随着我国空域需求日益增长,对空中交通保障能力提出了更高的要求,构建智能化的新一代空中交通管理自动化系统是民用航空运输系统迫切发展的重要目标之一。为有效缓解空中交通流量增长带来的压力,本文构建了以高精度4D航迹预测为基础的空中交通诱导框架,该框架针对初始4D航迹中标称飞行剖面的生成、建立航路气象模型提升4D航迹预测精度以及实现面向4D航迹运行的空中交通诱导技术三方面展开了一系列的研究。首先,针对初始4D航迹中飞行剖面的生成问题,提出一种基于航空器气象资料下传数据的全飞行过程剖面生成方法。将动态空间规整算法应用到飞行高度剖面的相似距离计算中,得到标称飞行高度剖面,为解决在地速未知情况下标称速度剖面的计算问题,结合大椭圆距离算法与航空器基本性能数据库,给出一种标称飞行速度剖面的计算方法。且历史航迹数据中已隐含了管制意图与飞行意图,为航空器4D航迹推测提供了帮助。其次,针对如何提高4D航迹预测精度问题,考虑到航路气象环境因素对航迹预测精度的影响,从如何建立精确的航路气象模型问题出发,提出一种基于Cressman插值原理的航路气象模型建模方法,将气象实测AMDAR数据与气象预报GRIB数据有机结合,为4D航迹预测精度的提高提供了帮助。接着,针对基于高精度4D航迹运行的实施问题,结合航空器运动学模型和滚动时域控制方法设计了一种可应用于面向4D航迹运行的诱导方法,并对该方法进行了仿真与分析。最后,基于World Wind搭建了空中交通诱导系统初步仿真平台,总结了本文的研究内容与实现的成果。