航天技术目前已经成为各个航天大国争相竞赛的舞台,深空探测轨道设计作为核心技术之一更是各个国家学者们的研究重点。对于远距离天体的探测,由于发射能量的不足,直接转移的方法并不可行,能够有效减少能量消耗的借力飞行技术变得尤为重要。因此,随着我国对于深空探测领域的不断探索,借力飞行轨道技术的发展必然成为不可或缺的一部分,本文正是针对这一需求,主要就太阳系内多天体行星借力飞行轨道设计这一部分进行研究,并在此基础之上进行借力飞行轨道设计优化,结合算例验证算法的可行性,给出了太阳系内多重行星借力飞行轨道设计的优化算法。具体内容如下:首先,利用圆锥曲线拼接法将借力飞行轨道分为两类部分讨论:行星际转移轨道段和借力飞行飞越段。对行星际转移轨道段采用兰伯特问题求解法进行分析,而对借力飞行飞越段则又分为有动力飞越与无动力飞越两类,分别对其进行动力学建模,分析后给出了借力前后探测器的速度与位置变化关系。其次,通过循序递进的方式对多天体借力飞行轨道设计进行分析:先考虑单次借力情况,由于模型较为简单,主要采用能量等高线图法进行发射窗口搜索,并对算例“EVM”进行仿真。随后,对多天体交会但并未重复借力相同行星的轨道进行分析,提出了一种混合优化的方法,即先采用全局优化方法进行初步搜索,再用局部优化方法进行精确搜索,全局优化部分对比了遗传算法和差分进化算法两种算法的优化结果,局部优化方法选择了序列二次规划的方法进行优化。最后对“EVEJU”这一天王星探测借力顺序的算例进行仿真。最后,对含有重复借力相同行星的借力飞行轨道进行分析,主要使用共振轨道设计方法,分析了共振轨道原理,推导了共振轨道设计的方法,并对“EVEEJ”与“EVEJ”这两个算例进行了对比仿真。针对太阳系内多天体行星序列的借力飞行轨道优化设计这一问题,本文提出了一套完整的搜索算法,可以为深空探测轨道设计以及借力飞行优化问题提供参考。