近年来，随着国内民航事业的飞速发展，空中交通流量急剧增加，空域日益拥挤，飞行冲突愈加严重。考虑到实际飞行过程中的不确定因素以及一些紧急状况的出现，有必要对空域中的实时飞行情况进行自动监控。本文主要针对航空器飞行过程中涉及的短期航迹预测、冲突动态监控及冲突解脱策略问题展开一系列研究。首先研究了航空器的短期航迹预测问题，建立了航空器的运动学模型，引入了参数辨识的理论，利用极大似然准则及牛顿-拉夫逊迭代算法对巡航阶段的校正空速进行了辨识，并结合等角航迹推测模型进行航空器短期4D航迹推测，通过实际案例验证了本文方法的可行性。其次，提出一种基于混杂系统理论的控制方法，建立了空中交通系统的混杂控制模型，构造了飞行冲突观测器，根据管制规则，将航空器连续位置信息转换为相应的离散冲突事件，设计了飞行冲突离散控制器，针对不同的离散冲突向量分别计算给出相应的离散解脱方案。最后讨论了基于固定航路的两架航空器的冲突解脱问题，分别研究了基于调航向角和调飞行速度的线性规划最优解脱策略，考虑到实行运行过程中的不确定因素，引入了滚动时域控制方法，根据实时更新的不断更新航空器运行信息及环境信息，及时更新解脱策略，并通过案例分析验证了方法的可行性。