本发明公开了一种跳跃式再入轨迹的高精度优化方法，属于飞行器设计技术领域。该方法首先对跳跃式再入轨迹进行整体优化，得到最优控制变量，然后根据优化得到的控制变量积分再入动力学方程，当积分到椭圆轨迹的最高点时，对二次再入轨迹进行重新优化。本发明通过在跳跃式再入轨迹的椭圆轨迹最高点引入二次优化策略，降低了二次再入轨迹对首次再入轨迹的误差的敏感性，使得轨迹的终端约束得到精确满足。另外，该方法在二次优化期间可以继续为飞行器提供控制指令，这种准在线优化策略使得方法具有工程适用价值。本发明给出的方法可用于深空探测飞行器跳跃式再入轨迹优化设计和制导控制等领域。