各类践行钱学森轨迹的先进飞行器涌现,轨迹优化以最大化飞行器航程成为了先进飞行器研究的重要环节。轨迹全程计算方法研究对先进飞行器总体设计中的全局轨迹预测,具有全局物理空间寻优能力、轨迹全航程最优化、发动机模态切换状态优化等重要的物理意义和实用价值。与轨迹分段研究的现状不同,本文关注轨迹全程计算面临的速度域大、空域大、机动强、气动不连续等新特性,研究轨迹全程计算的最优控制方法。调研轨迹计算相关方法的发现,伪谱法在寻优能力、收敛速度、应用范围等方面具有良好优势。因此本文基于伪谱理论对照轨迹全程计算特点发展网格自适应伪谱法;并建立典型先进飞行器模型,分场景研究全程计算的最优控制方法。具体研究内容如下:1.研究伪谱法理论及其适用性。通过理论分析和算例论证研究,建立以系统变量连续特点划分的伪谱法适用规则,形成全文方法研究的理论基础。2.提出一种改进后的pk伪谱法。针对速度域大、空域大、机动强轨迹面临的变量曲线起伏多、表达难问题,基于优化分段位置而减少配点达到同等微分逼近度的理论,提出了一种pk伪谱法。设计与hp和ph伪谱法对比的实验,论证了 pk伪谱法在配点数、多项式分段数、收敛特点、计算效率方面的优势。3.构建了两种典型气动外形的先进飞行器模型。针对轨迹全程计算的依赖数据需求,参照俄美公开文献,构建了极具代表性的、分别与Kinzhal和X-51A相似的、幂次旋成前缘轴对称体和乘波前缘升力体的两种典型模型,作为轨迹全程计算的方法研究对象。4.非定态定时链接的不连续系统动态轨迹全程研究。基于Kinzhal相似模型,构建出非定态定时链接的不连续系统动态轨迹全程计算场景。针对不连续系统动态,发展了约束继承的网格自适应结点伪谱法。通过实验论证该轨迹全程计算方法的可行性、收敛性、局部寻优能力和全局最优性;且证明了 pk伪谱法在求解效率上的优势。5.定态非定时和非定态非定时链接的不连续系统动态轨迹全程研究。基于X-51A相似模型,构建了两种新的轨迹全程计算场景。通过算例仿真,在定态非定时和非定态非定时链接的两种不连续系统动态轨迹场景上,拓展论证了 pk伪谱法的全程计算普适性。综上研究,本文解决了轨迹全程计算所面临的轨迹表达复杂、系统动态不连续难题。同时获得结论如下:（1）相比轨迹分段计算,建立的轨迹全程计算方法具有无需预设分段、同等解精度、同等局部寻优能力、全局更优的优点;（2）对于时间与变量值域大的最优控制问题,pk伪谱法能够更有效地加密网格,减少优化时间;（3）对于轨迹全程计算,pk伪谱法能够普适地应用于不连续系统动态间链接状态与时间不定的组合场景下的问题。