复杂天气中雷暴是最为危险的一种天气现象,雷暴覆盖区会对飞行安全带来极大的危害。为避免航空器穿越雷暴覆盖区而对其造成安全威胁,地面等待是避开雷暴的常用方法。但这样会造成大量航空器无法离场或进场,从而给航空公司和社会带来巨大的经济损失。实施航路改航是有效应对该问题的方法。本文研究单架航空器绕飞雷暴的改航路径规划与多航空器冲突避让的改航路径规划。论文以现有的Graham算法和人工势场改进蚁群算法为理论从以下几个方面研究解决上述问题。(1)论文通过分析雷暴发生原因和发生过程,介绍了雷暴发生时伴随的其他天气对航空器安全的危害,如积冰、颠簸、风切变等。根据雷暴在空域中的的分布,将雷暴分为块状、带状和散点状。通过上述分析,用Graham算法划设不同形状的静态危险区,并分析了根据静态危险区拓展出的几种动态危险区划设方法。本文通过对空域信息编码构建空域信息矩阵,用栅格化的方式来描述雷暴危险区。(2)介绍了航路改航相关定义和路径规划的约束,对单架航空器和多架无冲突的航空器提出基于飞行计划航路的无冲突改航模型。全面的分析蚁群算法和人工势场法,通过结合两种算法在路径规划中的优点,得到用人工势场法改进蚁群算法的信息启发因子。用改进启发因子的蚁群算法对不同类型的危险区仿真验证,结果表明该算法能够实现改航的目的。(3)介绍冲突探测相关定义和方法,用速度模型和几何确定型算法判断同高度、同航迹的前后两架航空器是否发生冲突。对前后发生冲突的航空器改航提出基于飞行计划航路的避让冲突改航模型,然后用人工势场改进蚁群算法和避让冲突的改航模型对避让冲突的路径进行搜索仿真。通过对不同类型的危险区仿真验证,证明该算法能够实现冲突避让的绕飞雷暴危险区的改航路径规划。