高速飞行器在执行长距离跨海打击任务时,通常会以极低的高度在海面上空飞行来躲避侦查。复杂的海洋环境中充斥着阵风和浪涌,飞行器极易因此产生传感器测量偏差;而弹箭类飞行器由于其自身大长径比的结构特性,在掠海飞行时还会遭遇流体分离引起的非定常气动性能波动,且这种扰动会随飞行高度降低和海况恶化而加剧,因此工程设计者需着重考虑控制系统的鲁棒性能。为了节约突防时间,高速飞行器还会尽可能地迫近海面以最低安全高度飞行,因此需要尽快地随海况条件调整飞行状态,这对飞行器控制系统的跟踪速度提出了更高的要求。考虑到上述干扰因素和场景需求,本文针对大长径比高速飞行器的低空掠海轨迹跟踪鲁棒控制问题开展了研究,并进一步考虑最优轨迹制导状态下的跟踪时间约束问题,构造了一种固定时间收敛的控制方法。本文的主要研究内容包括:以某型巡航导弹为研究对象,建立了大长径比高速飞行器纵向运动数学模型和气动力模型,并建立了海浪、浪致紊流以及阵风的仿真模型用以模拟海洋环境中的扰动因素;考虑到风浪干扰及其引起的传感器测量偏差和非定常气动性能波动,在依据相对阶理论重构模型的基础上构造了一种大长径比高速飞行器轨迹跟踪鲁棒控制方法,通过引入自适应滑模干扰观测器来提升掠海飞行器对于各类海况的干扰抵御能力,并通过高阶滑模控制器与任意阶观测器实现控制系统反馈环节的有限时间镇定;更进一步地,针对掠海飞行器长距离飞行中最优轨迹制导的跟踪时间约束问题,考虑到系统时间最优性和鲁棒性的平衡,构造了一种基于自适应多变量型类超扭滑模观测器的固定时间轨迹跟踪控制方法,提出了一种多变量型固定时间二阶滑模控制的参数自适应方法来应对海洋环境下系统参数的快速变化,并结合隐式李雅普诺夫函数反馈控制设计实现了对最优制导轨迹的快速跟踪。