在火星着陆探测任务中,着陆器以高超声速进入火星大气,通过升力式进入,采用闭环制导技术,对于提高着陆精度、增强着陆安全性,进而成功实现火星探测软着陆,具有重要意义。本学位论文结合国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究”以及2020年我国首次火星着陆探测任务,以既实现安全着陆又改善着陆精度为目标,深入研究了火星大气进入制导设计问题,主要的研究内容如下:针对火星进入制导的需要,定义了动力学建模过程中常用的坐标系及其相互转换,并根据着陆器小升阻比的特点以及火星大气进入的特性,描述了着陆器飞行轨迹控制方式与控制变量,建立了飞行环境模型;在此基础上,推导建立了火星大气进入三自由度动力学模型与六自由度动力学模型;通过数学仿真分析,验证了所建立的动力学模型的合理性与有效性。研究了基于摄动理论的进入制导方法。根据着陆探测任务对进入制导提出的约束要求,进行了参考轨迹的设计与分析;在此基础上,设计了摄动制导律;通过三自由度蒙特卡洛打靶仿真,初步分析了该方法应对火星多源扰动环境的鲁棒性能;对重要扰动因素进行了敏感性分析,验证了该方法在大扰动条件下制导性能下降的固有缺点。研究了基于预测校正的进入制导方法。为解决预测校正过程中可能出现终端航程误差为零这一约束方程无根的问题,采用了步长控制高斯-牛顿数值校正方法;通过数学仿真,分析验证了线性倾侧角剖面作为设计方案对扰动的鲁棒性;通过敏感性分析验证了预测校正制导方法在大扰动条件下航程控制精度的优良鲁棒性。进行了飞行任务设计与六自由度仿真,全面评估了所设计的进入制导方案在面向火星着陆探测任务时的制导性能,并总结了两种制导方案的优缺点与技术难点所在。仿真结果表明,所设计的制导方案是合理、可行的,能够满足任务的约束要求,对于着陆器GNC系统的设计具有一定的参考价值。