随着人类深空探测技术的不断发展,对太阳系内各大行星的探测、尤其是对小行星的探测目前已成为深空探测领域的重点关注问题。人类对小行星的探测手段越来越先进,对小行星的了解也越来越深入,然而由于小行星的形状不规则、质量分布不均匀、自旋状态不稳定等所造成的小行星引力场不规则等因素的影响,也给人类对小行星进行进一步的深入探测带来了新的挑战。因此,本文针对小行星着陆探测中不规则引力场下的着陆轨迹快速优化问题进行了研究,论文的主要研究工作如下:首先,对小行星附近着陆段动力学进行建模,对着陆段所涉及各坐标系进行了定义,并使用传统多面体法对433 Eros小行星附近引力加速度进行建模分析,获得了较为精确的不规则引力场模型,并在此引力场模型基础上进行了小行星探测器着陆段轨道动力学分析,建立了小行星着陆段轨道动力学方程。此外,此多面体法引力场模型也为后文小行星附近引力场神经网络模型提供了数据集来源。其次,基于深度神经网络进行小行星附近引力场建模,通过搭建深度神经网络,并以多面体法引力场模型所获得的数据集作为神经网络模型的训练样本进行网络训练,得到较为精确的433 Eros小行星附近引力场神经网络模型,相比于传统多面体法模型,神经网络模型的计算速度具有很大的提升,为后续着陆轨迹快速优化奠定基础。最后,将着陆段轨道动力学相关参数展开为Bezier形函数形式,同时考虑小行星不规则表面等特殊性进行相应的约束条件推导,以433 Eros小行星着陆探测为例,应用Bezier形函数方法进行433 Eros小行星不规则引力场下的快速轨迹优化研究,验证了Bezier形函数方法在非球型引力场下轨迹优化的适用性及高效性。