随着现代科学技术的不断进步,人类逐渐意识到太空的重要性,未来谁能更加有效地进入太空,谁将占据优势地位,因此许多国家都开始研制航天飞行器,开发太空资源。天基再入飞行器作为一种可以天地往返的飞行器也受到越来越多的关注,未来将天基再入飞行器组网星座作为一种特殊的低轨星座,利用其提供物资投送和紧急救援是全球快速投送系统的发展趋势。因此本文将以天基再入飞行器为研究对象,考虑禁飞区的影响并重点对其再入任务规划和可达域快速计算进行研究,力图为天基再入飞行器再入物资投送问题提供一种可行的解决方案。本文主要开展以下研究:首先,在一定假设的基础之上建立仿真所需的天基再入飞行器数学模型,其中包括质心运动学与动力学模型以及空气动力模型。建立大气模型与地球模型,给出再入过程中的飞行状态约束与路径约束,并将再入约束条件转换为高度速度空间内的再入走廊。分析并建立两大类禁飞区模型,为后续研究奠定基础。其次,针对禁飞区影响下的天基再入飞行器可达域计算展开研究。先采用规划高度-速度曲线,并控制倾侧角符号的方式计算再入可达域,再基于hp-自适应伪谱法通过设计性能指标优化计算再入可达域。之后,为了缩短可达域的计算时长并保证可达域的准确性,本文提出了基于椭圆近似的可达域快速计算方法。通过采用hp-自适应伪谱法计算四个特征点来进行椭圆拟合,可近似获得再入可达域。该方法不仅可以缩短可达域的计算时长,也能充分保证可达域的计算精度。在前述可达域快速计算方法的研究基础上,研究禁飞区影响后的可达域计算方法,归纳并总结禁飞区可能出现的场景。根据禁飞区与可达域的相对位置来编写判别函数准确判断禁飞区种类,引入虚拟目标点并利用二分法迭代求解禁飞区影响后的再入可达域。然后,针对传统的天基对地覆盖时间窗口计算方法精确性与快速性难以兼顾的问题,建立一种基于再入飞行器组网星座的对地覆盖模型。该模型推导了目标与实时可达域的相对位置关系,并提出目标覆盖判断准则。此外,还提出了一种新的窗口快速计算方法,该方法在可达域的快速计算的同时又改进传统的窗口计算方法。为提高计算效率,引入纬度带概念,并预测可达域覆盖目标的时间和可达域相邻覆盖目标的间隔,动态调节步长,达到缩小解集空间,提高计算效率。最后,针对再入任务规划问题,建立任务规划综合评价体系,将任务规划问题转换为整数优化问题进行求解。在可达域快速计算和窗口快速计算的基础上采用改进的匈牙利算法进行任务规划,获得最终的任务规划方案,满足星上使用的需求。设计开发综合仿真平台,将本文研究内容综合到一起进行仿真研究。