广播式自动相关监视(ADS-B)协议公开、无认证措施等特点, 使其易受消息修改攻击。首先,分析了攻击者攻击意图与攻击路径选择的关联性;然后, 为了应对通过1090ES链路、机载网络等实施的消息修改攻击, 提出了经特征处理的TriLSTM-SVDD模型进行欺骗数据检测。仿真结果表明, TriLSTM模型预测误差显著小于LSTM模型, TriLSTM-SVDD模型则以98.9%的准确率识别出0.01°的纬度值偏差、0.02°的经度值偏差和50 m的高度值偏差。

受波束调度灵活性、接收通道数目限制,目前分集相控毫米波防撞雷达主要采用距离 /方位二维扫描.由于缺乏目标高度信息,若雷达前方出现不影响载体通行的高 /低目标,容易造成防撞雷达的障碍误报.针对这一问题,本文提出基于 MIMO和分集相控雷达结合的天线排布和信号处理方法,实现对场景的三维检测.与二维防撞雷达相比,该方法在不增加雷达接收通道数且几乎不增加雷达尺寸的前提下能有效实现方位和俯仰的联合测角.与二维稀布接收阵雷达相比,本文设计雷达不会产生方位栅瓣,适合复杂背景下的多目标检测.

由于ADS-B工作范围广, 将其应用于航空避撞系统时, 在原先的避撞区域外再构建保护区域进行提前避撞, 可进一步提高避撞系统性能, 航路冲突检测是提前避撞的前提, 其算法复杂。提出时间轴映射航路冲突检测算法, 将航路冲突问题转化为分别求解X,Y,Z轴冲突区间问题, 再由X,Y,Z轴的冲突区间分别映射到时间轴得到冲突时间段, 最后通过求解3个冲突时间段的交集来确定航路冲突。仿真实验中, 对ADS-B工作范围100 n mile内的入侵飞机在ATC规定的避撞区域进行航路冲突检测, 结果只有1‰左右的入侵飞机存在冲突, 这与ATC规定的避撞区域和ADS-B工作范围100 n mile体积之比接近, 证明算法的正确性。

以两架固定翼无人机在同高度、有障碍物环境下的路径规划为应用背景, 针对传统基于网格的A*搜索算法没有考虑飞行性能约束的问题, 首先利用Dubins曲线找到有效节点, 结合A*启发式搜索的思想, 分别为每架无人机离线构建由Dubins曲线组成的最短避障路径; 在两机同高度飞行过程中, 通过相对运动关系判断是否碰撞, 使用“向量共享”解得航向改变量以及在线路径重规划, 得到两机的防撞避障路径。仿真表明, 与传统A*搜索相比, 此算法可更快地得到更短的连续安全路径; 通过在线重规划, 可以得到两机的防撞避障路径。

针对非合作型动态障碍研究了无人机自主防碰撞问题。首先对无人机自主防碰撞问题进行描述，将动态障碍的无人机防碰撞问题分为冲突预测与规避控制两部分;然后定义了动态障碍碰撞冲突预测规则，在二维动态碰撞冲突预测的基础上提出一种动态三维碰撞冲突预测算法;最后基于最优化理论设计了无人机自主防碰撞规避策略。仿真结果表明,所提方法能有效避免无人机与非合作型动态障碍之间的碰撞。

空中交通警戒与防撞系统(TCAS)是航空电子综合环境监视系统的一个重要组成部分，它能有效降低空中飞行器间的碰撞威胁，对于提高飞行安全有着非常重要的意义。TCAS 是一种不依赖地面设备的空中交通防撞系统。它能够探测在其领域内装有空中交通管制应答机的飞机，向驾驶员报告潜在的相撞目标。目标跟踪是TCAS 的一个重要模块，能提供目标的飞行状态信息，并对目标的未来飞行状态进行预测。对空中目标进行稳定、高精确度的跟踪是目标跟踪模块的重要任务。本文介绍了基于扩展卡尔曼和交互式多模型(IMM-EKF)的目标跟踪算法，实现对目标的精确跟踪。通过仿真验证，证明算法能实现精确的目标跟踪，对防止空中相撞起到了积极作用。

研究了无人机防撞冲突检测与威胁级别评估方法, 建立了航向角控制、速度控制、高度控制以及航向角与速度组合控制等多种不同的防撞控制策略; 建立了自动防撞多目标代价函数模型以及多目标最优决策方法。仿真结果证明了该方法的有效性和较好的实用性。

测距系统作为汽车防撞技术的核心组成部分，需要具备良好的实时性和高度的准确性。比较目前应用于汽车领域的测距方法，重点介绍了机器视觉技术，并针对它响应速度慢的缺点，引入了激光技术进行辅助测距。通过采用激光照射在前方障碍物上形成的激光光斑作为系统的特征点，达到了快速定位障碍物的目的，显著地提高了系统的反应速度以及恶劣天气下的适用性。实验结果显示在精度和反应速度两方面都满足了测距系统的实时性要求。相对于传统机器视觉技术在测量精确度上有68%的提升，在反应速度方面有54%的提升。

空中交通防撞的主要功能是对本机和入侵目标机位置的预测以及在预测后对冲突的处理。在防撞过程中，入侵飞机的轨迹突然发生比较大的机动，则原有的防撞策略失效。 2009年欧洲航空安全局认证通过了自动驾驶仪在避撞时与防撞系统耦合的方法，使问题得到了一定的解决。对避撞系统加入自动驾驶仪的方法进行了研究建模，并且对解决的情况进行了仿真，为民航空中交通避撞提出了一种新的思路。