从压缩感知的视角对鲁棒波达角估计进行了探索，通过将可能存在的波达角进行空间离散化，从而将波达角估计问题转换为压缩感知信号支撑恢复问题。同时将阵元存在的增益失配、相位失配和阵元间互耦等非理想因素，通过一阶近似，将其建模成均值为理想流形矩阵的随机矩阵,从而建模了阵列非理想特性和波达角空间离散化带来的误差。基于这种新的随机测量矩阵模型，提出了一种基于压缩感知的鲁棒波达角估计算法，分析表明本文提出算法对阵列模型扰动和角度空间离散化具有良好的鲁棒性。仿真验证了分析结果。

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验，本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法，将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开，显式表达出远场对位姿误差的敏度，进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来，通过测量远场，基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4 m反射面天线，探讨了该方法的适用范围，仿真案例表明，一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能，为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。

针对当前线性调频（linear frequency modulation， LFM）信号参数估计算法中存在的估计精度与计算量的矛盾问题，提出了一种基于功率谱形态学运算的信号参数估计算法。该算法根据LFM信号参数与功率谱形状特征的关系，实现了LFM信号参数估计。仿真试验表明，在信噪比为-5dB时，LFM信号的调频斜率和起始频率估计精度分别比基于Radon模糊变换(Radonambiguity transform, RAT)和分数阶傅里叶变换（fractional Fourier transform， FRFT）结合的离散谱校正算法提高了约2%和4.5%，带宽和脉冲宽度估计的均方根误差分别小于2.4 MHz和0.025 μs；当采样点不大于4096时，计算量比插值FRFT算法降低了约70%，证明了该算法具有高估计精度和低运算量的优点

地面运动目标的自动检测与跟踪是对地精确打击光电成像制导中的核心任务。针对地面运动目标自动检测问题，提出了由粗到精的迭代全局运动补偿算法以补偿动平台引起的背景图像像素位移，基于变化能量测度的独立运动目标检测算法以及基于三帧序列图像的运动目标定位算法。针对地面运动目标跟踪问题，提出了融合运动特征和灰度直方图特征的粒子滤波器目标跟踪算法，实现可靠、稳定跟踪地面运动目标。利用实际航拍视频进行算法验证实验，比较了基于傅里叶-梅林变换 (Fourier-Mellin transform， FMT)、Kanade-Lucas-Tomasi (KLT) 特征跟踪、Harris角点和迭代全局运动补偿算法，验证了基于变化能量测度的独立运动目标检测算法和融合多特征的粒子滤波器跟踪算法的有效性。

在WGS-84坐标系下实现机载单站对固定辐射源高精度无源定位有着重要的应用价值。提出WGS-84坐标系下机载单站相位差变化率/多普勒变化率（PDR/DFR）无源定位滤波算法。首先导出PDR/DFR相对定位公式，经坐标变换实现单次观测的绝对定位；分别采用一阶Taylor近似分析法和不敏变换（unscented transformation, UT）推导滤波中需要的转换量测及其协方差，实现多帧量测滤波，进一步提高定位精度，且后者克服了前者不能对非线性转换量测进行偏差补偿以及协方差一致性较差的不足。仿真结果表明，该方法能实现三维高精度的无源定位，有望用于工程实际。

为评价碎片云对星内电子仪器设备的毁伤特性，提出了靶板分布的概念，并给出了相应的定义。作为靶板分布的一个应用，针对Swift碎片云模型导出了粒子在靶板上的位置，求出了靶板上粒子的分布函数、密度函数以及密度函数的极值点。通过与大量实验得到的碎片云粒子在靶板上分布的比较，证明了Swift碎片云模型的分布与实验结果不符,不能正确反映碎片云的碰撞特性。

针对复杂低空环境三维场景探测需求，建立了旋转上升合成孔径雷达成像模型，并提出了相应的成像算法。该模型通过距离向发射调频信号、方位向和高度向形成二维合成孔径，从而具有距离向-方位向-高度向三维分辨能力。相应的成像算法分为空间位置校正和“一步一悬停”模式下omegak成像算法两大部分，通过方位向和高度向偏移补偿，可将复杂的“旋转上升”模式简化为高度向“一步一悬停”模式，然后通过改进的omegak成像算法实现三维成像。最后，仿真结果验证了该算法的有效性。

基于机载海洋波谱仪挂飞试验获得的实测数据，研究了波谱仪的信号处理和波浪参数反演算法。首先，采用海浪谱反演算法对挂飞试验获得的波谱仪数据进行处理，成功得到了海洋波浪方向谱,并反演出了波浪相关参数；然后，利用浅海波浪模型Kadomtsev-Petviashivilli(KP)方程模拟了该海域的波浪传播，研究该海域波浪的传播特性。将波谱仪测量结果与模拟结果进行对比，结果基本一致，证明了波谱仪信号处理和波浪参数反演算法的有效性，同时也验证了波谱仪能较精确地测量海浪，为星载海洋波谱仪的研制奠定了良好的基础。

研究了一种局部均匀环境中的自适应优化检测算法。首先提出了两种波形设计方案；然后基于自适应子空间检测器提出自适应极化分集与波形设计联合优化检测算法，该算法首先将优化检测问题转化为多参数的联合优化问题；进而应用田口优化算法解决该优化问题。仿真实验证明，在局部均匀环境中提出算法相比其他算法检测性能获得了极大改善；重要的是，由于引入高效的田口优化算法，提出算法的效率得以极大提高。

对挂载导弹的作战飞机系统的雷达散射截面(radar cross section, RCS)特性进行研究。基于物理光学法和等效电磁流法，对外挂导弹的三代作战飞机系统和内埋导弹的隐身作战飞机系统的RCS特性进行对比分析，应用CATIA软件和Matlab软件，数值模拟了作战飞机系统的RCS特性，并且分析了不同目标的RCS值对雷达发现概率的影响，研究了不同雷达波段对内埋导弹的作战飞机系统的发现概率的影响。研究结果表明，内埋导弹的隐身作战飞机在RCS特性及被雷达探测的距离方面的性能均明显优于外挂导弹的三代战机。

针对作战飞机编队多目标攻击中的传感器管理问题，提出了一种基于多智能体和市场理论的多机载平台传感器管理方法。该方法在多智能体的框架下建立飞机编队多传感器多目标分配模型，将目标分配和传感器管理问题转化为市场理论中的“性价比”最优问题，建立了基于“性价比”最高的任务规划模型、以任务为驱动的传感器目标配对模型以及多平台集中式融合跟踪模型，并利用市场拍卖算法完成传感器-目标分配问题。仿真结果证明了该方法的有效性，与基于信息论的传感器管理方法比较证明了方法的优越性。研究结论有助于提高作战飞机编队的进攻效率，从而提升整体的攻击能力。

针对意图规划过程的层次性和序列性，提出了序列贝叶斯网络(series Bayesian network, SBN)模型，并将动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)模型和SBN模型结合起来，构建了动态SBN(dynamic SBN, DSBN)模型进行规划识别，模型的DBN部分用于由特征序列推理元意图，SBN部分用于由序列意图逐层推理父意图。推导了模型的算法，分析了模型在规划识别问题中的表达和推理能力。实验表明，DSBN模型能够有效根据特征序列识别战术意图。

实际火力分配问题中，复合打击广泛存在，相互关联的火力打击行动容易造成火力分配方案评估的失真。通过引进行动集的概念将火力分配方案视作多个火力打击行动的集合，从行动关联和行动子集关联两个角度揭示了复合打击的复杂性，通过对两类关联关系的数学建模，定量地分析了复合打击对火力分配方案评估的影响，并给出了复合打击下火力分配方案评估的方法与过程，最后借助示例说明了本文方法的可行性。

针对飞机生存力设计是一个效益与代价的综合权衡过程，提出了一种包含飞机敏感性、易损性和作战能力的生存力权衡设计模型。推导了考虑飞机作战能力的生存力计算公式，基于雷达发现概率、导弹击中概率、破片杀伤概率以及飞机作战能力的计算模型，建立了以飞机生存力最大为目标，以重量代价为约束条件，以飞机雷达散射面积、装甲质量以及挂载武器质量为优化变量的飞机生存力权衡设计模型，并应用粒子群优化算法对模型进行求解。算例分析表明，所建立的模型符合实际、易于实现，可以为飞机生存力的权衡设计提供参考。

防空火力分配包含武器目标匹配和武器单元的射击时机分配两部分，其目的是明确由哪些火力装置对哪些目标在何时进行射击。在对防空导弹和高炮弹道特性及射击特点之间的差异进行分析的基础上，引入实例，分别对导弹有控弹道模型以及高炮弹头的飞行时间曲线进行了计算；根据它们的飞行时间曲线，分析了二者对同一航路的射击时机，定量论证了防空导弹和高炮的互补性，为弹炮结合防空系统的设计优化提供依据。

针对模糊时间序列预测理论多局限于短期时间范围预测以及对不确定数据集模糊变化趋势描述和论域区间划分研究不足的问题，构建了参数自适应的长期直觉模糊时间序列预测模型。新模型通过引入滑动窗口机制和参数自适应的直觉模糊C均值聚类算法优化论域区间划分，利用矢量预测技术解决时间序列长期范围预测误差积累的问题，有效地提高了复杂环境下时间序列长期趋势预测的精度，扩展了直觉模糊时间序列预测理论的应用范围。最后，通过典型实例验证了该方法的有效性和优越性。

分析了Vague集中记分函数的特性，对比了现有几种记分函数的优缺点，得到利用记分函数进行决策方案排序的局限性。通过挖掘Vague值中未知信息与不确定信息的内涵，结合Vague值期望的概念，设计一种新的记分函数，将不同的Vague值对应于Fuzzy集中的某个值；当记分函数值相等时，采用确定性信息进行二次排序。实例验证，该方法可以得到与现实认知匹配的结果，对应不同记分函数值的Vague值可以给出一个合理的评价值。

为了对导弹攻击机动目标时的终端角进行约束，提出了一种基于扰动观测器的滑模导引律。将导弹速度的时变、运动目标的机动逃逸等视为对导弹目标相对运动系统的总扰动，采用扰动观测器对总扰动进行有效估计，结合滑模控制理论提出了一种对导弹终端角进行约束的导引律，并基于李雅普诺夫稳定性原理证明了该导引律的渐进稳定性。为满足制导精度并有效地抑制抖振，运用边界层法对该导引律进行了改进，分析并确定了制导精度、边界层厚度和导引律系数之间的关系。仿真结果表明，该导引律具有良好的导引性能和鲁棒性，且与普通的滑模导引律相比，具有较小的导弹最大法向加速度和较平缓的法向加速度变化过程，有利于工程实现。

卫星的自主轨道确定是卫星自主生存的必要条件。采用星载常用敏感器对自然天体进行观测，并对观测量进行适当转换，得出观测方程为线性化方程，计算量明显减小且具有更直观的物理意义；利用星光折射时星光矢量所处特殊位置计算地心距，增加观测方程信息量；二体轨道动力学模型的一阶递推近似引入系统模型误差是影响滤波器性能的关键因素之一，应用一阶导数函数值的线性组合替代高阶导数的函数值可以使微分方程的线性化误差大为降低。在滤波器的设计过程中，应用此方法对状态方程进行处理，极大提高了滤波器状态方程的递推精度。仿真结果表明，在相同条件下这种高阶非线性轨道估计器的滤波性能远优于扩展卡尔曼滤波技术的一阶轨道估计器。

为有效利用雷达测量的飞行数据进行弹箭的实际弹道重构，建立了弹道重构需要的状态方程和量测方程，考虑模型的非线性和重构状态非高斯分布的可能性，结合Bootstrap粒子滤波给出一种一步固定滞后滤波平滑算法的实现，并将其作为弹道重构的估计工具。算例仿真表明，相比于Bootstrap粒子滤波和无迹卡尔曼滤波，该Monte Carlo平滑算法可以进一步提高估计的精度，为弹道重构提供一种新的有效工具。

针对水面无人艇（unmanned surface vehicle，USV)在具有不确定性的实际任务形势下实现可变自主的问题，提出一种包含可变自主控制结构和自主等级决策算法的解决方案。可变自主控制结构中考虑了自主等级的划分、自主等级的评价和管理，并设计了基于多属性决策方法的自主等级决策算法。最后在USV导航任务为背景的仿真实验中，证明了可变自主系统控制结构和自主等级决策算法是合理的和有效的，同时显示了可变自主系统研究的实际意义及其对于系统规划性能的提高作用。

研究机器人行为动力学方法的导航问题,该方法在动态环境下存在碰撞危险。提出一种改进迭代最近点算法，可以在机器人导航过程中实时获取障碍物的位姿变化。根据位姿变化将障碍物分为静止障碍物、移动障碍物。结合环境信息的不完整性和运动障碍物速度信息，提出可感知速度障碍物（perceivable velocity obstacles， PVO）概念，该概念定义的障碍物是机器人感知障碍物区域沿其相对运动方向膨胀得到的避障区域，是一种虚拟障碍物。将PVO作为障碍物应用于行为动力学方法完成机器人导航控制。所提出的改进方法在不改变原有行为动力学方法的基础上，增加了安全导航功能，简单易用。仿真实例证实，在动态环境下，改进的行为动力学导航方法比经典的行为动力学导航方法更加安全。

针对如何设计船舶航迹控制参数达到期望控制性能的问题，围绕给出的船舶航迹控制目标，首先求解了船舶航迹零平衡点局部最优控制的解析解，然后根据船舶航迹控制全局渐近稳定的条件和航迹非线性比例微分（nonlinear proportion derivative, NPD）控制的物理意义，设计了船舶直线航迹全局NPD控制算法的解析式，该解析式描述了船舶航迹控制性能与船舶运动参数之间的解析关系，并且保证了船舶航迹闭环控制系统全局渐近稳定。数字仿真验证了航迹NPD控制算法的有效性；进一步的实船试验结果表明，根据航迹NPD控制解析式设计的航迹控制器达到了期望的控制精度和性能。

符号定时同步技术是卫星通信系统的关键技术之一，其准确性会直接影响整个系统的性能。鉴于Gardner算法在定时同步环路中的广泛应用及其对限带信号的局限性，在异步采样同步思想的基础上，通过对Gardner算法及其修正算法在式样抖动及定时误差方面的比较，提出了一种增强的Gardner定时误差检测算法(E-Gardner)。该算法结构简单，且能有效地减小定时误差偏差和系统自噪声。仿真结果表明，在Suzuki移动卫星信道环境下，E-Gardner算法在小滚降系数情况下对正交相移键控（quadrature phase shift keying, QPSK）调制信号的时钟捕获及误差检测的性能有明显的改善。

针对目前频谱感知方法对噪声不确定性敏感、低信噪比下准确度较差和运算速度慢的问题，提出了基于频域Katz分形维数的快速盲频谱感知方法。该方法根据信号和噪声的频域Katz分形维数特征的不同来感知主用户的存在。Monte Carlo仿真结果表明，该方法具有对噪声功率不敏感、受调制参数影响小、低信噪比下准确度高和运算速度快的优点，并能有效克服盒维数方法对某些调制参数的信号无法感知的缺点，可用于低信噪比、噪声具有不确定性情况下的快速盲频谱感知。

为提高认知无线电多输入单输出(cognitive radio multiple input single output, CRMISO)系统传输速率，给出一种基于波束成形的用户选择算法。假设信道状态信息已知，算法采用零空间理论消除对主用户(primary user, PU)干扰和优化迫零波束成形(zeroforcing beamforming, ZFBF)技术消除认知用户(cognitive user, CU)间干扰。考虑发射功率限制，依次选择CU进行注水功率分配实现最大化系统传输速率。此外，在迭代中采用正交三角分解（orthogonal triangular decomposition, LQ)减少算法复杂度。数值分析表明，本算法系统的传输速率与PU的干扰门限大小无关，且比采用近正交用户选择算法的系统传输速率高4~6bps/Hz。当发射功率限制为10 dB时，在相同条件下使用优化ZFBF的传输速率比使用ZFBF的传输速率高约1 bps/Hz。

针对多小区多用户下行链路同频干扰问题，提出一种结合三角分解和信漏噪比(signal leakage noise ratio, SLNR)的干扰抑制算法，算法通过对联合信道的三角分解先将小区间干扰减少一半，然后利用SLNR算法和干扰抑制矩阵进一步消除小区间干扰。理论分析表明算法使得接收端不再需要增加用于抑制小区间干扰的矩阵及相应矩阵运算，从而降低了算法复杂度。计算机仿真表明较传统SLNR算法，该算法在系统容量和能量效率等性能方面得到改善。

面对物联网中的海量空间资源，在空间资源索引的构建中引入语义分类的方法，使得传统的IR树具备语义特征，支持用户对资源的语义查询，并提出一种top-k语义查询优化算法，通过对实际数据的使用和实验分析，得出索引结构的有效性和查询结果的正确性，从索引构建时间、查询时间和查询准确率3个指标来评估算法的性能，实验结果表明，算法支持语义空间资源索引构建，并且查询性能好，准确率高。

提出一种基于混合生物地理学优化算法的多目标进化算法(multi-objective optimization based on hybrid biogeographybased optimization， MOBBO)。针对生物地理学优化算法(biogeographybased optimization， BBO)自身的机制，建立适用于BBO的多目标进化模型。在模型中，结合栖息地个体间的Pareto支配关系对栖息地适应度指数进行了重新定义；为了保持栖息地种群的分布性，提出一种新的基于动态距离矩阵的分布性保持机制；同时，根据多目标优化的特点，提出了新的自适应迁入迁出率确定方式，动态迁移策略及分段logistic混沌变异策略。通过对测试函数ZDT和DTLZ的仿真实验表明，与现有多种多目标优化算法相比，MOBBO在解集的收敛性和分布的均匀性上均有明显改善，能够有效且高效地进行复杂多目标优化问题的求解。

在基于稀疏表示的幻觉脸重建过程中，由于冗余的过完备字典会降低稀疏编码的效率和精度，提出用紧的聚类子字典来表示人脸图像的不同结构对象。由高分辨率（high resolution， HR）/低分辨率（low resolution， LR）的人脸图像样本集进行K-均值聚类，为使紧的聚类子字典能够表达图像块的整体特征，对各聚类子集采用主成分分析（principal component analysis， PCA）方法构造字典。得到同构的HR/LR的聚类字典后，对于输入的LR人脸图像块，经自适应选择合适的子字典后，对稀疏编码添加正则化项，采用集中式稀疏编码，以使稀疏表示系数更逼近要重建的HR人脸图像块。由此稀疏表示系数与HR字典的线性组合得到HR人脸图像块，将此图像块与近似结果进行合成，从而得到最终的人脸图像。经仿真实验，并与其他的方法进行比较，实验结果验证了所提方法的有效性。

基于照片的伪画像生成及识别是人脸识别领域的一个新研究方向，在刑侦方面有着重要用途。但目前的方法都需要大量的训练样本以生成伪画像，对此提出将双边滤波器用于提取人脸的纹理及形状特征，并利用颜色恒常性对重要特征区域进行增强，基于香港大中文学人脸画像（Chinese University of Hongkong face sketch, CUFS）数据库的实验结果表明，利用该方法生成的伪画像能有效提高画像的识别性能，是一种可行的伪画像生成方法。

针对高分辨率光学遥感影像，利用航标间具有很强相似性的特点，提出了航标相似性编组的自动提取算法。首先采用单类支持向量机对遥感影像进行水陆分割，确定出水陆的边界线，再对水域内空洞目标进行轮廓检测，将检测出的小目标作为候选目标。利用航标的几何及灰度特征对候选目标进行初步筛选，获得疑似航标目标。最后计算疑似航标目标间的相关系数并以此为依据进行相关性编组，得到不含虚警的航标组。采用QuickBird 0.6m分辨率的融合影像进行实验，结果表明该方法可以提取出区域内80%以上的航标，具有很强的可行性。