临近空间高超声速飞行器具有速度快、机动能力强的特点,这使其作为进攻性武器具有很强的发展潜力。传统防空反导系统对临近空间高超声速目标难以进行有效地对抗防御。鉴于此类目标处于巡航段飞行时易于探测、跟踪的特点,论文对这种高超声速巡航目标的防御制导技术展开了研究。以空基拦截弹为研究对象,针对中远程导弹系统的作战方式及全程制导过程,重点探讨研究了小速度比条件下中、末制导交班区域、交班条件约束下的单枚拦截弹无动力飞行段中制导律、多枚拦截弹协同中制导律以及受多种复杂物理条件约束的末制导律设计等问题。从导引头交班和弹道交班两个方面,对拦截高速目标的中、末制导交接班问题进行了分析与研究。对于导引头交班问题,结合末段比例导引的捕获区域与导引头开机时刻的视场范围,从而给出了拦截弹在交班时刻的有效交班区域。另一方面,在目标被捕获的前提条件下,为了确保两个制导段的平滑过渡,避免两段弹道在交接点附近产生跳变,根据有效交班区域所确定的最大容许航向误差提出了一种基于Hermite插值的中、末制导交接方法。将中、末制导交接班条件作为中制导的终端约束条件,对助推发动机燃料耗尽后的无动力制导飞行规律进行了研究。结合模型预测静态规划理论(Model Predicted Static Programming,MPSP)推导了最优控制能量消耗问题的解析算法,并将其作为拦截弹的指令修正制导律。考虑轨迹优化思想设计的制导律对初值猜测十分敏感,设计了另外一种基于圆弧内接角的中制导律。通过采用非奇异终端滑模控制与扩张状态观测器的方法,设计扰动控制量来补偿内接角动力学模型中扰动部分的影响。研究了多拦截弹在中制导阶段的协同问题。为了给多拦截弹在制导末段的齐射攻击提供合适的初始条件,提出了一种考虑中末制导交班约束的双层有限时间收敛协同中制导律。通过对沿弹目视线方向与垂直弹目视线方向的指令加速度进行分层次独立设计,使得多枚拦截弹可以同时到达各自的期望交班点且满足期望的交班角度约束条件。在沿弹目视线方向,在考虑未知扰动的情况下基于超螺旋(Super-Twisting,S-T)算法设计了有限时间收敛的自适应鲁棒制导律;在沿垂直弹目视线方向,结合MPSP迭代算法与滑模控制方法设计了等效控制律。针对同时考虑攻击角度约束与导引头视场角约束的末制导问题,提出了一种基于切换比例导引系数的两阶段制导方法。在指定的视线角切换条件下,每一阶段制导方案都采用比例导引类的制导律。两个阶段的制导指令是由两种指令加速度构成:在初始阶段的指令旨在控制导弹的视角达到最大限制,终段的加速度指令则是生成于切换后的比例增益。此外讨论了整个制导过程中弹目视线角和导弹视角变化的单调性。同时为了尽量减小切换瞬间加速度指令的跳变,选取了最小切换比例来确定两个阶段的制导增益。除了常规的舵偏角控制指令限幅以外,舵偏角的动态特性也会受到物理因素的限制。舵偏角旋转角速率在制导系统中对应了指令加速度的变化率。针对这一问题,论文研究了带有攻击角度约束和指令加速度变化率受限的加权最优制导律。采用导弹加速度的一阶导数作为控制变量替代传统的加速度设计了一种最优制导律。依据线性系统的加权最优解,设计的制导律通过加权函数实现了对加速度变化率的约束。