针对视觉式头部姿态跟踪数据带有时变噪声的问题, 设计了一种基于数据融合的座舱头部姿态跟踪方法。其根据空间点与图像点的对应关系, 先利用正交迭代算法求解PNP问题, 然后应用Sage-Husa自适应滤波代替EKF解决时变噪声的问题, 最后使用线性加权的航迹融合算法对Outside-in跟踪和Inside-out跟踪输出的头部姿态进行数据融合来获取精度更加稳定的头部姿态。利用经验数据做了一系列的仿真, 结果显示该系统的跟踪精度有很大提高并且稳定可靠。

针对视觉式头部定位系统存在着噪声统计特性掌握不充分的问题，设计了一种新的基于自适应滤波的头部姿态跟踪方法，其综合了视觉测量算法和自适应滤波算法。在获取n对2D/3D（图像点/空间点）匹配对的基础上，先利用正交迭代算法（OI）解算头部姿态，然后应用自适应滤波器估计精度更高的头部姿态，最后针对带有时变噪声且噪声统计特性掌握不充分的测量值,应用头部姿态跟踪方法进行了仿真测试，结果显示该方法的测量精度有很大提高，并且验证了所设计的头部姿态跟踪方法是合理且有效的。

针对多导弹远距离高突防概率协同齐射攻击要求, 设计了基于虚拟目标的两阶段复合制导规律。在敌区防御系统杀伤拦截范围边界处设置多个虚拟目标点, 将导弹制导过程分为中、末制导段。中制导段采用具有终端角度和攻击时间约束的制导律, 实现多导弹以设定时间及角度到达虚拟目标点, 将导弹到达虚拟目标时的状态设定为末制导初始状态, 完成中、末制导交接。末制导段将时间可控制导律与一致性协调算法相结合, 实现导弹协同齐射攻击的分散化协调。仿真结果表明该复合制导律能够有效地多角度、高突防地协同齐射打击目标。

针对超视距空战中的目标分配问题,从攻击的角度建立我方导弹对敌方飞机的攻击优势模型；从防御的角度建立敌方飞机对我方飞机的威胁模型；根据飞机的作战能力建立飞机的作战效能模型。根据敌方飞机的种类和作战性能,运用上述3种模型建立总体的任务分配模型,根据不同的作战方案分别采用遗传算法和拍卖算法对分配模型进行优化求解。通过比较两种算法的分配结果,总结出各自的优缺点以及适用范围,为今后应用提供参考。仿真结果表明：针对不同的作战方案,选用合理的优化算法能更好地完成作战任务。

针对座舱内的多功能显示器和平视显示器(HUD)的结构特征，设计了一个结构简单的瞄准线测量系统,它由装在头盔上的摄像机、座舱结构特征和处理器组成。首次提出了利用可以高精确提取的HUD和多功能显示器的结构特征配合正交迭代算法（OI）解算相机位姿，最后转化为瞄准线的测量方法。根据座舱特点，进行了一系列的仿真实验。仿真结果显示该系统的测量精度很高,并且验证了所设计的基于座舱结构特征的瞄准线测量方法是合理的和有效的。

针对全息波导显示系统中输入光栅、转折光栅和输出光栅的光栅参量不一致, 导致系统设计和光栅制作难度增大的问题.对比正常配置和锥形配置下的光栅方程, 可得全息波导显示系统中全息光栅具有相同周期需要满足转向光栅60°锥形配置.由此提出波导侧面装有反射镜的三光栅单波导板显示构型, 其中三个光栅周期完全相同, 输入光栅和转向光栅条纹走向一致.使用光学设计软件CODE V对该构型进行仿真, 验证了该构型的可行性.与传统全息波导显示构型相比, 侧面反射镜的光路折叠作用使得该构型系统无效显示面积和耦合效率损失减小；三个光栅周期相同且输入光栅和转向光栅条纹走向一致, 可以降低系统设计和全息光栅制作难度.该构型可以用于虚拟现实显示或者头戴式显示.

经过理论分析和计算,结合加工难度,提出了对全息波导显示系统中全息波导板的优化方法.对28°圆视场、30 mm×30 mm系统出瞳的全息波导显示系统中的全息波导板进行了优化.输入全息光栅尺寸、分束膜尺寸和输出全息光栅尺寸分别为5 mm×30 mm,30 mm×30 mm和30 mm×30 mm,波导板材料、波导板厚度、上波导板厚度和下波导板厚度分别为BaK7,3 mm,0.75 mm和2.25 mm时,能够满足所要求的全息波导显示系统视场和出瞳性能要求.通过优化得到的系统构型可以应用于全息波导头盔显示器、全息波导平视显示器等.

针对现有的联合目标跟踪与分类算法不具备封闭解析形式、计算量大且缺乏模块化结构等特点，将预知的各类目标的多种模型联合起来，组成一个多模型集合，并在运动学传感器和属性传感器观测过程相互独立的前提下，对目标状态概率密度函数和目标类别概率质量函数同时进行贝叶斯推理，得出一种基于多模型的联合目标跟踪与分类算法。该算法由卡尔曼联合多模型滤波器和贝叶斯分类器组成，实现了跟踪器与分类器的模块化，提高了跟踪和分类性能，具有封闭解析形式，计算量较小，适合工程实时应用。通过仿真，证实了该算法的有效性。

综合模块化航空电子系统（IMA）是航电系统的发展方向，其技术标准对新型军机、民机航电系统开发具有重要指导作用，阵风、F-22、F-35、A380、B787等飞机的航电系统均采用了其有关概念和技术。重点评述了ASAAC有关系统架构、系统软件、通信/网络、通用功能模块、封装等技术标准，以及ARINC等有关标准。

为了解决三维空间内的机动目标跟踪问题，提出一种基于常速模型和带约束常速率协同转弯模型(CSCT模型)的交互式多模型算法；同时为了解决目标的机动不确定性问题，针对CSCT模型提出一种类似卡尔曼滤波的方法实时精确地估计目标转弯角速度。综合考虑目标角速度的估计值和估计方差，提高目标跟踪的收敛速度，尽可能地减小滤波角速度与机动目标真实角速度之间的误差，最终明显提高了目标跟踪精度。Monte-Carlo 200次仿真结果表明了该算法在性能上有明显提升，对三维机动目标跟踪效果显著，并证实了该方法的实用性。