大时延遥操作是完成空间操作任务的一项关键技术和有效手段。其核心问题是如何在大时延及有限通信带宽条件下，保证遥操作的稳定性，同时提高遥操作的透明性，这对大时延遥操作提出了巨大挑战。本文主要思想是建立以灵境遥操作模式为主结合主从遥操作和遥程序操作的多模态遥操作系统结构模型，使其在确定性条件下可以利用遥程序遥操作模式，还应随时保证操作人员在必要时直接介入干预，同时利用可修正的模型进行状态信息的有效预测，以最大限度地消减大时延所带来的影响，增强遥操作的透明度和灵活性，满足复杂任务的操作要求。本文对遥操作系统中的复杂虚拟对象建模方法、大时延条件下的遥操作对象预测模型在线修正方法以及基于视图的遥操作对象预测模型在线修正方法等关键问题开展了深入研究。主要内容包括：　　 ⑴阐述了遥操作发展现状，并深入剖析了遥操作概念、操作模式及原理。　　 ⑵进行了遥操作系统建模方法研究，其中包括遥操作系统结构模型、虚拟对象3D几何模型及预测模型。以空间目标遥操作为研究背景，提出了“三段四回路”遥操作系统结构模型，该模型不仅可以高效地协调人机任务，增强透明度，而且实现了多模态遥操作，满足复杂任务的操作要求；采用了基元列表的方式描述对象组成及各基元的属性，并通过OpenGL完成虚拟对象的3D虚拟可视化，为复杂虚拟对象3D几何建模及修改提供了一种方便、快捷的有效方法；针对多对象、变结构、非线性、强耦合的复杂空间在轨系统，提出了一种多模型表述方法建立虚拟对象的预测模型，实现在降低建模复杂度的条件下，保证了一定建模精度。最后给出了设计实例。　　 ⑶剖析了不确定大时延及有限带宽对模型在线修正的影响，提出了一种基于邮签准则的遥操作对象模型参数在线修正方法。该方法采用时签标识、同态模型、数据平滑等策略，有效克服了不确定大时延和有限带宽造成的信息错配、反馈修正与实时预测过程异步以及不确定大采样步长问题，实现了模型的精确在线修正，提高了预测精度和系统透明度，改善了遥操作品质。　　 ⑷针对二维平动对象提出了一种基于视图的遥操作对象预测模型在线修正方法。该方法不仅可以直观地监视误差，而且利用图像矩方法巧妙地避开了在真实对象表面预置特殊视觉点的困难，实现了对象位置信息的自动提取，并通过对视图的二次采样将信息提取实时性差难以满足在线应用的问题归演为不确定大采样步长问题，通过模型在线修正解决了预测模型参数失配问题。　　 ⑸在自主开发的遥操作系统平台上进行了大量的模飞仿真实验，实验结果充分验证了遥操作系统结构模型的合理性、复杂虚拟对象建模方法的实效性以及预测模型在线修正方法的有效性，提高了遥操作系统的在线可用性。　　 本文的创新点在于：①提出了“三段四回路”的遥操作系统结构模型；②开展了基于基元列表及多模型表述方法的复杂虚拟对象建模方法研究；③针对不确定大时延及不确定大采样步长问题，提出了基于邮签准则的遥操作对象预测模型在线修正方法；④探索了基于视图的遥操作对象预测模型在线修正方法；⑤空间目标的遥操作系统开发与集成。