高超音速滑翔飞行器技术已得到成功验证，并构成难以应对的重大威胁。透彻理解威胁能力及其可能的运用战术对于成功防御至关重要。尽管已有多种轨迹优化技术被用于分析高超音速滑翔飞行器的飞行剖面和目标可达性，但系统和环境不确定性的影响往往仅在事后进行研究。将概率约束作为轨迹优化过程的一部分来处理不确定性，是非常可取的。有限的计算资源和严格的时间要求，是在轨迹优化问题中实现不确定性模型的主要挑战。本文应用了一种利用无迹变换的技术，将概率分布作为轨迹优化问题表述的一部分引入。在高超音速滑翔飞行器模型中实现了参数不确定性，并将其影响作为轨迹优化问题的一部分进行分析。通过设置禁飞区，来探究风险条件下的决策如何影响高超音速滑翔飞行器在末段的可达性和拦截位置。研究表明，一组离散的西格玛点可用于在轨迹优化问题中精确表示概率分布。该研究成果构成了风险和不确定性条件下高超音速滑翔飞行器威胁分析的新框架。

图1. 弹道威胁与高超音速滑翔飞行器威胁探测对比，截图自GPI视频。来源：[10]。

本文包含五个章节。第二章提供了轨迹优化的背景知识以及问题处理与分析的基础。第三章研究了高超音速滑翔飞行器滑翔段轨迹优化问题中的参数不确定性及其对精确瞄准（过渡到末制导）的影响。介绍了使用无迹变换实现不确定性的方法。第四章演示了在高超音速飞行器末段交战场景中，将不确定性应用于禁飞区的实现过程，展示了无迹变换技术如何将概率分布直接应用于轨迹优化问题。借此，可将战术风险纳入防御策略的制定过程中进行考量。第五章总结了论文的研究成果，并提出了应用建议和未来工作方向。