飞行计划管理系统作为飞行管理系统的核心组成部分,能够规划出飞机从起飞到着陆全过程的最优飞行航迹,可以有效减少飞机在空中飞行时对于空管系统的依赖性,使飞行员的操作具有更高的自由度,确保飞机飞行的安全性、经济性和环保性。目前,飞行计划管理系统的核心技术只掌握在欧美的少数几家公司手中。随着航空技术的更新换代,当前飞机飞行的可靠性、安全性、灵活性不能满足需求,同时航空电子设备的自动化程度和经济性需求也有待提高,研究高效、可靠的飞行计划管理系统刻不容缓。在此背景下,对飞行计划管理系统的研究是中国航空工业打破国外技术垄断,拥有自主知识产权的航空电子系统的重要机遇。本文首先对飞行计划管理系统的研究背景与意义做了阐述,分析了国内外研究现状,并对论文研究内容和结构做了介绍。其次,对民机飞行计划管理系统功能需求进行了分析,设计了系统的总体框架,同时对飞机数学模型和航迹优化模型做了介绍。随后对系统的主要模块进行了设计与实现,包括水平航迹剖面模块、垂直航迹剖面模块和UI界面设计。针对水平航迹剖面模块,以最短路径为优化指标,分析了不同情况下水平航迹规划的需求和特点,分别采用对应有效的算法进行优化。针对垂直航迹剖面,分析了飞机飞行时的五个阶段的特点,以最低直接运营成本为优化指标进行建模研究,并对飞机在巡航阶段的垂直航迹优化进行了重点分析。针对UI界面设计,设计了友好的人机交互界面,实现了不同创建模式的切换以及对已创建的飞行计划进行编辑修改等功能。本文以工程应用为背景,旨在探索民机飞行计划管理系统,设计了集创建、优化、修改、预测于一身的飞行计划管理系统,能够有效、快速的规划出满足需求的飞行计划,可以有效的减轻飞行员的飞行工作负担,提高飞行的安全性和经济性,并为研制大型客机的飞行管理系统奠定基础。