飞行性能管理是飞行管理系统（FMS）中的重要功能,其中飞行轨迹优化是飞行性能管理的一个关键技术,本文开展满足预计到达时间（RTA）的民机巡航段轨迹优化方法和仿真实验验证研究,对于我国自主研发FMS具有理论指导作用,对发展我国民用飞机及运营具有重大的意义。本文的主要工作如下:（1）针对从JSBSim获取空客A320气动参数不完整的问题,完成了气动参数的拟合,并建立了A320六自由度飞机模型。基于Simulink搭建了由航迹载入模块、制导模块及飞行控制模块构成的A320飞行仿真平台,为本文算法研究提供了仿真验证平台。（2）针对民机发动机建模参数不易获取,提出了发动机推力档位缺失下自动推力计算方法。该方法在发动机档位只有慢车推力和最大推力时,利用二维线性插值方法得到两档位的连续推力值。引入配平线性化方法求取两档间的等效油门开度,实现了自动推力计算。基于此设计了联合控制系统,实现了飞行仿真中的四种基本模态以及特殊速度控制模态的速度控制,速度控制误差小于0.5m/s。（3）针对模态直接切换的高度控制方法动态性能不好的问题,以指数函数为原型函数,推导了给定高度,当前高度和垂直速度之间的关系,并提出了既能满足高度保持,也能实现高度改变的高度保持/垂直速度集成控制方法。在A320飞行仿真平台进行仿真分析,结果表明:该方法可实现高度的无振荡控制,且稳态误差得到了很好抑制。（4）针对基于坐标转换的轨迹预测方法容易引起误差,利用地图投影理论将纬度转化为等量纬度,直接根据航路点的经纬度信息进行水平飞行轨迹预测。根据中国民航局2014年发布的航路图,得到北京—西安的初始飞行计划并进行水平飞行轨迹的预测。转弯圆心到转弯起点及终点的预测误差计算表明:本文的飞行轨迹预测算法有效性好。（5）考虑空中管制或天气影响形成空中禁飞区,给出了加约束Dijkstra的多轨迹寻优算法,根据中国民航局2014年发布的航路图,选取了北京—西安的8条航线,在加约束和不加约束的条件下使用Dijkstra算法进行多轨迹寻优,得到了有效的最短路径。（6）提出了基于自动推力计算的飞行轨迹优化方法,该方法利用（2）中提出的自动推力计算方法计算瞬时推力,完成了燃油消耗量计算,并实现了单轨迹优化算法中直接运营成本（DOC）和RTA性能指标的计算。在DOC性能指标约束下,完成了不同飞行条件的单轨迹优化,在A320仿真平台上进行了飞行仿真验证,仿真结果表明:针对DOC性能指标的优化是有效的。对不同的RTA时间约束区间进行了单轨迹寻优计算,得到了不同高度下最佳飞行速度和最小的燃油消耗量;计算北京—西安巡航段的可调整时间区间,以此区间在同一转弯半径下优化了轨迹预测时的速度和滚转角,可以在RTA改变时不触发轨迹重预测。