本硕士论文针对实际地月系统的共线平动点的特征与应用开展了研究工作。包括共线平动点L1和L2点附近航天器的在轨自主轨道预报问题以及迄今为止研究较少的L3点的动力学特征。第一项工作可为以后我国定点在地月系L1和L2点的航天器的自主轨道预报提供参考,而第二项工作将进一步完善现有的关于地月系统平动点动力学特征的理论研究,对今后利用L3点可能的航天任务有着重要的参考意义。随着在轨航天器数目的增多,航天器的自主运行可大大减轻地面站的负担,而且对某些实时任务而言也是必须的。在这样的背景下,我们开展了地月系统L1和L2点附近航天器的在轨预报问题。在地月系"真实"力模型中,针对平动点附近运动的固有特性(指数不稳定性),结合星上有限的存储和计算资源的限制,给出了相应的轨道外推方法。我们首先对地月系统平动点L1和L2点的主要摄动力进行了定量分析,并在一定精度的前提下对这些摄动力进行了取舍。然后讨论了力模型中的第三体摄动力的简化处理方法,主要是对摄动天体的位置。采用分析历表精度过低,对共线平动点附近极不稳定的轨道而言并不合适,会由于此误差引起预报轨道的迅速发散,而采用数值历表虽然精度很高,但对星上的存储资源要求较大,且并非所有数值历表中的信息都是必须的。另外,不断地读取历表的操作也会相应地降低计算时间。我们尝试了两种方法处理上述问题,第一种方法是用傅里叶分析(FFT)方法分析月球的运动,给出月球的相对高精度的分析历表,而太阳采用进动椭圆分析公式,其它大行星采用不变椭圆分析公式;第二种方法是直接简化数值历表,使得其存储量尽可能减少以节省星上有限的存储资源。在第一种方法中,我们通过对JPL数值历表的长时间序列取样,得出x-y平面精度达8×10-4(单位为地月平均距离)和z方向达4×10-4的月球分析历表。优于传统月球分析历表的精度(1×10-2)。数值模拟结果说明,采用此月球分析公式引起的误差对L1和L2点附近的轨道而言,在2-3天的预报弧段内,引起的位置误差不超过1×10-4。在第二种方法中,我们略去了 JPL数值历表中很多(对地月共线平动点附近运动而言)不必要的因素,使得简化后的数值历表存储空间大大减小,如简化的DE405包含太阳、月球、地球、月球天平动的数值历表大小约为3M,而简化的DE406包含太阳、月球和地球的数值历表大小仅为800K(1024K=1M)。本文的第二部分针对实际地月系统平动点L3点的动力学特征开展了研究。关于实际地月系统下L1点和L2点的动力学特征,已有学者开展了相关工作,但关于L3点的相应工作却很少,这主要是因为目前这些点尚无特殊的应用任务,但已有一些理论工作提及了这些点的可能应用。在将来地—月空间任务成为一种常态时,这些点可能也会如同现今的L1点和L2点一样,发挥特殊的用途。因此开展一些预先研究工作是有意义的,这也是这部分工作的初衷。在这部分工作中,我们采用了不同于以往的力模型处理方法,具体而言:(1)我们考虑了月球和太阳的真实运动模型而非相对简单的分析历表。为给出它们的运动的分析表达形式,我们对这些时间信号进行了 FFT分析和频率提取;(2)相对之前部分学者的运动方程而言,本文给出的运动方程形式上更加完整;(3)我们直接给出了平均化后的系统的三阶解以及短周期项频率修正的分析表达式。相比简单的圆型限制性三体问题模型而言,由于更加精确地考虑了太阳引力摄动和月球偏心率摄动后系统的本征频率,我们的分析解在实际力模型下的发散速率大大降低。