小推力推进系统作为21世纪深空探测的关键技术之一，具有比冲高、控制精度高和质量低等优点，而借力飞行技术克服了远程深空探测燃料消耗巨大的问题，二者相结合，不但能进一步减少燃料的消耗，而且能够减少小推力探测任务时间，是未来深空探测转移轨道发展方向之一。本文根据深空探测转移轨道设计的特点，针对结合借力飞行技术的小推力转移轨道设计与优化方法进行深入研究。首先，对深空探测转移轨道设计与优化的基础理论进行分析与研究，给出各大行星和小行星星历的获取方式，建立小推力转移轨道设计的动力学模型和借力飞行的模型，分析各种模型的特点及应用范围。在此基础上分析动力学模型对应的优化模型，为后续的研究工作奠定了理论基础。其次，对小推力借力转移轨道的初始设计方法进行深入研究。基于Shape-Based理论，分别从正弦指数函数逼近和多项式函数曲线逼近两种理论进行研究，给出两种小推力借力转移轨道初始设计的方法，为转移轨道的优化工作奠定基础。然后，基于SQP优化算法对小推力借力转移轨道的优化方法进行深入研究。分别给出基于配点法的直接优化方法和基于Sims-Flanagan模型和多段打靶法的间接优化方法。并通过仿真实验对比分析各方法的优缺点。最后，基于本文的研究方法，针对Apophis小行星探测任务的转移轨道进行详细的研究。分析直接转移轨道（D型轨道）、一次地球借力轨道(LT-EGA型轨道)和一次金星借力轨道（LT-VGA型轨道）的优缺点，给出探测Apophis小行星转移轨道的最佳方案。