柯伊伯带是指位于海王星轨道外的小天体构成的盘状区域，早在20世纪中期，Edgeworth和Kuiper就分别独立地预言了它的存在。1992年，Luu和Jewitt发现了第一个柯伊伯带小天体1992 QB1，如今人们已经观测到了超过1200个柯伊伯带天体。根据轨道特征，这些小天体大致可以分为四类：经典柯伊伯带小天体，与海王星发生平运动轨道共振的小天体，散射小天体和分离的小天体。柯伊伯带有着一系列引人注目的特征：小天体在海王星平运动共振处的聚集；经典柯伊伯带小天体轨道倾角的双峰分布；远低于预期的总质量；经典柯伊伯带的清晰外边界；出人意料的空间延展；双星和多星系统的高发生率。对柯伊伯带小天体这些轨道特征的理论研究已成为太阳系动力学中的前沿问题，另外，比较这些轨道特征和其形成的理论研究结果，也有助于揭示太阳系形成早期类木行星的轨道演化。　　 在太阳系形成早期，类木行星与残留的星子盘相互作用而发生角动量交换，土星、天王星和海王星获得角动量向外迁移，而木星则失去角动量向内迁移。一般认为，此类木行星的轨道迁移对柯伊伯带结构的形成有着重要的影响。在本文中，我们通过在类木行星上加带有随机性的虚拟外力来模拟此迁移过程(迁移时标为较长的2×107年)，考察在此影响下初始位置在28AU外无质量实验体的轨道演化。由于海王星的轨道迁移非常缓慢，其平运动共振能够非常有效地俘获试验体。在适当的参数条件下，带随机性的类木行星轨道迁移使得许多实验体聚集在与海王星发生3:2轨道共振处，只有很少的进入2:1共振处，形成了与实际观测相符合的柯伊伯带空间分布。在模拟中我们还发现，长时标的轨道迁移有利于柯伊伯带小天体轨道倾角的激发。我们的分析表明，在长时标迁移的情况下，一些实验体由于v8长期共振的作用，轨道偏心率受到激发、近日点距离变小而与海王星发生近距离相互作用，导致其轨道倾角被较大程度地激发(～20°)。　　 但是，在上述过程中试验体的倾角轨道被较大程度激发的概率很低，不足以解释经典柯伊伯带中(42-48AU)高倾角小天体的数量。长期共振作用可以有效激发小天体的轨道倾角，因而如果长期共振的位置曾经扫过柯伊伯带，则是可能的解释机制。我们首先考察了在类木行星轨道迁移发生之前的太阳系紧致构形中(指四个类木行星轨道彼此相距较小的状态)，由于太阳星云气体耗散引起的长期共振迁移能否激发经典柯伊伯带小天体的轨道倾角。我们发现，小天体轨道倾角受激发的程度敏感地依赖于星云气体中面与太阳系不变平面的夹角δ：当星云气体中面与不变平面重合(δ=0)时，经典柯伊伯带小天体倾角受到的激发很小；而在星云气体中面与黄道面重合(δ≈1.6°)，且气体耗散时标～1.7×107年的条件下(如金牛座T型星)，经典柯伊伯带小天体的倾角最高可以被激发到30°以上。在此基础上，我们考察了类木行星轨道迁移和长期共振迁移同时发生的情形，这两种机制的结合能够得到和观测比较符合的结果。　　 最后，我们发展了类木行星轨道迁移理论，建立了一个新的模型并以此来解释海王星1:1平运动共振处的高倾角特洛伊小行星(Trojan asteroid)2005 TN53的形成和演化。在上述的类木行星轨道迁移发生之前，海王星可能一度处于高偏心率的轨道上，由于周围星子盘的动力学摩擦作用，它的偏心率在106年内衰减到～0，同时快速向内迁移。在此快速迁移过程中，海王星将一些初始高倾角的星子俘获进其特洛伊轨道。在海王星达到近圆轨道之后，特洛伊小行星随着海王星的1:1共振向外迁移到达现在的位置。