随着防空反导防御系统的日臻完善,传统的单飞行器作战已经无法满足未来复杂战场环境下的作战任务需求,多飞行器协同作战应运而生,也必将成为未来战场中一种典型的作战样式。协同轨迹规划与制导作为多飞行器协同作战中的两项关键技术,是提高飞行器精确打击能力的重要手段。为此,本文以多飞行器协同作战作为研究背景,探讨了协同轨迹规划和协同制导两项关键技术。第一,针对目前多飞行器协同作战研究中,长距离、广空域、宽速域条件下协同突防轨迹优化设计研究匮乏这一问题,同时考虑降低雷达探测威胁这一实际任务需求,提出了一种耦合飞行器雷达散射截面积（Radar cross section,RCS）的单飞行器突防轨迹优化设计方法以及多飞行器协同突防策略。建立了强非线性、多约束条件下的耦合飞行器RCS特性的轨迹优化求解框架,并提出了基于hp-自适应Radau伪谱法求解该最优控制问题。为实现多飞行器对目标实施协同突防饱和打击,设计了一种满足同时满足攻击时间和角度约束的多飞行器协同突防策略。第二,考虑到现有末段协同制导技术无法直接运用到滑翔段,提出了两种多飞行器滑翔段协同再入轨迹规划方法。（1）从设计纵向飞行剖面入手,提出了基于高度-速度（Hight-Velocity,H-V）剖面的时间协同再入轨迹规划方法。通过设计H-V剖面上两个控制点的高度系数,以满足剩余航程和剩余飞行时间约束,并采用反馈线性化的方法设计制导律,以完成对H-V剖面的跟踪。（2）从横向误差走廊边界实时更新入手,提出了基于预测校正制导的时间协同再入轨迹规划方法。纵向通过预测终端航程以校正倾侧角剖面设计参数,侧向采用动态的航向角误差走廊控制,从而实现多飞行器的时间协同再入轨迹规划。第三,针对现有末段协同制导律设计过程中剩余飞行时间估计精度低、制导律存在奇点的问题,提出了一种带有攻击时间约束的改进型比例导引律设计方法。首先,针对前置角为大角度情况下,现有剩余飞行时间估计方法精度不高的问题,推导出一种更为精确的剩余飞行时间估计表达式。其次,为满足攻击时间约束和解决初始前置角为0时现有导引律难以启动这一问题,在经典的比例导引律的基础上,通过增加攻击时间误差反馈项和偏置项,设计了一种带有攻击时间约束的改进型比例导引律（Modified proportional navigation guidance 2,MPNG2）。最后,考虑飞行过程中,导弹编队成员之间的信息交互,以期望的攻击时间为协调变量,基于MPNG2,设计了一种基于协调变量的协同制导律。第四,针对飞行末段,导弹飞行速度一般不为常数这一问题,提出了一种考虑速度时变的末段协同制导律设计方法。通过设计两种速度变化曲线,给出速度随时间变化的解析表达式,并将其应用于本文所提出的剩余飞行时间估计表达式和带有攻击时间约束的改进型比例导引律中。第五,针对集中式协调策略鲁棒性和稳定性较低的问题,基于一致性理论,提出了一种末段分布式时间协同制导律设计方法。底层针对指定攻击时间约束,利用滑模控制理论,设计了一种非奇异滑模制导律,并利用预测碰撞点策略,将其拓展至可打击机动目标。上层以期望的攻击时间为协调变量,通过建立一阶闭环协同控制系统,基于一致性协同控制理论,设计了一种分布式协调策略。论文着眼于提高飞行器综合作战能力,深入开展协同轨迹规划与制导两项关键技术研究,有助于未来多飞行器协同作战技术的不断开拓,牵引武器装备的跨越式发展。