针对复杂背景下的红外小目标检测问题，提出一种基于频域显著性分析的小目标检测算法。算法利用红外图像中目标在频域内相较于背景更加显著的特点，通过频域显著性计算得到红外图像的显著图，消除部分背景杂波干扰，然后通过自适应阈值分割显著图，提取出感兴趣区域，进一步在感兴趣区域中计算多尺度窗口的显著度，从而完成小目标的检测。从理论上分析了算法的有效性，并利用典型的红外图像进行了实验，实验结果表明，所提算法能够很好地完成低信噪比条件下的红外小目标检测。与其他方法相比，在保证目标检测准确率的前提下，所提算法简单有效、复杂度低、计算效率高，满足实时性要求。

当系统噪声和量测噪声统计特性不明确时，基于新息的自适应滤波对两种噪声进行估计时存在相关性，与实际情况不符而影响滤波精度。针对这种情况，提出改进的自适应滤波算法。首先建立了SINS/GPS紧组合导航系统空间方程；然后介绍了自适应卡尔曼滤波原理，指出了此算法对两种噪声估计出现相关性的原因，在此基础上提出了改进的自适应卡尔曼滤波算法，改进算法对系统噪声和量测噪声同时进行在线估计，解决了原算法存在的不足；通过半实物仿真实验可以看出，在系统噪声和量测噪声不明确时改进算法的估计精度，与原有算法在系统噪声和量测噪声已知时的估计精度相当，充分说明了改进算法的实用性。

针对四旋翼飞行器自稳定飞行和轨迹跟踪控制问题, 提出了一种多模态滑模姿态控制和新型回馈递推轨迹跟踪控制方法。首先, 依据牛顿第二定律和欧拉方程建立了运动学方程, 由于外环位置跟踪控制与内环姿态存在严重耦合, 外环位置控制器采用新型回馈递推法设计, 简单有效, 同时降低了工程实现难度。其次, 内环姿态控制根据多模态滑模设计理念, 结合线性滑模和非奇异终端滑模特点设计了切换型滑模控制律, 使得系统状态能够在最优模态下运行, 同时保证系统的到达时间和滑动时间都是有限的, 实现了全局快速收敛。最后, 仿真实验数据表明所设计的控制器能够快速跟踪期望姿态和轨迹, 具有较好的控制效果。

为了满足深空天文观测的高质量成像，对空间望远镜的系统稳像精度提出了很高的要求。大口径快摆镜(LAFSM)的控制是实现天文观测中精密稳像系统的关键，其性能决定了空间望远镜的视轴稳定精度。采用内模控制与H∞结合的方式，设计了复合精密稳像控制系统，并对其控制性能进行了分析。仿真结果表明，控制器具有较强的稳定性和鲁棒性。

无人直升机作为一种特殊的无人飞行器，有着相当广阔的应用前景。由于无人直升机是一个多变量的非线性控制系统，并且存在诸多不确定性，也是目前研究的难点。在建立无人直升机数学控制模型的基础上，首先设计了一般滑模变结构控制器，并针对一般滑模控制器所产生的抖振现象，设计了基于趋近律的滑模控制器，最后进行了仿真对比实验。实验结果表明，该控制器在总距俯仰角控制方面较其他控制器有更好的跟踪效果，且很好地消除了抖振，从而确保了滑动模态的动态品质。

针对现阶段分组一致性协议应用的局限性，提出了模糊C-均值聚类算法和考虑子编队之间信息交互的分组一致性控制协议。首先，构建了包含多无人机编队作战关键因素的无人机向量，基于模糊C-均值聚类算法实现了贴合实战需求的编队拆分分组。其次，针对现有分组一致性算法的局限性，提出了一种考虑子编队之间信息交互的分组一致性控制协议，并利用稳定性理论和矩阵论知识推导了相应判据准则。仿真结果表明，所设计的编队分组决策方法和一致性协议可有效实现编队拆分分组和子编队状态的分组一致性，仿真实验验证了判据准则的正确性。

研究了高超声速飞行器的姿态运动间的强耦合问题并设计了姿态协调控制器，首先基于状态变量间耦合度推导了耦合熵，再基于耦合分析设计了协调因子，其中将状态变量间的耦合熵作为协调因子的参数，然后引入协调因子设计了姿态控制器。仿真结果表明，所设计的协调控制器可有效应对高超声速飞行器姿态运动间的强耦合问题，在保证姿态稳定的前提下，实现了姿态角之间的协调控制。

导弹的主动段弹道设计及优化是提高导弹弹道射程的主要因素。以二级弹道导弹为例，建立导弹主动段的弹道射程优化模型，根据参数优化理论，提出一种基于单纯形-遗传算法的复合算法，该复合算法不仅具有较好的全局收敛性，而且具有精度高、收敛速度快的优点, 实现了主动段弹道的优化仿真，并与初始弹道进行比较验证。仿真结果表明，主动段终点的速度有效增大，射程提高32%，证明所提方法在弹道优化应用中是可行有效的。

提出一种新颖的无人机三维追逃问题的求解方法,该方法结合变分法和伪谱法，是一种半直接法求解思想。求解过程首先应用变分法给出求解一个局中人最优控制律的微分方程组及其约束条件，将微分对策问题转换为最优控制问题,然后通过伪谱法再将最优控制问题转换成非线性规划问题,最后利用SNOPT求解器对其进行数值求解，并进行了数值仿真。对仿真结果的分析表明，追逃双方在博弈过程中都采取了各自最优的控制策略，验证了该方法的正确性、有效性和快速性。

目标运动状态的突变会导致跟踪算法精度大幅降低。为了提高对目标机动阶段的跟踪性能，提出了一种带机动检测的权值约束多新息修正算法。首先，为了准确判断机动时机，提出了一种双误差椭圆的机动检测算法，通过设置双边门限，加强算法对机动的敏感度；然后，为了降低因延迟修正造成的机动误差，以预测量测与真实量测间的欧氏距离为基础，建立距离与权值间的映射关系，从而获得之前修正信息的权值以加大对之前隐含信息的利用率；最后，通过3种场景下的仿真分析说明所提算法的有效性，并经过与标准卡尔曼滤波及自适应渐消卡尔曼滤波的对比，证明所提算法在跟踪强机动目标及弱机动目标情况下均具有较高的费效比。

异构传感器网络的部署问题较之同构传感器网络更为复杂，需要充分考虑节点的异构性带来的影响。采用粒子群算法对异构传感器网络进行部署，加入异构性适应策略，并改进了适应度函数，提出一种异构性适用的粒子群算法。仿真结果表明，相比于基本粒子群算法，所提算法有效避免了陷入局部最优次于全局最优的情况，并加快了收敛性，提高了一定的网络覆盖性能。

为拦截空间高速机动目标, 建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型。针对模型的强非线性和不确定性, 设计了考虑导弹动态特性和目标机动的三维非线性导引律；然后利用扩张观测器估计目标机动加速度。仿真表明扩张观测器在有噪声干扰的情况下性能优于滑模微分器。将扩张观测器估计的目标机动加速度补偿到导引律中, 形成三维非线性导引律。在拦截高速机动目标时, 所设计的导引律相比于增广比例导引律和其他两种非线性三维导引律有较好的导引性能。

针对传感器联盟的组建问题，在考虑单目标探测精度需求和能耗需求的情况下，阐述了多传感器组建联盟的具体流程，建立了传感器联盟模型，引入并改进人工狼群算法求解适应度最佳的传感器联盟方案。仿真实验表明，所述的传感器联盟组建流程具有可行性,模型具有合理性,算法具有有效性。

针对非线性静态输出反馈H∞控制设计过程复杂、难以得到全局最优解等问题, 提出了一种新的控制器设计方法。采用平方和（SOS）方法分析多项式非线性系统H∞性能；以系统L2性能指标为目标函数, 用遗传算法优化控制参数。仿真结果表明, 该方法设计的控制器实现了多项式非线性系统L2性能指标最优。

针对ARINC661座舱显控系统目标符号实现方式繁琐冗余、DF开发者工作量大的问题，研究了自定义窗体部件及其参数接口，设计了一种新型显示项，可以依据DF文件中的设置信息以及UA指令中的配置信息，组合出复杂的目标符号。仿真显示试验表明，该设计合理，运行可靠，在不增加CDS内存占用率和通信指令的基础上，大大减小了预定义符号库以及DF开发者的工作量，同时也便于后期维护。

飞行流量增加及航迹的不确定性加大了目标间冲突的可能性，针对目标间冲突检测与解脱时大量无关联监视目标造成冗余运算问题，提出一种冲突检测前预处理方法。将ADS-B IN监视范围内的目标规划到26个区域，每一个区域中依据设定的专门规则判别目标与本机的相关性,关联目标将参与冲突检测等后续运算，无关联目标的后续处理则被阻塞。算法能有效减少本机周围交通态势安全评估时的运算量，坚持宁虚警、不漏警原则，从而确保安全为首要目标。最后通过蒙特卡罗实验检验了算法各项性能。实验表明,随机产生的30个目标中，不少于30%的目标被判定为无冲突关联而被阻塞，算法能有效检测目标间的相关性。

视觉里程计技术是一种仅利用场景图像信息完成运动参数解算的导航方式，在智能车辆自主定位定向方面具有良好的发展前景。总结了车载视觉里程计系统的主要优势和技术特点，介绍了其一般架构和应用系统；分析了视觉里程计系统的相机标定、特征提取匹配和运动参数估计等关键技术的发展现状;总结了高精度视觉里程计系统和高速视觉里程计系统的实现方案;详细描述了其中涉及的主要算法，为视觉里程计研究提供了参考。

快速有效地对所获图像进行去噪是提高激光主动成像制导精度的关键一步。针对成像中的散斑噪声，提出了一种改进的小波阈值与基于积分图像的非局部均值滤波相结合的去噪算法。首先对激光主动成像图像进行噪声分析；然后通过对数变换将乘性噪声转换为加性噪声；而后将含噪图像进行两层小波分解，在第一层高频部分运用改进的小波阈值法，在第二层高频部分运用基于积分图像的非局部均值滤波算法进行去噪；最后进行相应的逆变换得到去噪图像。理论分析和实验结果证明，该算法能有效去除噪声，较好地保证了图像细节，并且满足激光主动成像制导对图像去噪实时性的要求。

为了对综合模块化航空电子（IMA）系统的健康管理功能进行验证，给出了通过航空电子全双工交换式以太网（AFDX）进行故障注入的技术解决方案。在该方案下，提出了故障数据的配置管理方法，以及一种解决主机数据更新间隔、发送间隔与AFDX端系统定时器周期不匹配的发送策略，搭建了相应故障注入装置，开发了故障注入软件，通过实验测试说明了上述方法和策略的有效性。

介绍了机载激光通信系统的组成与工作原理，分析了机载激光通信系统涉及的关键技术。结合机载平台特点，完成了机载激光通信系统设计与样机研制，系统经地面测试和拉距试验。结果表明，该系统样机能够实现20~100 km的远距离通信，且误码率低于10-6、通信带宽优于1.25 Gb·s-1/155 Mb·s-1，性能指标完全满足机载激光通信系统的设计要求。

利用红外双波段成像能够获得更多的信息，从而提高探测和识别能力。将多层衍射光学元件应用到红外双波段光学系统中，可以校正色差、简化结构。讨论了多层衍射光学元件的成像特性，相比于单层衍射光学元件，多层衍射光学元件可在宽波段范围内获得高衍射效率，给出了多层衍射光学元件设计方法。基于此，设计了一种红外双波段混合成像光学系统。其中，双层衍射光学元件在3.7~4.8 μm和7.7~9.5 μm工作波段上的衍射效率达98.5%以上。仿真结果表明，系统像质良好，满足要求。

为减小电子战**平台的体积和电磁干扰，更大程度地实现雷达与通信系统的一体化，根据信号能量共享一体化的原则，针对直接信息调制OFDM雷达通信一体化共享信号存在自相关函数旁瓣较高不利于目标检测的问题，提出了一种基于直接扩频的正交频分复用（DS-OFDM）雷达通信共享信号形式。通过分析选取合适的伪随机扩频码对通信数据信息进行直接扩频，提高其自相关性，进而提高共享信号的自相关性能，从而增强目标检测能力。重点分析了共享信号的宽带模糊函数，理论分析表明，所设计的一体化共享信号具有频谱利用率高、低截获概率以及抗干扰性能强等优点。仿真验证的结果表明，选择合适码长的Oppermann序列的DS-OFDM雷达通信共享信号具有近似图钉形的模糊函数，可以达到雷达与通信一体化的要求。

为设计一种通用的无线电导航系统信号模拟器，同时实现微波着陆系统测试设备的小型化与数字化，采用软件无线电的思想，基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种可编程实时微波着陆信号模拟器。模拟器以单片FPGA为主控芯片，利用串口与上位机软件通信，获取信号参数，并由FPGA生成数字基带信号，配合高性能数模转换器AD9777和宽带正交调制器ADL5375实现信号的模拟。对微波着陆信号的FPGA实现进行了全面的研究，对FPGA实现中难点问题的解决方法和采用的关键技术进行了详细介绍，并利用Modelsim 10.1a对设计进行了验证，证明设计达到预期效果。