研究了阵列天线阵面变形导致的单元极化差异对天线辐射性能的影响。基于变形后单元的位置，通过3次坐标转换，建立了阵列天线全局球坐标系旋转变换到任意指向单元局部球坐标系的一般步骤，以得到单元在全局坐标系下的极化方向图，并在远场叠加的过程中考虑了单元位置误差的影响。通过对9×5元面阵的数值仿真，得到了可供工程参考的结论。

为提高波达方向（direction of arrival, DOA）估计的速度、降低运算量，在分析多重信号分类（multiple signal classification, MUSIC）算法原理的基础上，利用噪声子空间降维的思想构造一维MUSIC对称压缩谱(MUSIC symmetrical compressed spectrum, MSCS)。MSCS通过构造共轭噪声子空间并对噪声子空间及其共轭子空间的交集进行奇异值分解得到，其物理实质等效于在空间辐射源的对称位置添加相同数目的镜像辐射源。理论分析和仿真实验表明,MSCS不受实际阵型的限制，能将DOA估计的计算量降至传统MUSIC算法的50%，并具有与MUSIC相当的估计精度。

基于局部多项式傅里叶变换（local polynomial Fourier transform, LPFT），提出了一种新颖有效的窄带多项式相位信号波达方向估计算法。虽然LPFT比Wigner-Ville分布运算复杂，但该变换具有更优的瞬时频率估计能力、较低的交叉项影响，及处理多项式相位信号的能力。理论分析表明，本文方法的信噪比提升能力优于基于Wigner-Ville分布的传统时频子空间多重信号分类（multiple signal classification， MUSIC）法。仿真实验验证该方法的性能。

针对相干信源背景和考虑二维阵列互耦效应时的二维波达方向(direction of arrival, DOA)快速估计问题，提出了一种只利用一次快拍数据即可实现二维完全解相干和解互耦的快速算法——互耦效应下的单次快拍波达方向矩阵(single snapshot DOA matrix method in the presence of mutual coupling, MC-SS-DOAM)法。该算法仅利用特殊阵列的单次快拍数据构造等效的接收数据协方差矩阵，避免了传统算法需要多次快拍累积的弊端，将其分解后得到了具有对角阵形式的等效信号协方差矩阵，因此实现了完全解相干，此时互耦系数已经从阵列流型矩阵中剥离，归入至对角元素中，即实现了完全解互耦。文中进一步对互耦系数可能导致的二维盲角进行了分析。仿真结果表明,该算法能够完全实现解互耦和解相干，且仅利用一次快拍的本文算法二维估计性能接近50次快拍的DOAM算法，明显优于40次快拍的DOAM算法。

针对常规容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)要求系统噪声和量测噪声必须互不相关的局限性，提出了一种带相关噪声的非线性离散系统CKF设计方法。基于贝叶斯估计准则，给出了系统噪声和量测噪声相关时CKF滤波递推公式，并采用三阶球面-相径容积规则来近似计算系统状态的后验均值和协方差。当系统噪声和量测噪声相关时，常规CKF不适用，本文设计的噪声相关下的CKF可以有效地对状态进行估计，拓展了CKF的应用范围。数值仿真验证了算法的有效性。

多站时差定位是最重要的无源定位方法之一。研究了基于四站时差测量的地球同步卫星无源定位和定轨方法。介绍了四站时差定位的基本原理，给出了四站时差定位算法和详细算法流程，推导了四站时差定位精度的误差传播方程。重点分析了测量精度、布站方式、基线长度、站址误差对同步卫星定位精度的影响。通过Monte-Carlo仿真，验证了四站时差定位算法与误差分析结果的一致性。仿真结果表明：测量误差、布站方式、基线长度和站址误差均是定位误差的关键影响因素；布站方式以倒Y型布站效果最佳，菱形或矩形布站方式存在奇异区；为达到km量级定位精度，则基线长度应大于1000 km；采用四站时差测轨时，站址坐标精度水平应优于1 m。

单频多通道雷达系统难以同时兼顾更大的不模糊速度和更好的最小可检测速度，多频多通道系统是解决该问题的一种有效途径。但是，天线布阵方式和中心频率组的选择会影响动目标检测性能，需对收发天线形式和多频组合方式进行优化设计。以最小化不可测速区间为目标，提出一种空频联合优化方法。该方法通过阵列排布的归一化处理实现天线布阵方式和多频的联合优化，相较于先空后频级联优化方法，在方位孔径长度、频率带宽受限下可显著减小盲速和不可解模糊速度区间。仿真结果验证了该算法的有效性。

外辐射源雷达通过直达波提纯来获取雷达参考信号，且参考信号的纯净程度直接决定着雷达探测性能的好坏。针对全球性数字广播（digital radio mondiale， DRM）信号的特殊结构，提出通过重构发射信号来生成雷达参考信号的方法。首先基于DRM信号调制解调理论介绍了重构算法流程，然后通过实测数据处理验证了重构性能，最后分别从模糊函数性能与杂波抑制能力两方面定量研究了解调误码率对雷达探测性能的影响。仿真与实测结果均表明，通过本文所提重构算法能够获得良好的雷达参考信号，为目标探测提供必备条件。

针对斜视循序扫描地形观测（terrain observation by progressive scans, TOPS）合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）模式，提出了一种新的全孔径成像处理方法。首先对距离走动校正后的数据进行方位预处理得到无模糊的二维频谱，在此基础上采用修正的线频调变标算法完成距离脉压及距离徙动校正；然后在距离多普勒域进行频域非线性变标（frequency nonlinear chirp scaling, FNCS）以校正调频率的空变性，并结合谱分析（spectral analysis, SPECAN）技术将信号聚焦在方位频率域，最后校正几何形变。仿真和实测数据处理结果验证了算法的有效性。

为了提高相控阵雷达的射频隐身性能，提出了一种基于射频隐身的功率控制算法。首先确定了功率分级的准则，并基于阵元的特性改进了一种粒子群多目标优化算法。然后以指定方向上达到期望功率、其他方向上功率最小为目标，利用改进的粒子群多目标优化算法，对阵元的开关进行了优化设计，仿真实现了功率分级。在满足检测概率的前提下，根据目标雷达反射截面的大小和目标距离，实现了目标跟踪时的功率控制。最后利用施里海尔截获因子对算法的隐身性能进行了衡量。仿真结果表明，本文算法具有较好的射频隐身性能。

为解决多传感器群内目标精细航迹起始的难题，提出一种集中式多传感器群目标灰色精细航迹起始算法。该算法首先基于循环阈值模型、群中心点完成群的预分割、预互联，然后将预互联成功的群按传感器分成子群，基于灰色精细互联模型剔除同一传感器子群内的虚假量测，并利用量测合并模型消除群内多传感器对同一目标的冗余信息，最后基于灰色精细互联模型、航迹得分完成群内量测的精细互联和航迹输出。经仿真验证，与分布式多传感器修正逻辑法、基于聚类和Hough变换的集中式多传感器多编队航迹起始算法相比，该算法综合性能更优。

针对武器装备体系的多学科特征以及优化求解困难的问题，在“基于决策的设计”研究框架下，提出了一种基于博弈理论的多学科协同决策方法。该方法在结合多属性效用理论和响应面建模方法建立武器装备体系多学科优化模型的基础上，分别引入经典博弈协议和行为博弈协议描述学科设计团队之间的交互作用，实现耦合决策模板的优化求解。以超地平线登陆作战装备体系的设计优化为例，证明了所提方法的可行性和有效性。

为提高对装备论证不确定性因素的定量分析能力，依据未来可能承担任务、应具备能力、拟发展装备间内在逻辑关系，提出了基于群体决策的装备重要性多想定空间分析方法。实例应用表明：对比多个典型想定牵引发展的装备体系能兼顾其未来应用的多种可能，有助于解决应急调整装备建设方案带来的后续难题；突出了体系作战能力在装备需求论证中的纽带作用；对可能受主观因素影响的模型权重、输入变量等进行探索性分析，提高了重点装备选择的科学可信性。

随着观测需求的日益增加，越来越多的卫星和地面站加入到对地观测系统中，迫切需要采用科学手段对卫星地面站资源进行合理分配。针对卫星地面站调度问题，构建了一种演化学习型蚁群算法。实验结果表明，该算法能有效求解卫星地面站调度问题。将蚁群优化模型和知识模型进行优势互补，可极大提高演化学习型蚁群算法的效率，为现有优化方法的改进提供了一种有益借鉴。

对卫星测控调度问题的建模技术进行了研究，分析了问题的特点。首先对场景、需求和任务进行了形式化建模；然后针对测控调度问题中涉及的资源、时间、关系等主要约束类型进行了分析和模型描述，并按照不同类型的测控需求确定了测控调度的目标函数；最后在此基础上建立了问题的约束满足问题(constraint satisfied problem, CSP)模型，并针对模型进行了求解方法研究。

为了削弱军用飞机实际起降时刻与计划起降时刻之间的偏差对作战带来的不利影响，探讨了智能化的军机起降调度方法。分析了军机起降过程中的时间窗口约束和尾流间隔约束，建立了军机起降调度的数学模型。设计了针对模型解的混合编码策略，并针对自然数编码部分提出了一种离散粒子群算法进行更新。通过仿真实验确定了算法的最大迭代次数，并通过与其他调度算法的对比分析，说明了模型和算法的有效性。

单艘舰船的部署能力主要取决于其修理结构，而编队的使用需求对单舰修理结构的制定具有重要的影响。针对编队的使用需求，采用时间序列法对舰船修理结构进行优化研究。首先从改变舰船基地级修理间隔期的角度出发，建立编队条件下舰船修理结构的优化模型。然后针对模型的组合优化问题，利用遗传算法实现模型的优化求解。最后采用编队算例进行求解验证，实验结果表明：调整编队中各舰船的修理结构后，编队服役期内可用舰艇的数量的波动幅度明显减小，且可用舰艇数量较小的时间点显著减少，从而提高了编队的整体部署能力。

基于不同时期舰船维修工时费率与物价指数的波动特征，提出采用非线性阈值协整理论，建立了工时费率与物价指数的阈值向量误差修正模型，并分析模型估计、检验方法。鉴于研究对象的小样本性质，设计了基于参数化残差的Bootstrap仿真实验，实现模型的检验及估计。根据模型结果，对不同机制下工时费率与物价指数因果关系进行检验，并与线性协整假设下的检验结果进行比较。实证结果表明：工时费率与物价指数属于两机制非线性阈值协整系统，当对均衡态的偏离超过阈值时，系统向均衡态调整，并且工时费率的调整速度大于物价指数调整的速度；否则，系统不进行调整。在不同机制下，工时费率与物价指数存在不同的单向因果关系。

探索一套基于质量合同的外购产品质量事前控制方法，以辅助复杂产品主制造商管理外购产品的质量。通过在采购合同中设计奖惩策略，在不对称质量信息下诱使供应商自发地保证其产品的关键特性具备最优质量水平，最大限度地提升供应链质量收益并消除私有质量信息的不良影响。针对某商用飞机公司和某航空发动机公司的质量合作开展案例研究，验证上述模型和方法的可行性和有效性，为复杂产品质量控制问题提供了一类崭新的研究思路和解决方法。

针对非正态响应的稳健设计，首先在均值与散度的联合广义线性模型基础上构建了基于广义线性模型(generalized linear model, GLM)的双响应曲面模型。然后，鉴于所构建的双响应曲面模型为高度复杂的非线性函数，运用遗传算法与模式搜索的混合算法对其进行参数优化，获得可控因子的最佳参数设计值。最后，运用所提出方法对某测试晶片电阻率的参数设计进行了分析。研究结果表明，该方法能有效地减少测试晶片电阻率的质量波动，提高了产品质量的稳健性。

在多属性复杂大群体决策中，对决策成员的决策结果进行有效的聚类，是分析以及完成群体决策的基础。考虑属性间二元关系，用直觉梯形模糊数表示决策者的偏好信息，给出一种大群体聚类方法。该方法通过计算直觉梯形模糊偏好矢量的期望值得到群体成员期望偏好矢量。基于属性间二元关系形成期望矢量的属性关系矩阵,并以此为基础构造了两期望矢量的相聚度模型，同时提出了大群体聚类方法。最后通过算例以及算例结果与其他聚类方法比较，证明该方法的有效性和实用性。

约简是粗糙集理论中的一个核心问题，常用的约简方法有分辨矩阵和启发式算法两种。为了求得决策系统中的下、上近似和边界域分布约简，以构建在条件属性集合幂集上的等价关系为同余关系，利用同余关系依赖空间，提出了求得下、上近似和边界域分布约简的新方法，并给出了与这些约简对应的判定定理。通过实例分析验证了采用依赖空间方法可以求得保持所有决策类下、上和边界域都不发生变化的最小属性子集，为从决策系统中删除冗余属性提供了新的理论基础与技术手段。

针对在偏航姿态测量信息未知时偏置动量卫星姿态跟踪控制，提出了一种新的滑模观测器及其对应的自适应滑模控制器设计方法。基于滚动轴和俯仰轴信息，设计了一种经过平滑的滑模观测器，抑制高频抖震的同时提高状态估计的鲁棒性；设计的比例积分滑模面，能实现积分滑模控制，抑制稳态误差，优化滑模的全程鲁棒性，并采用自适应方法，对不确定参数进行在线更新，补偿不确定参数的影响。数值仿真结果表明，相对于龙伯格观测器，该方法能提高偏航姿态信息估计精度，在保证系统鲁棒性的同时，滚动和偏航轴姿态跟踪精度分别提高约50%。

针对舰空导弹超视距拦截目标时复合制导目标交班的角度截获问题，通过建立相应的坐标系，并规定一种新的导引头天线轴旋转顺序，采用将导弹—目标视线角矢量投影到相应旋转平面的方法，提出了一种新的导引头天线预定指向角解算模型，有效地解决了大预定角情况下的指向角解算问题。应用方差分析方法，建立了此指向角解算模型的误差模型，进行了指向角误差仿真分析。仿真结果验证了所提出的导引头天线预定指向角解算模型的正确性及其在减小预定指向角误差方面的有效性。

针对未知环境中运动的自主移动机器人的控制律与运动路径需要在同时定位与地图创建过程中同步产生的问题，提出了运用行为动力学与滚动窗口路径规划的同时定位与地图创建方法。应用行为动力学模型计算机器人运动速度和导航角，确定控制律，同时根据滚动窗口中信息进行定位与地图创建，并自主规划出可行路径，再将滚动窗口地图融合到全局地图中，实现机器人主动式同时定位与地图创建。仿真实验表明，在根据机器人任务而灵活设置单个或多个目标点的情况下，该方法能够实现机器人在自主运动的过程中有效地完成同时定位与地图创建任务，并通过相关性能指标验证了算法的有效性。

基于模型的诊断方法描述的是系统内部结构和行为的深知识，能够轻松获取诊断知识，但计算量较大；而基于案例推理的诊断方法依靠的是历史经验，诊断效率比较高，但知识获取是其瓶颈。针对两种方法的优缺点，提出了利用基于模型的方法来实现案例知识的获取，然后通过基于案例推理的方式完成故障诊断过程的混合故障诊断方法。该方法不仅汲取了基于模型方法准确度高的优点，避免了知识获取难的问题，同时继承了基于案例推理方法的快速性，提高了诊断效率。

双向中继通信在保证传统单向协同通信空间分集收益的同时提高了频谱利用率。在双向不等速率要求场景下，针对结合解码转发网络编码的双向机会中继通信系统模型，给出了系统通信的近似中断概率闭式表达，并且提出了已知信道瞬时信息条件下的功率优化分配方法。仿真结果分析验证了解码转发双向机会中继通信的中断概率性能，表明在功率优化分配后和中等信噪比条件下,解码转发双向机会中继通信比模拟网络编码方式有2~3 dB的收益。

提出了一种长期演进项目的后续演进（long term evolution-advanced, LTE-A）中的信漏噪比联合校准多用户多流波束赋形方案。基于信漏噪比准则进行波束赋形消除多用户间干扰，实现LTEA下的多用户多流波束赋形传输；建立信道校准机制，补偿实际通信系统中的射频增益影响，恢复信道互易性，提升实际通信系统中的误码率性能。在适用于LTE-A的空间信道扩展模型(spatial channel model extension, SCME)信道环境下进行了仿真，仿真结果表明,该方法相比常用的基于信干噪比准则的块对角化方案误码率性能有明显提升，且能在存在射频增益影响的非理想环境中恢复信道互易性，提升系统传输性能。

功率控制和动态频谱接入是提高卫星通信中频谱利用率的关键技术。非注册用户以频谱租赁方式可对注册用户付出的代价进行补偿，亦可完成自身通信需求。针对注册用户和非注册用户给出不同的效用函数，对由两种用户作为参与者建立的博弈模型进行纳什均衡求解，之后通过最大化系统容量条件完成效用占优选择，得到最优化功率分配策略。该策略可满足两种用户自身需求，亦可使系统通信容量最大。对于其性能，给出了两种用户数量和发送功率的关系，仿真结果表明，非注册用户数量在系统容限内愈多则系统总容量愈大，注册用户所要求的最低信干噪比则在一定范围内最佳。

接收信号强度（received signal strength, RSS）浮动和无线接入点缺失是制约无线局域网（wireless local area network, WLAN）定位精度的主要问题。利用智能终端已有的MARG（magnetic，angular rate，and gravity）传感器，设计了基于粒子滤波和卡尔曼滤波的数据融合算法，实现了一个低成本高精度的WLAN/MARG组合定位系统。该系统利用WLAN和MARG定位技术的互补特性，有效校正了由RSS浮动引起的定位误差和由传感器噪声引起的累积误差。室内WLAN环境下的实验结果表明，本文所提系统，相比WLAN和MARG定位系统，定位均方根误差分布减少了62%和91%，并且有效扩大了系统应用范围。

多核中央处理器（central processing unit, CPU）图形处理器（graphic processing unit, GPU）异构平台为并行Agent仿真提供了一个新的硬件执行平台，而负载均衡方法是充分利用硬件计算资源、提高并行仿真运行性能的一个有效途径。针对多核CPU-GPU异构平台下并行Agent仿真的负载均衡问题，建立了面向多核CPU-GPU的并行Agent仿真多层负载分配模型，提出了基于带约束的k-means空间聚类算法的并行Agent仿真静态负载划分方法和动态负载均衡策略，并给出了划分子集间的可交互性判定，以过滤掉大量不会发生交互关系的Agent之间的交互判定计算。最后通过实验验证了本文提出方法的有效性。

针对虚拟人技术中被动式光学捕捉系统丢点或误匹配问题，利用标志点运动的连续性和局部相关性提出了一种检测和补偿的方法。注意到标志点运动的连续性，利用轨迹的二阶导数检测标志点畸变的时刻。由于标志点在人体分布的局部相关性，从刚性模型和线性模型两个角度，利用与畸变点相邻的标志点修正和补偿畸变点的真正位置。实验结果验证了所提方法的有效性。

微下击暴流场的建模在飞行仿真中具有重要意义。将多涡环微下击暴流模型参数选择看作一个优化问题，引入微分进化算法来解决该问题。在按照水平垂直风速最大峰值比进行参数选择中，同时包含了互相关联的两种寻优过程。对标准微分进化算法进行改进，提出利用嵌套的微分进化算法同时完成目标寻优和中间寻优两个过程。仿真试验表明，本文方法可灵活地生成任意水平垂直风速最大峰值比值的微下击暴流场，并且能够满足用户设定的误差范围要求。

针对历史数据少、信息贫乏的软件估算问题，提出了一种基于灰色关联分析的工作量估算方法。首先结合灰色关联理论分析了项目特征与工作量的关联度，然后利用回归技术选取最优特征集；在此基础上，计算新项目和历史项目的关联度，并根据关联度大的项目估算软件工作量；最后通过4个典型的软件数据集对估算方法的性能进行分析。实验结果表明，该方法能够在历史数据少的情况下准确估算出软件工作量，其性能优于基于回归分析、BP神经网络和类比估算等方法；而选取最优特征后的灰色关联方法，由于剔除了与工作量相关程度低的特征因子，进一步减小了工作量估算的平均误差率。

针对垂直分布式存储结构的隐私保护数据发布问题，基于元组等价群的概念给出全局k-匿名化的定义和充要条件，采用集合多项式表示方法求解出全局元组ID等价群；并基于多方安全计算的同态加密协议构建了具有隐私性、准确性和公平性的分布式隐私保护k-匿名模型，从而实现了各微数据提供方不泄露本地隐私信息的前提下由半可信第三发布方发布出可供统计分析和数据挖掘等需求的真实有效数据集。实验结果表明,该模型具有很好的安全性、准确性和适用性。

绝大部分软件可靠性增长模型采取的软件可靠性标准都是测试可靠性，实际上，软件的测试剖面很难真实地反映运行剖面，软件运行环境和测试环境不可能一致。考虑测试环境与运行环境差别，根据经验数据拟合环境因子，提出一种随时间变化的指数环境因子函数；并建立基于指数环境因子的非齐次泊松过程类软件可靠性增长模型；利用一组公开发表的数据集对模型进行评估。结果表明，本文提出的环境因子函数计算复杂度低，基于该函数的软件可靠性模型具有更好的拟合和预测能力。

工程上对系统要素潜在危险交互作用的鉴别方法有迫切需求。论述了工程系统安全性是一种涌现特性，指出应将其作为复杂系统问题来开展研究。综合运用复杂性研究成果、功能模拟原理、目标树-成功树建模技术，提出了基于一体化安全风险模型开展涌现鉴别研究的基本方法。结合“阿波罗15号”飞船案例，验证了基于安全风险模型开展涌现鉴别的适用性。研究成果为解决复杂工程系统安全性问题提供了新的思路和分析手段。

根据潜艇航行安全受潜艇自身以及海洋环境等多种因素影响。分析了各种因素对潜艇水下航行安全性的影响，确定指标体系，并据此建立潜艇水下航行的安全性评估体系。超标权的含义与潜艇航行安全评估相吻合，而且实际海洋环境因素具有一定的模糊性，因此应用基于超标权的模糊综合评估法对潜艇航行安全性进行评估。最后通过实例演示评估过程。