针对通航飞机飞行态势ADS-B地面站监视使得飞机自身很难感知周围飞行器飞行态势的问题，研究并设计了一种基于ADS-B IN的通航飞机态势监视终端系统，系统通过微控制器对ADS-B接收报文解析，利用Android Studio设计终端显示软件。同时，研究利用改进的残差均值交互多模型算法对通航飞机的位置状态信息进行航迹滤波处理，提高飞行状态估计精度。利用实际设备接收的数据对改进算法和系统进行验证。结果表明：终端系统可以对通航飞机周围飞机飞行态势进行有效感知，提高了通航飞机的飞行安全。

针对广播式自动相关监视(ADS-B)航迹跟踪精度低以及目标跟踪模型与目标运动模型匹配效率低的问题, 结合自适应算法对经典交互多模型(IMM)算法的运动模型集进行改进。将经典交互模型(IMM)运动模型集中的匀加速运动(CA)模型, 改进为“当前”统计模型(CS)和修正转弯(MCT)模型。利用改进的模型集对目标当前位置、速度和加速度进行滤波估计。并对模型转移概率进行修正, 提高IMM算法的自适应能力, 实现快速目标跟踪。利用模拟航迹数据及实际设备接收的实测数据对算法进行验证。结果表明: 运动模型集改进后的IMM算法滤波结果优于经典IMM算法, 跟踪结果稳定, 改进的算法可适应复杂的目标航迹实时跟踪。

针对传统的ADS-B报文软件解析过程较为复杂、不易理解的问题, 提出一种逻辑简单、易于实现的解析方法。首先, 将网口接收的16进制报文数据转换成相应的01字符串。根据ADS-B报文的结构进行CPR算法的程序实现。最后, 通过SBS-3设备网络端口实时发送ADS-B报文数据, 利用Qt平台实现对ADS-B报文数据的接收和解析工作。通过实际测试并与传统方法对比, 结果表明: 研究的方法和设计的解析程序可以对ADS-B报文数据进行实时解析, 其结果与SBS-3设备提供的硬件参考结果相同, 实验验证了所提方法的有效性与可行性。

空间信号（SIS）精度是卫星导航系统的性能之一。针对目前精度评估模型存在的问题，提出了分段式SIS用户测距误差（URE）评估模型,并研究了SIS 用户测速误差（URRE）、用户测加速度误差（URAE）评估模型，利用广播星历和精密星历评估了GPS和BDS的SIS精度性能。结果表明,除BDS C02卫星的URE以及GPS PRN10卫星的URAE略大以外，其余GPS和BDS卫星的SIS URE,URRE和URAE均符合各自系统的指标，验证了所提精度评估方法的有效性。

针对最小二乘法在卫星故障检测和识别中存在的问题,研究将加权最小二乘算法用于卫星故障检测和识别,该算法将测量方程的协方差矩阵对角线元素作为加权因子,进而得到基于加权最小二乘法的卫星故障检测算法。通过各颗卫星伪距残差的平方和建立检验统计量,根据故障检测误警率和概率密度函数得到检测门限,将计算得到的伪距残差平方和与检测门限进行比较,进而实现故障的检测和隔离。结合实测数据,验证对比了两种算法的性能,结果表明: 加权最小二乘RAIM算法在故障检测的灵敏度和故障识别性能方面优于最小二乘RAIM算法的性能。

在民航等应用领域，卫星导航系统的可用性是决定其能否作为唯一或主要导航系统的关键性能指标。主要对GPS卫星导航系统的空间信号(SIS)可用性进行评估分析，研究一种基于马尔可夫过程的卫星导航单星可用性算法模型，并研究对卫星导航星座可用性的评估模型。结合GPS实测数据和GPS标准定位服务性能标准(GPS SPS PS)中的可用性指标，证明提出的空间信号评估模型有效且符合GPS SIS可用性指标要求。研究结果对我国北斗卫星导航系统可用性的评估具有一定的参考价值。

在北斗接收机中,载波的捕获速度和载波频率捕获误差影响着北斗接收机的性能。针对在处理精频捕获时传统算法计算量大的问题，提出利用载波相位对北斗二代导航信号进行精频捕获的算法。首先利用FFT循环相关对北斗信号实现快速捕获，然后通过去除C/A码的连续输入信号之间的相位关系对载波中频进行精频估计。利用卫星导航实验平台采集实际的信号对提出的捕获算法进行验证，结果表明，该算法降低了多普勒频率估计误差，估计误差在10 Hz以内，在卫星信号较弱时多普勒频率估计误差在50 Hz以内。所提算法对北斗二代接收机的设计具有一定的参考价值。

针对粒子滤波算法中的权值退化问题，提出了一种遗传算法辅助下的粒子滤波算法。利用遗传算法在选择继承性上的优势，将遗传算法中的选择、交叉和变异操作引入到粒子滤波算法中。在此基础上，将改进的粒子滤波算法与建立的全球定位系统(GPS)非线性动态状态空间模型结合应用于GPS 定位数据处理问题，通过采集实测GPS 数据将改进粒子滤波算法与基本粒子滤波算法做了比较。结果表明，遗传算法辅助下的粒子滤波可以增加有效粒子数目，有效解决粒子退化问题，可提高GPS 定位数据处理精确度。