可重复使用运载火箭通过重复使用火箭子级可大幅度降低运载火箭的发射成本,因而一直以来是人们关注和研究的热点。垂直回收运载火箭一子级的方法对运载火箭的弹道设计和制导控制提出了新的要求,本文针对可重复使用运载火箭的发射弹道设计和制导控制的相关问题展开研究,主要工作内容如下:1)论文的课题来源、课题的研究背景与意义、运载火箭制导方面的国内外研究现状和本文的主要内容及组织结构。2)根据太空探索公司公开的猎鹰9号发射回收的视频资料和其它资料,提取了视频资料的数据,并对数据进行了处理、分析和综合;同时,通过分析弹道特性得到了该型火箭从发射到一、二级分离的弹道参考数据。3)研究了运载火箭上升段的常用坐标系、坐标系间的相互转换和动力学模型;并结合可重复使用运载火箭发动机配置的特点,推导了运载火箭运动方程组;再根据可重复使用运载火箭一子级发射弹道的特点对运动方程组进行简化,得到其纵向和横向的运动方程。4)根据猎鹰9号的公开数据,采用Datcom气动力工程计算软件计算该型火箭的气动力系数;同时根据弹道设计的相关知识以及相关运载任务的要求,设计出程序俯仰角度变化规律,完成满足要求的弹道设计,搭建出仿真模型。5)完成该型火箭在第一级的制导控制仿真。在运载火箭的第一级,采用摄动制导的理论。根据已有的弹道模型结合风场干扰、上升段某一时刻发生发动机故障的情况,对干扰模型和摄动制导模型进行搭建。经仿真验证,搭建的摄动制导模型可以减小干扰因素对飞行弹道的影响,且终端弹道参数满足关机点的约束条件。