高超声速飞行器具有作战空域大,反应速度快,机动性能好等诸多优点,愈来愈受到各航天大国的重视。随着高超声速飞行器研究进程加速、飞行试验增多,飞行器制导系统的重要性日益凸显。滑翔段制导方法中的标准轨迹跟踪制导方法,在航天飞机等飞行器上取得了巨大成功,具有重要的地位与应用价值。本论文紧跟发展趋势与任务需求,针对实际飞行中干扰和不确定条件下的标准轨迹跟踪制导问题,开展了相应的研究。首先,建立了飞行器滑翔段运动模型,并进行特性分析。选取半速度坐标系,建立了空间运动方程,得到简化条件下的纵向和侧向方程。进一步,对再入过程中的多种约束条件进行建模,并对再入走廊和阻力加速度飞行剖面进行了分析,得出了利用分段函数有利于设计出性能更优飞行剖面的结论,为之后的剖面设计奠定了基础。然后,研究了面向禁飞区和航路点约束的轨迹规划技术。根据禁飞区中心位置以及半径信息,设计了基于视线角和射前弹道数据的航路点选取策略,提高了航路点生成精度。在生成的航路点基础上,设计了穿越航路点的轨迹快速规划方法。侧向以控制航向角与视线角偏差为零为目标,设计了能量最优的侧向过载指令,纵向以准平衡滑翔条件为基础,根据终端高度和速度倾角约束设计了纵向过载指令,由此规划出一条可行弹道,实现了对禁飞区的规避绕飞。最后分析了绕飞轨迹的飞行剖面,以研究大幅侧向机动情况下的飞行剖面特性。进一步,提出了基于滑模控制的轨迹跟踪制导方法。以阻力加速度标准剖面为基础,利用简化的纵向动力学方程推导得到阻力加速度非线性模型。针对此模型,采用非线性控制中的滑模控制方法,设计全局积分滑模面和指数趋近律,计算得到倾侧角控制指令,旨在解决干扰和不确定条件下的剖面跟踪问题,最终取得了提高跟踪制导鲁棒性的效果。最后,提出了基于反步控制的轨迹跟踪制导方法,针对跟踪制导的非线性系统模型,引入反步控制,将复杂高阶系统拆分为低阶子系统,在子系统内基于Lyapunov函数设计控制量,反推得到总控制律。进一步引入动态面控制,利用滤波器解决了微分膨胀问题。由此可以得到对干扰鲁棒性强的跟踪制导律。本文拓展了基于标准轨迹的跟踪制导方法,引入了非线性控制中的滑模控制与反步控制来设计跟踪制导律,并提高了偏差条件下制导的鲁棒性,在高超声速飞行器轨迹规划与制导领域有潜在的工程应用价值。