卫星载荷在海洋上探测温室气体时，为获得高精度的气体浓度数据，采用海洋耀斑观测模式，因此实时耀斑位置的准确计算是获得高精度有效数据的必要前提。提出了基于最优线搜索的改进海洋耀斑计算模型，根据WGS-84椭球模型，在二分法搜索满足镜面反射耀斑点要求的基础上，采用最优化中线搜索的思想对算法进行改进，使其更好地符合耀斑点共面条件。经仿真分析，与卫星工具包（STK）仿真结果对比，所提改进模型计算的耀斑位置距离误差显著降低至90 m。

为了解决激光振镜加工中由于数据点集过于密集导致激光在单点停滞时间过长引起激光烧蚀问题, 将原始数据点集经过稀疏化、曲线点集分段、三角二分法贝塞尔曲线拟合数据处理, 转换成由少量直线和曲线构成的实体, 在激光路径输出时, 根据输出放大倍数的大小及曲线曲率大小对曲线进行整体的适应性插补, 从而解决因放大倍数不同引起的数据点过密或过疏的问题, 并通过对前后数据以不同的标刻分辨率进行标刻。结果表明, 在保证拟合后的加工误差不超过2μm下, 解决了数据过密引起的激光烧蚀问题; 在高放大倍数下也具有平滑的加工效果, 具有更高的加工效率和质量。此研究为高密集数据激光加工提供了参考, 在高质量激光加工领域如激光精密刻蚀有良好的应用前景。

针对分数阶傅里叶变换(FRFT)对啁啾（Chirp）信号进行盲检测时存在运算量大的问题，文章提出一种针对Chirp信号参数估计的盲检测方法。首先利用改变窗长相位差法对Chirp信号进行粗估计，并利用最小二乘法进行拟合得到Chirp信号调频斜率粗估计值，然后通过FRFT对Chirp信号进行精细估计，并利用二分法对FRFT的阶次进行搜索，进一步降低算法的运算量。仿真结果表明，利用改变窗长相位差法和FRFT联合检测Chirp信号的方法，在低信噪比下具有较高精度的估计值，且其归一化均方误差接近克拉美罗下界，并且与FRFT穷举检测相比，极大地减少了运算量，具有很好的工程应用意义。

针对啁啾(Chirp)信号参数估计的高复杂度和在低信噪比(SNR)下保持高精度等问题, 文章提出了一种改进的Chirp信号参数估计算法。该算法根据当信号能量和周期长度一定时Chirp信号频谱幅度的平方与调频率成反比的特性, 不断地产生已知Chirp信号的共轭与未知Chirp信号相乘, 找到使相乘后频谱幅度平方最大的已知Chirp信号的调频率。为了做到参数估计的高精度, 用修正的幅度插值(M-Rife)算法估计中心频率和修正相乘后信号频谱的幅值。将该算法与短时傅里叶变换(STFT)结合, 首先用STFT估计出调频率的大致范围和信号周期, 然后用二分法代替等步长使改进的Chirp信号参数估计算法在这个大致范围内搜索, 极大地降低了计算复杂度。实验结果表明, 在SNR≥-10 dB时, 该算法估计调频率归一化均方误差(NMSE)要优于分数阶傅里叶变换(FRFT)约1~2 dB, 接近克拉美罗下界(CRLB)。

根据新型舰炮初速可控的特点, 提出了一种基于最大命中概率的射击诸元解算方法。初速可控舰炮增加了弹丸初速作为射击诸元要素。对视距内目标进行打击时, 命中概率与弹丸初速之间存在着非线性变化关系。通过建立弹丸外弹道模型和解命中方程, 进行弹道解算, 并基于黄金分割的概念, 采用二分法求解弹丸初速。该方法以命中概率最大为约束, 可有效进行新能源舰炮**的射击诸元解算。

传统的粒子模拟软件在获得微放电阈值时需要进行多次微放电模拟，而且不具备自动功率扫描功能，在不考虑电子运动所产生的自洽场的情况下，提出了一种微波器件微放电阈值功率自适应扫描方法，对同一微波器件中的电磁场只计算一次并重复利用，改变输入功率，获得不同功率下的粒子数目变化的趋势，结合阈值功率判断方法，进而能够快速获得微放电阈值。首先，采用MSAT粒子模拟软件计算单位功率下微波部件中的电磁场分布，接着利用蛙跳法求解粒子运动轨迹，然后结合二次电子发射模型确定出射粒子数目。在微放电模拟过程中对粒子数目曲线进行分析，建立微放电阈值判据方法，根据二分法改变输入功率使得粒子模拟软件在给定初始功率后自动给出微放电阈值。以微波阶梯阻抗变换器与同轴腔体滤波器为研究对象，采用该方法分别计算其微放电阈值并与实验结果进行对比，结果表明，该方法具有准确性。

基于长周期光纤光栅的模式耦合机理, 提出一种快速模拟长周期光纤光栅折射率特性的方法。该方法在计算包层模式的有效折射率时分开计算, 在环境折射率小于包层折射率时采用二分法和分步搜索法结合计算包层模式的有效折射率, 在环境折射率大于包层折射率时采用Nelder-Mead加分步搜索法求解包层模式的有效折射率。在应用谐振波长的决定式求解与环境折射率的匹配的谐振波长时, 采用变区间应用二分法求解而不是传统的逐步搜索法求解谐振波长。数值结果与实验结果做了对比, 两者基本一致。实践证明, 该方法方便快捷, 比一般的方法速度提高7倍以上。

为了进一步提高光电快速跟踪系统的性能, 需要根据系统控制精度的指标对被控对象提出要求, 以指导机械加工, 即作为被控对象的电机和反射镜的传递函数的结构已知但参数未知。针对此光电快速跟踪系统的水平方向高精度快速跟踪测量, 本文建立了系统模型, 提出了触发引导, 目标的快速捕获, 复合控制三个控制步骤和策略, 通过二分法整定了系统参数并确定了对机械结构的参数要求和负载的谐振频率要求, 以满足系统的最大跟踪误差。实验结果表明: 本文控制策略可使最大跟踪误差小于 0.086°, 调节时间小于 0.04 s, 满足了快速跟踪测量系统快速性、高精度的要求, 有效地保证了控制的可实现性。

针对2D-Gabor滤波器设计的问题,提出了一种单频2D-Gabor滤波器设计方法。该方法在详细分析了2D-Gabor滤波器中各个参数意义的基础上,通过二分法的思想确定适合虹膜纹理的单一频率ω,再根据其它参数与其关系确定出各个参数取值,从而获得单一频率下的2D-Gabor滤波器。实验结果表明使用设计的单频2D-Gabor滤波器对虹膜图像进行特征提取可以使虹膜识别的识别率达到98.61%以上。使用单频2D-Gabor滤波器不仅可以提高特征提取速度,降低存储空间,同时也利于硬件实现。

针对空间曲面上的激光三维(3D)切割轨迹，提出了一种高效、快速的刀位点离散方法。根据空间轨迹曲线起始点的曲率，按照精度要求可以确定所选曲率圆的初始角度，从而根据几何知识即可确定初始步长。以初始步长为半径建立参考球，并将其与轨迹曲线求交即可获得初始刀位点。为了对刀位点进行优化以提高曲线离散的效率，通过比较弦高差采用二分法进行动态调整参考球半径，在满足精度要求下依次获得优化后的待加工轨迹刀位点。由此开发了激光三维切割自动编程软件，实现了轨迹提取，曲线快速离散以及刀位点法矢获得等功能，可用于激光三维切割加工。