本书系统地论述了目前高超声速滑翔飞行器常用的快速轨迹优化方法和机动制导技术，包括高超声速滑翔飞行器轨迹优化与机动制导建模、快速轨迹优化参数化方法和数值方法、再入机动制导方法、复杂禁飞区条件下再入轨迹优化与机动制导及多高超声速滑翔飞行器协同制导等方面的内容。 本书在理论分析的基础上，引入了大量仿真实验分析。通过在不同作战场景下对高超声速滑翔飞行器快速轨迹优化效率进行仿真验证分析，突出相关理论方法在飞行器轨迹优化任务中的泛用性，并且通过在各类复杂禁飞区环境下进行机动制导方法的仿真验证分析，展示了触角法的优势。本书提出的快速轨迹优化方法和机动制导技术不仅适用于高超声速滑翔飞行器的轨迹优化任务，同时也可以推广到其他类型的高超声速飞行器，并且本书介绍的优化理论对于工程优化也有着一定的参考价值。 本书可供从事轨迹优化以及制导系统设计的工程技术人员参考，也可以供飞行器导航、制导与控制专业的研究生作为教材与参考书目使用，对于控制科学与工程专业的研究生和本科生的学习也有着一定的帮助。

第1章 绪论
1.1 高超声速飞行器发展动态
1.2 高超声速飞行器轨迹优化与制导技术主要特点
1.3 面临的问题及挑战
参考文献
第2章 快速轨迹优化与机动制导建模
2.1 再入运动方程
2.1.1 不考虑地球自转的再入运动方程
2.1.2 考虑地球自转的再入运动方程
2.1.3 其他形式再入运动方程
2.1.3.1 无量纲形式再入运动方程
2.1.3.2 能量为自变量的再入运动方程
2.1.3.3 速度为自变量的再入运动方程
2.2 气动参数模型
2.2.1 单一攻角模型
2.2.2 攻角速度二次函数模型
2.2.3 攻角速度幂指数模型
2.3 飞行约束
2.3.1 控制量约束
2.3.2 路径约束热流、动压、过载、准平衡滑翔条件
2.3.2.1 阻力加速度再入走廊
2.3.2.2 高度速度再入走廊
2.3.2.3 倾侧角再入走廊
2.3.3 终端约束
2.4 目标函数的设计
参考文献
第3章 快速轨迹优化参数化方法
3.1 基于间接法的再入轨迹优化
3.1.1 极小值原理
3.1.2 基于间接法的优化问题求解
3.1.3 间接法在轨迹优化中的典型应用
3.1.4 间接法的特点及发展展望
3.2 基于伪谱法的再入轨迹优化
3.2.1 直接法原理
3.2.2 基于伪谱法的优化问题求解
3.2.3 伪谱法在轨迹优化中的典型应用
3.2.4 伪谱法的特点及发展展望
3.3 伪谱法求解软件GPOPS介绍
3.3.1 基本函数设置介绍
3.3.2 再入轨迹优化应用举例
参考文献
第4章 快速轨迹优化数值方法
4.1 基于凸优化方法的再入轨迹优化
4.1.1 凸优化理论基础
4.1.2 再入轨迹优化中凸优化的典型应用
4.1.3 凸优化方法的特点及发展展望
4.2 基于群智能优化算法的再入轨迹优化
4.2.1 常见群智能优化方法介绍
4.2.2 再入轨迹优化中群智能优化算法的典型应用
4.2.3 群智能优化算法的特点及发展展望
4.3 其他新兴优化方法
4.3.1 基于神经网络算法的再入轨迹优化
4.3.2 基于强化学习算法的再入轨迹优化
4.3.3 基于混合优化算法的再入轨迹优化
参考文献
第5章 再入机动制导方法
5.1 标准轨迹跟踪制导
5.1.1 标准轨迹的快速生成算法
5.1.2 参考轨迹跟踪算法
5.1.3 标准轨迹跟踪制导的典型应用
5.1.4 标准轨迹跟踪制导的特点及发展展望
5.2 预测校正制导
5.1.1 预测校正制导算法的原理
5.1.1.1 解析预测校正制导算法
5.1.1.2 数值预测校正制导算法
5.1.2 预测校正制导算法的典型应用
5.1.3 预测校正制导算法的特点及发展展望
5.3 其他新兴制导方法
5.3.1 混合制导方法
5.3.2 分段解析制导方法
5.3.3 基于强化学习再入制导方法
参考文献
第6章 复杂禁飞区条件下再入轨迹优化与机动制导
6.1 复杂禁飞区再入轨迹优化问题建模
6.2 典型的禁飞区轨迹优化与机动制导求解算法
6.2.1 航向角偏差走廊
6.2.2 动态横程算法
6.2.3 虚拟触角法
6.3 面临的挑战与展望
6.3.1 多静态禁飞区
6.3.2 动态禁飞区
6.3.3 混合禁飞区
参考文献
第7章 高超声速变体飞行器快速轨迹优化
7.1 变体飞行器快速轨迹优化问题建模
7.1.1 变体飞行器分类
7.1.2 变体飞行器与常见再入滑翔飞行器的比较
7.1.3 变体飞行器轨迹优化问题建模
7.2 典型的高超声速变体飞行器快速轨迹优化求解算法
7.2.1 基于伪谱法的变体飞行器快速轨迹优化
7.2.2 基于强化学习的变体飞行器快速轨迹优化
7.3 面临的挑战与展望
7.3.1 面向动态目标的变体飞行器快速轨迹优化
7.3.2 复杂禁飞区条件下变体飞行器快速轨迹优化
7.3.3 多变体飞行器协同制导
参考文献
第8章 多高超声速滑翔飞行器协同制导
8.1 多高超声速飞行器协同制导问题建模
8.1.1 时间协同制导
8.1.2 时间与攻击角度协同制导
8.2 典型多高超声速飞行器协同制导求解算法
8.2.1 基于解析方法的协同制导
8.2.2 基于强化学习算法的协同制导
8.3 面临的挑战与展望
8.3.1 考虑禁飞区约束的多高超声速飞行器协同制导
8.3.2 面向动态目标的多高超声速飞行器协同制导
8.3.3 多模高超声速飞行器协同制导
参考文献
附录A典型高超声速飞行器气动参数表
附录B主要缩略词说明
附录C主要变量符号表