高空飞艇负载大、定点悬停时间长,因此具有很高的国防和民用价值,目前已成为国内外研究热点。高空飞艇轨迹规划是寻求由地面初始点到预定悬停位置之间的最优飞行轨迹,进而对于高空飞艇放飞段轨迹提供参考。一方面,通过减少飞艇放飞段的飞行时间可减少风干扰等环境因素对飞艇轨迹的影响。另一方面,通过减少飞艇放飞段的能耗可增加高空飞艇的负载能力、降低高空飞艇的成本。综上所述,对高空飞艇放飞段进行轨迹规划具有重要意义。本文主要针对高空飞艇放飞段轨迹规划问题,进行如下内容的研究。首先,在一定假设条件下,针对高空飞艇的受力进行分析,根据动力学及运动学原理,建立了完整高空飞艇空间运动模型,模型中考虑了风干扰对于高空飞艇的影响,为高空飞艇放飞段轨迹规划问题的研究奠定了基础;其次,针对高空飞艇放飞段轨迹规划的考虑因素,结合完整高空飞艇空间运动模型及控制变量约束条件,确定高空飞艇轨迹规划问题的数学描述;针对飞艇轨迹规划问题难于得到解析解的特点,通过直接配置法将高空飞艇放飞段轨迹规划这个最优控制问题转化为参数优化问题。然后,基于序列二次规划算法进行高空飞艇轨迹规划问题研究。介绍序列二次规划算法原理;通过基于序列二次规划算法高空飞艇轨迹规划仿真研究,由仿真结果得知序列二次规划算法解决高空飞艇轨迹规划问题的有效性,以及考虑风干扰对于高空飞艇轨迹影响的必要性;同时在仿真过程中发现,因存在对初始点敏感的不足,有时基于SQP算法可能得不到轨迹规划问题的解,而且SQP算法对于求解大规模参数优化问题存在困难。最后,考虑到序列二次规划算法全局寻优能力不强及对初始值敏感的问题,给出了基于遗传算法与模拟退火算法结合的混合遗传算法,并用于高空飞艇轨迹规划问题研究;仿真结果表明,相对于基于序列二次规划算法高空飞艇轨迹规划结果,基于混合遗传算法的高空飞艇放飞段轨迹规划具有更强的寻优能力。