基于决策的单模目标跟踪方法的关键是及时而稳健的目标机动检测，充分利用目标多普勒观测量能够有效提高机动检测性能。提出一种集成多普勒观测的目标机动检测算法，利用基于马氏距离的预测寻优方法，克服了多普勒观测噪声水平较高时估计式无解的情况，提高了加速度估计精度；基于奈曼皮尔逊准则设计机动检测器，避免了因目标机动检测的滞后性带来的门限漂移。仿真实验表明，算法提高了加速度估计的精度和稳健性，显著降低了平均检测延迟，有效提高了机动检测性能。

针对交互多模型(interacting multiple model, IMM)在多机动目标跟踪算法中存在的缺陷以及目标跟踪精度问题，提出了基于变结构多模型（variable structure multiple model, VSMM）的高斯混合基数概率假设密度（Gaussian mixture cardinalized probability hypothesis density, GMCPHD）滤波算法。该算法利用了VSMM具有自适应性、时变性的特点，达到了在某一时刻能够选取与目标运动模式相匹配的模型集合的目的，相比于IMM考虑的仅是固定的模式集合具有很强的优越性。此外，GMCPHD滤波算法不仅避免了数据关联问题，而且通过高斯分布递推PHD函数的同时递推基数分布。最后，利用雷达作为传感器，对跟踪机动目标进行仿真，证明VSMM相比于IMM对于多机动目标跟踪更具有优越性，同时验证了VSMMGMCPHD滤波算法具有提高机动目标跟踪精度，减小跟踪误差的作用。

全球卫星定位系统（global position system, GPS）接收机使用空时自适应处理能够增益信号并抑制干扰，但空时自适应处理结构影响GPS信号的定位精度。首先推导空时自适应处理后，GPS信号与参考信号的相关波形，分析了空时处理对码跟踪的影响。然后在码跟踪过程中改进本地参考信号以补偿相关波形的误差，减少空时自适应处理后的码跟踪精度损失。仿真和实测结果验证了算法的有效性。

研究长基线宽带测向问题，由于传统测向算法受到相位解模糊条件的限制，天线孔径长度设置较短，因此无法进一步提高测向精度。基于宽带信号时延估计具有高精度的特点，提出了基于时差校正的宽带测向及解模糊算法，并且对其性能和使用条件进行详细的分析。由于基线长度不受传统方法的限制，因此在长基线条件下，具有非常高的测向精度。仿真结果证实所提算法只需较少的天线阵元，却具有很高的测向精度。

针对复杂多分量调频信号的瞬时频率估计问题，提出一种基于方向性S变换的瞬时频率估计方法。首先，在S变换中引入变趋势窗，有效改善了高频区的频率分辨率；其次，提出了方向性S变换，该变换在引入方向性参数的基础上，利用最大化准则实现了复杂调频信号的时频方向匹配；最后，由于传统时频脊线及相应的均方根误差准则无法适用于多分量信号瞬时频率估计的性能评估，提出一种基于支撑域的置信度准则。仿真实验通过线性与非线性的多分量混合调频信号证明了该方法的有效性。

基于全相位快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）的相位差频谱校正法由于未计及负频率的影响，导致低频信号参数估计精度下降。针对此问题，提出一种改进的全相位FFT相位差频谱校正法，该算法在计算传统FFT时，消除了负频率对频谱分析的影响。介绍了全相位频谱分析原理及全相位FFT相位差频谱校正算法，分析了负频率对低频信号频谱分析造成影响的原因。在计及负频率影响的情况下推导了非整周期采样条件下单频余弦信号的频率、幅值和相位的计算公式。仿真结果表明，计及负频率影响的算法提高了基于全相位FFT的相位差频谱校正法对低频余弦信号参数估计的精度，算法抗噪性能得到改善。

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)目标识别问题，提出一种基于贝叶斯压缩感知(Bayesian compressive sensing, BCS)的图像域SAR目标识别方法。该方法首先对SAR图像进行分割预处理，得到目标区图像数据；然后基于BCS模型，根据训练样本构造传感矩阵；求解测试样本相应的稀疏系数矢量，根据稀疏系数矢量中对应训练样本类别元素的L2范数判定目标类型。采用美国运动和静止目标获取与识别(moving and stationary target acquisition and recognition, MSTAR)计划公开发布的SAR目标数据库进行实验，结果表明该方法具有良好的识别效果。

提出一种基于联合子空间投影技术的新方法来进行干涉合成孔径雷达相位滤波。所提方法采用的联合观测矢量的优点是，在任意配准误差μ（不超过1个像素）的情况下，观测矢量所对应的协方差矩阵的噪声子空间维数都和精确配准时的噪声子空间维数相同。所提方法在采用联合噪声空间投影方法的同时，充分利用观测矢量中相邻分辨单元的相干信息，因此在降低相位噪声的同时，还具有自动配准合成孔径雷达图像的功能,进而实现相应像素间干涉相位的准确估计。实测数据及仿真数据的处理结果验证了所提方法的有效性。

随着雷达技术的快速发展和军事应用的迫切需求，目标识别问题日益受到重视，利用高分辨率雷达一维距离像进行目标识别成为雷达和信号处理领域的一个研究热点。雷达目标一维距离像能够反映目标形状及结构特征，而且易于获取，迄今为止采用一维距离像进行非合作目标识别已经取得了丰富的研究成果。总结了近年来研究的基于目标一维距离像的特征提取方法、分类方法和联合跟踪与识别方法，分析了当前研究中亟需解决的关键问题，探讨了这些问题的可能解决思路和发展方向。

研究多径环境下分布式孔径无源雷达成像方法，首先针对分布式孔径探测，给出一种新的无源雷达回波模型，该模型适用于复杂的多径散射环境，而且不需要已知发射源信息。然后研究一种基于二元假设检验的成像方法，依据最大信噪比原则构造检验统计量，该统计量依赖于空间位置信息，通过对成像区域中的每个位置进行检测，可实现空间分辨，获得成像结果。接着详细分析该方法在多径散射环境中的性能，并在模拟多径环境中采用地面数字电视信号对成像方法进行仿真实验验证。理论分析和实验结果表明，采用空间可分辨的检验统计量形成图像可以正确重建目标，并且可利用多径效应进行成像。

根据连续多帧雷达距离-多普勒数据中的目标位置关系，提出一种积累距离-多普勒-时间三维空间中目标轨迹的方法。该方法采用多普勒维的移位运算，校正目标的帧间多普勒频移，通过矩阵重组，将校正后的距离-多普勒-时间三维数据分解为并列的距离-时间二维矩阵，最后通过积累重组的二维矩阵中的近似直线的目标轨迹来实现目标能量的长时间积累。该方法采用移位和累加运算完成，运算量小，可在工程应用中实现。实测数据的实验结果表明该方法能大大延长雷达信号的积累时间，有效提高目标的检测概率。

通过对基于综合战场感知的射频辐射的研究，构建射频辐射风险评估指标体系，建立相关指标的计算模型。引进施里海尔截获因子，研究机载雷达天线空域扫描方式发生捷变对射频隐身性能的影响，得到截获率基本公式。分析发射机对截获接收机的照射时间，截获接收机的帧时间，无线波束的覆盖面积，接收机密度等参数的关系，得到截获率计算模型，在此基础上可进行风险评估和风险规避，为实现射频辐射隐身性的对策研究提供了理论依据。最后，以仿真算例验证截获率计算模型。

研究无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击阶段轨迹规划问题。首先，在综合UCAV的气动力特性、发动机推力特性基础上建立UCAV质点模型和动力学模型，并结合UCAV平台初始条件、机动性以及武器投射条件构建约束条件；针对当前轨迹规划中没有考虑雷达散射截面(radar cross section,RCS)随UCAV姿态角改变而动态变化这一缺陷，建立综合考虑动态RCS的威胁概率和攻击时间的目标函数；然后利用可变低阶自适应伪谱法求得攻击轨迹最优解。对时间最短、RCS固定和考虑动态RCS 3种情况进行仿真。结果表明，考虑动态RCS时，UCAV将根据威胁进行轨迹和姿态调整，极大减小了被敌方威胁捕获的概率。该算法能够提供规划轨迹的高精度状态和控制量信息，有利于实现攻击过程的高精度精细规划控制。

超视距空战仿真中,计算机生成兵力(computer generated forces, CGF)实体态势评估行为是一种综合反映决策者主观偏好和决策信息客观排序结果的理性行为。为了解决CGF实体态势评估行为建模过程中作战信息的客观模糊性与指挥员的思维主观性相结合的问题，提出一种基于主客观综合赋权的CGF态势评估建模方法。该方法以对超视距空战中CGF实体态势评估行为产生机制的分析为基础，以模糊多属性决策方法为工具，根据主客观综合赋权的多属性决策方法，计算出目标各威胁因素的权重，得出当前空战态势中各CGF实体的威胁排序结果，进而估计出目标可能的作战意图。实例验证表明，基于主客观综合赋权的CGF态势评估仿真方法能有效地模拟实际兵力的态势评估行为，提高超视距空战仿真中CGF实体行为决策的真实性。

为研究信息化条件下指挥控制(command and control, C2)系统在对抗环境下的自适应重构机制，基于复杂网络理论和作战指挥原则，从重构触发机制、边的修复策略、结构重组策略和重构评价机制4方面建立了C2系统的自适应重构模型，其中重点研究了边的修复策略和结构重组策略。针对边的修复提出了一种自适应修复策略；而针对结构重组，提出了升级重组、越级重组、转隶重组和组合重组4种重组策略。仿真结果表明，在综合考虑重构效果和成本消耗的情况下，与以往研究相比，边的自适应修复策略为相对较优的边重构策略，而与单一重组相比，组合重组策略为较优的结构重组策略；并且该自适应重构模型能在一定程度上比较客观地反映指挥控制系统的遇袭重构演化过程。

提出一种方案阶段装备修理级别的优化方法，在缺少系统外场可更换单元构型信息的情况下，对基层级和基地级多个保障站点的送修比进行优化设计。首先分析方案设计阶段修理级别优化建模影响因素，包括装备可用度和维修费用；然后建立可用度和期望备件短缺数的转化关系，以系统库存短缺期望为目标函数，以维修费用为约束,构建修理级别的优化模型，用粒子群算法求解优化模型，并设计算法；最后以某装备的修理级别分析为例，验证模型的正确性和算法的有效性，充分证明了在方案阶段实施修理级别的优化设计，对后续阶段装备及其保障系统的设计和分析都具有重要的指导作用。

研究退化系统的状态维修决策问题，考虑经济性、可用性后，给出两个通用维修决策优化模型，用gamma过程对系统退化进行建模，用监测数据估计退化模型参数。在退化过程基础上，基于历史维修信息和状态数据对决策模型中的变量进行确定；对维修活动中主要的影响——维修效果和维修时间进行分析，认为维修效果和维修时间是系统状态和维修次数的随机变量，分别给出了不考虑人为因素和考虑人为因素的维修效果几何分布模型，用插值方法建立维修时间分布函数。最后以某控制系统为例，对比理想状态和考虑维修效果与维修时间下的仿真结果，验证了模型的有效性和实用性。

分析了一种多品种维修器材联合订货的库存决策模型，该模型采用连续检查的多品种统一订购库存策略。维修器材库存控制的目的是在确保维修器材服务水平的基础上，降低库存成本。根据这一思想设计算法，首先假设订货点和订购提前期为零，根据库存成本确定最大库存量，然后考虑订货点和订购提前期不为零的情况，根据维修器材满足率确定各品种维修器材的订货点，从而求得决策参数。最后通过实例证明模型和算法的有效性。

针对证据理论Dempster Shafer（D-S)组合规则存在的不足，考虑辨识框架的非完备性，提出一种基于模糊聚类分析的混合证据组合方法。该方法利用Pignistic概率距离构建证据间的模糊相似矩阵及聚类有效性指标，通过传递闭包法对证据进行最优聚类及可信度求取，对证据进行修正后，采用D-S规则对同一类中的证据组合，利用统一信度函数组合方法对不同类中的证据进行最终合成。仿真实验表明了所提方法的合理性和有效性。

针对基于完全序值信息的双边匹配问题，提出了一种考虑主体心理行为的决策方法。首先给出了考虑主体心理行为的双边匹配问题的描述。其次，以期望序值作为参照点，计算了序值相对于参照点的收益或损失。考虑到主体对待收益和损失的不同风险态度，依据交互式多准则决策(tomada de deciso interativa e multicritério, TODIM)思想计算每个主体针对另一方主体的感知价值。在此基础上，构建了求解该双边匹配问题的双目标优化模型，使用线性加权法将双目标优化模型转化为单目标优化模型，通过求解该单目标优化模型获得匹配结果。实例分析说明了所提方法的有效性。

研究了一种线性不确定系统的完整性容错控制问题。针对卫星姿态系统中的执行机构完全失效故障，采用4个反作用飞轮结构进行姿态控制，利用Riccati方程和线性矩阵不等式组，提出一种具有抗干扰特性且对执行机构完全失效故障具有完整性的状态反馈容错控制设计方法。在此基础上进一步得出该控制器可以用于更多种故障形式的结论。最后在卫星姿态系统上对此方法进行了数学仿真，结果验证了该方法的正确性和有效性。

地磁场矢量是关于卫星位置的函数，利用星载三轴磁强计测量地磁场矢量，并且引入国际地磁场参考模型标准值，即可确定卫星的位置和速度。由于地磁场模型存在不确定性和长期变化性，所以单一使用磁强计自主导航精度有限。提出一种基于三轴磁强计与太阳敏感器相结合的自主导航方法，将太阳敏感器输出的高精度矢量信息与地磁场信息相结合，设计在太阳光照区和太阳阴影区两种情况下基于信息融合的组合导航原理及滤波算法并进行数值仿真，通过对仿真结果进行分析和比较，论证所设计方法既提高了系统的导航精度和鲁棒性，又有利于工程实际应用。

燃料消耗和对参考轨迹的跟踪误差是编队任务的主要关注因素，为尽量节省燃料且减小跟踪误差，需要设计合理的参考轨迹与跟踪控制算法。为此，首先推导描述星间相对运动的完整动力学方程以及对参考轨迹的跟踪误差方程，基于完整相对动力学模型的无摄动形式，利用LGR(Legendre Gauss Radau)法将最优轨迹规划问题转化为非线性规划问题，使其可以数值求解;进而设计了带极点配置的H∞控制器，通过将系统闭环极点配置到左半复平面的合适区域，可以得到满意的跟踪误差同时维持合理的燃料消耗，在存在地球引力摄动、空间环境扰动以及主星轨道机动的情况下，能够完成对期望轨迹的跟踪。仿真结果显示了结果的有效性。

采用余弦加权分配法克服了控制操纵冗余问题，采用内/外回路控制结构解决了通道间耦合问题，实现了不同飞行模式下飞行控制系统统一建模。针对无人倾转旋翼飞行器动力学模型难于准确建立问题，引入伪梯度向量和伪阶数，应用无模型自适应飞行控制策略，使飞行控制系统对存在动力学特性非线性、时变性和未建模部分的被控对象具有更强的自适应性和鲁棒性。仿真验证了无模型自适应控制器的自适应性和鲁棒性优于比例〖CD*2〗积分〖CD*2〗微分控制器，给出了倾转旋翼飞行器由直升机模式到过渡模式再到飞机模式的全过程仿真，验证了无模型自适应控制器能够应用于倾转旋翼飞行器飞行控制系统设计，为无人倾转旋翼飞行器飞行控制系统设计,提供了一套新的控制系统设计方法，便于工程实现。

针对大方位失准角捷联惯性导航系统误差模型非线性的特点，利用基于迭代测量更新的中心差分卡尔曼滤波(iterated central difference Kalman filter, ICDKF)方法进行初始对准。与传统的非线性扩展卡尔曼滤波相比，ICDKF不仅能够提高滤波精度，而且不需要模型的具体解析形式，避免了复杂的雅可比矩阵的推导；同时ICDKF通过迭代测量更新，提高了目前存在的中心差分卡尔曼滤波的估计精度。仿真结果进一步表明ICDKF算法的可行性与优越性，能够满足初始对准的要求。

针对一类参数不确定性系统离散控制器设计问题，给出其近似离散化模型的推导过程，将采样周期作为系统参数，保证扰动和参数变化下系统模型的相容性性质。利用数字化再设计方法，把离散控制器和连续控制器的全局状态匹配转换为凸优化问题，与控制器鲁棒稳定性条件统一到线性矩阵不等式框架下进行数值求解。仿真实例验证了所提方法的有效性，表明所设计的鲁棒控制器性能优于采用常规离散化方法所设计的控制器。

针对复杂时变工业过程实时故障诊断问题，提出了一种基于提升小波( lifting wavelet, LW) 与递归增量聚类（recursive incremental clustering, RICLUSTER）相结合的实时故障诊断方法（lifting wavelet recursive incremental clustering， LW-RICLUSTER）。该方法首先通过LW变换对数据实时去噪，再通过RICLUSTER实时监控。由于采用LW与RICLUSTER相结合的方法，节省存储空间和运算时间的同时提高了诊断精度。实验结果表明，LWRICLUSTER集合方法能有效实现时变过程监控, 在诊断精度、速度和适应性方面，优于传统单一型CLUSTER方法。

数据传输的及时性保障是航空电子全双工交换式以太网（avionics full duplex switched Ethernet，AFDX）中最主要的挑战。不同业务流有不同的实时性需求，因而提出一种高低优先级调度策略，通过随机型网络演算方法，推导出在某一概率下业务流端端时延的上界值。最后，在Simevent中搭建一个AFDX仿真案例，所提方法计算得到的时延上界与仿真结果相匹配，比传统计算方法更准确有效，同时也表明高低优先级调度有助于提高紧急数据的及时性。

在频谱贸易中，价格是一个关键问题。针对认知无线网络中多个主用户的空闲频谱最优定价问题，在竞争模型下，基于非合作博弈论提出了竞争价格模型求解算法，并证明了该算法收敛到唯一的纳什均衡；在合作模型下，通过求解原问题的对偶问题，提出了合作价格模型求解算法，并证明了该算法在步长足够小时收敛到全局最优解。仿真结果表明，同已有的几个算法相比，所提的两个算法速度更快，取得的总收益相对更好，且均能较快地靠近最优解。

干扰对齐(interference alignment, IA)通过在接收端把干扰对齐到同一个子空间中，可以在干扰信道中实现最大的自由度，但在低信噪比时，IA可靠性较差，针对这个问题，研究了实现分集IA的条件，提出了基于子空间投影的单端分集及双端分集的具体实现方案。通过理论分析和仿真验证阐述了分集对改善IA性能的机理，给出了IA中分集与复用的折中方案。分集能提高IA的接收信噪比，减小差错概率,从而改善IA在低信噪比时的性能。最后,通过仿真验证了分集IA的性能。

短波信道的时变特性将严重影响短波通信的传输效率,同时在短波IP（Internet protocol）组网通信中影响更为显著。为此,在短波IP数据传输中给出基于选择重发ARQ (selective repeat automatic repeat-requst，SR-ARQ)的自适应调整速率的短波通信系统。系统选择有效吞吐率作为速率自适应阈值判决标准，得出了一般有效吞吐率表达式，以及不同速率判决的最佳阈值。理论分析和仿真验证了与单一速率系统相比较，系统吞吐率有明显提高。最后通过理论计算和仿真分析证明在数据分组和IP数据包在排队性能上,系统同样具有明显优越性。

首先针对传统的自动调制编码（adaptive modulation coding, AMC）技术存在映射的调制编码方案等级与实际信道环境不匹配的问题，提出了一种基于ACK/NACK（acknowledge/negative acknowledgement）反馈的信道质量指示(channel quality indicator， CQI)微调技术，此方案能够使上报的CQI等级更好地适应当前环境，确保了传输的可靠性。在此基础上提出了一种基于AMC的多输入多输出模式自适应切换方案，该方案基于信噪比和速率进行自适应的模式切换，可以在不同的传输环境下达到最高系统容量。仿真结果表明，所提方案能够适应多种传输环境，可以显著提高系统容量。

压缩感知(compressed sensing, CS)图像重建算法是CS图像获取问题的一个研究重点。针对传统基于稀疏性先验的重建算法不能有效重建图像的各种结构特征，为了在测量值数量不变的情况下进一步提高图像的重建质量，在稀疏性先验的基础上，引入局部自回归模型和非局部自相似性作为图像额外的先验信息，建立了非局部正则化的CS图像重建模型，并给出了相应的数值求解算法。此外，对于重建模型中图像的自回归参数，给出一种基于非局部相似点的估计方法。实验结果表明，较之传统的稀疏性正则化重建算法和同类的MARX(modelbased adaptive recovery of compressive sensing)算法，所提算法能获得更高的图像重建质量。

针对传统图像放大算法对边缘区域划分不准确造成图像质量较低，而自适应插值放大方法模型复杂且计算量大的问题，提出一种基于阈值判断的区域指导(area directed threshold judgment, ADT)插值算法。该算法利用阈值判断的方法对插值点周围进行区域划分，结合近邻法和众数法确定插值点所属区域，根据插值点类型不同，利用不同权值大小的线性插值公式实现自适应插值，提高图像质量。仿真测试结果表明，与基于协方差的自适应插值算法相比，ADT算法在图像质量降低不显著的前提下，能显著提高插值速度；与双线性插值算法相比，图像峰值信噪比平均增加2.19 dB。

交互式动态影响图(interactive dynamic influence diagrams, I-DIDs)状态空间太大，候选模型的数量随时间变化而呈指数倍增长。针对其备受计算量困扰的问题，提出一种利用近似行为等价原理与区别模型更新算法(discriminative model updates，DMU)相结合的近似算法。首先给出了基于Kullback-Leibler (KL)距离模型行为等价和近似行为等价的定义，然后基于KL 距离和候选模型的动作对候选模型聚类，自上而下合并策略树形成策略图，最后利用DMU算法进行求解。仿真结果表明,相对于传统的DMU算法,所提近似算法能显著降低候选模型的数量,提高I-DIDs的效率,对I-DIDs的理论及应用研究具有参考价值。

针对智能优化算法原理复杂，相关参数设置困难的缺点，尝试利用拟牛顿法对核Fisher判别分析多个核参数进行自动优化。根据经验风险最小准则构建目标函数。为保证目标函数连续且可导，通过连续的sigmoid函数将离散的二进制输出转化为连续的概率输出。利用正交表选取初始核参数点。实验结果表明，所提算法具有同遗传算法相近的分类性能，且收敛速度快,原理简单，可以很好地应用于核Fisher判别分析多个核参数优化。

在分析短时自相关法的基础上，探讨了使用谐波自相关方法进行基音频率提取。首先根据语音信号建立谐波自相关模型，通过最小二乘法提取基音谐波频率。然后根据基音谐波频率建立一个周期单位脉冲序列函数，用该函数加权短时自相关函数计算谐波数。最后利用提取的基音谐波和相应的谐波数目进行基音频率估计。实验表明在较低信噪比时，谐波自相关法基音检测错误率为5.0%，比自相关法降低了13.6%。

对Bayes序贯试验方法中弃真和采伪风险的计算进行论述，给出决策常数的计算公式。分别对经典风险、平均风险和Bayes风险的计算公式进行推导，给出了三者之间的递推计算关系。在给定Bayes风险条件下，对序贯验后加权检验和Bayes序贯概率比检验，推导了决策常数的计算公式。对现有Bayes方法应用中，两类风险选择所存在的问题进行分析，给出风险选择的准则和解决方案，并给出决策常数的准确计算公式。最后，给出一个示例，说明该方法的有效性。

针对航空电子网络通信任务的实时性需求，建立具有时延约束的面向任务的网络可靠性模型，并从共因失效(common cause failure, CCF)的角度分析了部件故障相关性，提出一种基于有序二叉决策图(ordered binary decision diagram, OBDD)的航空电子网络可靠性评价方法——时延约束边扩张算法。算法结合时延约束,利用边扩张构建网络OBDD，递归遍历OBDD结构计算部件故障统计独立条件下航空电子网络可靠度，并在此基础上引入CCF分析，利用同一OBDD结构综合评价航空电子网络可靠性。通过实例阐述了算法的原理，实验表明算法能有效评价航空电子网络的可靠性。