随着民航强国战略目标的推动,航班数量不断增多,空域资源紧张的状况也日趋严重,危险天气是影响航空运输飞行安全和导致航班延误的重要原因。当危险天气发生时,现行的处理方式不仅增加了空中交通管制员的工作负荷,还会影响到整个航路网络的顺畅,致使航空公司和旅客蒙受巨大的经济损失,如何有效应对危险天气下的航空器航迹规划问题具有重要的现实意义。本文通过四维航迹预测与动态航迹规划结合,对动态危险天气进行识别和预测,对传统蚁群算法进行优化,有效地规划出管制扇区内的最优航迹,使航空器能够在管制扇区内有序、畅通,减少在地面或空中等待、备降、返航等情况,保障了航空器运行的稳定与高效。本文首先梳理相关文献,总结当前国内外关于四维航迹预测和动态航迹规划研究的国内外发展现状与研究现状,四维航迹预测与动态航迹规划协同发展的重要性。其次使用基于大圆航线的航迹预测方法,对航空器管制扇区的四维航迹进行预测。根据气象数据的处理,提取出危险天气区域特征,并对其移动方向和速度进行预测。进而,通过对传统蚁群算法搜寻方式的优化,应用此模型对单架航空器的管制扇区动态航迹规划并验证其有效性。根据动态危险天气对管制扇区内航路及航路点影响方式不同,建立基于优化蚁群算法的分段式搜索模型,进行了仿真模型计算,并与传统蚁群和未分段搜索方式的结果对比,运用贝塞尔曲线平滑处理动态航迹,有效减少奇异路段。最后,运用仿真软件完成航空器动态航迹实际运行仿真模型并得到相关数据,得出在动态环境下基于四维航迹的管制扇区动态航迹规划能够完成航迹择优任务,并且航迹长度、规划时间及精准度有较明显的提升,且具有一定的稳定性和很强的适应能力。