流程，梳理出了翻滚目标超近立体视觉测量、翻滚目标姿轨耦合逼近路径规划与控制、非合作目标柔顺捕获控制、组合体稳定控制四项关键技术。提出了基于深度学习的目标典型部位精细感知、基于虚拟域逆动力学的优化轨迹、间接估计辅助的图像视觉伺服控制、基于位置控制内环的阻抗控制等方法，实现了组合体航天器精确导航、制导与控制，利用气浮平台、六自由度运动模拟器进行了地面试验验证，组合体三轴控制精度为0.2 ?。最后对在轨服务航天器未来发展进行了展望，以期为该方向的后续研究提供参考。