针对制冷型320×256焦平面阵列探测器，设计了一套用于机载光电探测设备的长波连续变焦红外光学系统。光学系统采用锗和硒化锌两种普通红外光学材料，通过引入非球面和衍射面很好地校正了系统的色差和轴外像差，使得系统整个连续变焦过程中16 lp/mm处MTF均大于0.35。系统仅由6片镜子构成，工作波段为7.7~10.3 μm，F数为3，满足100%冷光阑效率，实现了50~400 mm的连续变焦，变焦曲线光滑。像质评价结果表明该系统成像质量良好，结构紧凑。

在深入研究PHOW特征描述子的基础上, 提出了基于PHOW特征描述子和支持向量机的航空侦察图像分类方法。针对构建的5类航空侦察图像分类实验结果表明, 与基于Gist特征描述子的图像分类方法相比, 新方法可以实现快速准确的图像分类, 平均分类精度为84.6%, 特征提取和分类的平均耗时为37 ms。

针对现代航空装备的PHM需求, 为提高Weibull分布在寿命预测中的精确度, 提出了综合运用最小二乘法及平均秩次法对预测模型进行参数估计的方法,在此基础上建立了航空装备部件的寿命预测模型。对某型歼击机上航电系统中15个相同的核心部件进行了实验, 分别用近似中位秩公式和平均秩次法处理实验数据, 并对二者的拟合效果进行对比分析,结果显示平均秩次法的估计精度较高。寿命预测的结果表明, 设备工作到3106.2 h后可靠度下降到50%以下, 与实际维护中平均每3000 h进行一次检修或更换部件的情况基本相符。

考虑多无人机编队保持优化模型的设计问题, 联合多无人机的运动学方程、性能指标及其约束构成一个约束优化问题。通过对指标函数的某种线性变换达到解耦的效果, 引入拉格朗日乘子矢量构造该约束优化问题的拉格朗日函数。对于对偶问题中出现的两类优化变量——基变量和对偶变量, 将所有基变量和对偶变量全转化为某一个对偶变量的关系式。对于该对偶变量求解, 采用凸算法中的梯度投影策略, 通过简单的代入运算可得到其他优化变量的数值。最后用仿真算例验证了该方法的有效性。

针对舰艇编队航渡过程中的多架舰载反潜直升机前出执行伴随反潜作战问题进行研究。通过分析潜射鱼雷射距, 建立了理想条件与编队规避机动两种情况下的鱼雷攻击阵位模型, 从而得出伴随反潜区的阵位配置。在此基础上, 对编队航渡过程中的多机伴随反潜方法进行了分析, 并建立了伴随反潜兵力需求与探测概率模型。最后仿真计算了潜射鱼雷发射阵位, 以及反潜兵力数量、探测次数、伴随反潜区大小对发现概率的影响。结果表明,伴随反潜区配置在编队前方20 n mile处,大小为20 n mile×30 n mile, 反潜直升机数量3架为宜。

针对飞机过度滞后会导致飞行员诱发振荡的问题, 提出综合运用频域法和时域法对过度滞后与飞行员诱发振荡间的关系进行定量研究。建立了简化的人机闭环系统模型, 分析了人机闭环系统不稳定的充要条件。频域内应用伯德图和尼柯尔斯图对有效飞机频域特性进行了分析, 通过带宽准则和平均相位速率准则对有效时延与飞行员诱发振荡间的关系进行定量评估。时域内运用飞机的飞行员诱发振荡时间历程曲线及延迟时间与飞行品质评分间关系曲线, 对过度滞后的影响进行了定量研究。研究结果可为控制飞机的过度滞后提供定量依据。

针对现有方法采用定值飞行间隔确定避撞区域对空域利用不足的问题, 提出一种动态、实时建立避撞区域的方法。根据无人机的机动约束, 无人机的碰撞区域以及飞机之间的相对位置、相对速度等信息, 实时建立避撞区包络。由于动态考虑了无人机与入侵飞机对避撞区的影响因素, 提高了所建包络的针对性, 缩小了避撞区包络所占的空域面积, 不仅避免了一些不必要的规避机动, 而且还可以使繁忙的空域得到更合理的利用。仿真结果验证了所建动态避撞区的有效性。

针对现代空战目标识别高准确性、实时性的要求, 以及目标识别融合中可能出现的高度证据冲突问题, 提出了一种基于BP网络与改进证据合成规则的空中目标识别方法。该方法通过BP神经网络获取各传感器对目标类别判断的基本概率赋值, 并以此为证据, 使用引入加权平均证据的合成规则对各组证据进行空间域融合和时间域融合, 得到目标身份结论。仿真结果表明, 该方法可以很好地解决证据冲突问题, 能够准确、可靠地完成空中目标识别任务。

针对机动目标跟踪, 提出一种基于交互式多模型的改进去偏转换测量卡尔曼滤波算法(IMM-MDCMKF), 该算法在多模型中使用了改进的去偏转换测量卡尔曼滤波算法(MDCMKF)。MDCMKF算法先通过引入状态估计值对转换误差协方差进行修正, 有效地降低了测量噪声对此协方差的影响, 然后将修正的转换误差协方差用于目标跟踪问题中的去偏转换测量卡尔曼滤波算法。最后进行的Monte Carlo仿真结果表明, 所提算法跟踪精度优于IMM-EKF算法和IMM-DCMKF算法。

针对传统图像增强算法只使用空域或变换域处理策略的不足, 提出一种空域和变换域相结合的处理方法。首先通过使用高斯/拉普拉斯金字塔分解技术将原始灰度图像细分成不同频带, 然后在各个频带上分别使用伽玛校正实现对比度均衡化, 最后将均衡化结果再利用高斯/拉普拉斯金字塔重构技术进行恢复, 即可达到图像增强的目的。实验结果表明, 与传统图像增强算法相比, 该算法不但能够提高欠曝光区域的对比度, 而且能够对过曝光区域实现有效抑制, 达到很好的视觉均衡。

目标检测跟踪同步算法通过对视频帧的目标实时检测来达到跟踪的目的, 该算法主要是为了维持一个能够在线训练的分类器, 把从背景采样的样本作为负样本, 从目标区域采样的样本作为正样本, 然后通过分类器把二者区分开, 以达到跟踪效果。然而当目标产生形变以及目标区域发生遮挡的时候, 如何对样本采样和精确标记成为跟踪成败的关键。在结构支持向量机的框架下, 提出一种基于结构支持向量机的目标检测跟踪同步算法。由于结构支持向量机的输出可以是复杂的数据结构, 因此采用结构支持向量机, 把目标位置估计作为结构支持向量机的输出, 避免了对样本标记精确估计的需要, 克服了当目标发生遮挡和大范围变形时导致的跟踪失败。仿真实验表明, 该算法有良好稳定的跟踪效果。

针对空空导弹多任务攻击的发展趋势, 提出了空地一体化火控攻击技术。在分析一体化火控攻击过程的基础上, 结合传统空空和空地导弹的导引方式, 建立了适用于空地一体化多任务的自适应攻击导引律；结合导弹当前性能、弹目相对态势以及目标价值, 建立了基于TOPSIS的导弹任务切换决策算法, 以确定导弹攻击最佳目标。仿真结果表明, 采用给出的导引方法, 在导弹攻击目标过程中能够根据任务需求, 自适应地选择最佳导引方式, 完成对指定目标的攻击引导, 并能够在飞行过程中切换至最优攻击目标。

介绍了机载定向红外对抗系统的组成和工作原理, 分析了近两年国外机载定向红外对抗系统的最新研制进展情况, 给出了机载定向红外对抗系统的技术发展趋势。

为减少惯性测量组合标定对转台的依赖, 降低标定对转台控制精度的要求, 在分析传统加速度计模观测迭代标定方法的基础上, 提出一种基于粒子群优化算法（PSO）的加速度计快速标定方法。首先, 基于模观测思想设计构造目标优化函数, 并将其作为PSO算法中的适应度函数, 实现了标定方法与PSO算法的连接；其次, 设计了基于最大化观测信息相对于待估计参数的敏感度函数的加速度计标定编排方案；最后, 对所提方法与牛顿迭代标定方法进行了对比仿真。仿真实验结果表明, 基于PSO算法的加速度计快速标定方法具有可行性、有效性, 与传统牛顿迭代标定方法相比更具有优越性。

TTE全局时钟同步机制是其时间确定性保障的基本使能技术, 对TTE时钟同步机制开展了建模仿真研究: 提出TTE协议模块化的建模仿真方法, 构建具有时钟漂移的设备时钟模型, 采用离散事件调度的方法对TTE系统启动和重启动状态机以及时钟同步过程进行了系统模拟, 研究了典型参数配置下TTE网络的时钟同步的性能, 实现了对TTE时钟同步精度范围内微秒级同步的验证。

针对高超声飞行器模型参数不确定和外界干扰对姿态控制的影响, 基于高超声速飞行器俯仰通道控制系统, 提出一种新的Terminal滑模姿态控制方法。通过引入一阶滤波器, 结合反演法, 克服原来幂次形式引起的最终控制奇异问题；并通过设计的干扰观测器实时观测未知干扰, 补偿控制器性能, 应用Lyapunov稳定性理论严格证明了系统的稳定性, 从而保证Terminal滑模控制器能有效提高系统动态特性。在气动参数标称与拉偏的情形下进行高超声速飞行器数字仿真, 仿真结果说明干扰观测器能快速跟踪干扰, 且所设计的Terminal滑模控制可以满足飞行器高精度的控制要求。

针对无人机等飞行器的舵机电动加载系统中存在多余力矩扰动问题, 提出了线性二次型最优控制和比例-积分-微分（PID）控制结合的复合控制策略, 实现舵机电动加载系统的加载力矩控制。巧妙选取状态变量, 建立了系统的状态空间模型并求得最优控制律, 较好地抑制了舵机运动带来的干扰。仿真表明, 该复合控制策略控制精度较高, 且具有较强的抗干扰能力, 与电动加载领域常用的小脑模型关节控制器（CMAC）和PID复合的控制策略相比, 算法简单、计算量小、仿真速度快、输出曲线更加光滑。

针对动中通系统低成本姿态估计计算复杂、易受侧滑角和机动加速度等外界因素干扰的问题, 提出一种基于超球体采样无迹卡尔曼滤波算法, 融合微机械陀螺、加速度计和单基线GPS, 对载体姿态进行精确估计。为了提高姿态估计的实时性, 采用超球体采样减少无迹卡尔曼滤波器的采样点数量, 在不影响精度的前提下, 有效降低了算法的计算量；此外, 加速度计姿态角测量值在加速、转弯行驶过程中会受到机动加速度的影响, 为解决这一问题, 通过单基线GPS提供的速度、侧滑角信息进行机动加速度补偿。行车实验表明, 提出的低成本姿态估计方法估计精度较高, 在降低成本的同时能够满足宽带移动卫星通信波束对准要求。

小型尾坐式飞行器大机动飞行时, 姿态角变化范围大, 传统四元数到欧拉角转换算法无法求解其全部姿态。对传统算法进行了改进和完善, 提出一种全角度转换算法, 该算法适用的欧拉角范围为(-180°,+180°)。采用该算法, 克服了传统算法有扰动时在转换边界极易产生振荡的缺陷, 同时保证了姿态变化的连续性, 符合控制利益。仿真结果表明所提算法可行。

为了实现无人机舵机工作状态的在线监测, 实时提供故障类型与故障程度, 设计了一种基于多模型参数估计的舵机故障诊断算法。首先描述了舵机各典型故障类型的动态特性, 并建立相应的故障模型。然后就各故障类型设计相应的故障状态观测器及参数估计器, 实时监测舵机运行状态, 在舵机出现故障时能够及时给出故障信息。同时设计多观测器切换机制, 以解决多个观测器的选取问题。仿真结果表明, 建立的故障模型能够很好地描述典型故障的动态特性, 多观测器切换机制能够及时准确地切换至最接近当前舵机状态的观测器, 给出最接近实际情况的故障信息。

介绍了FC-AE-1553光纤总线在飞机/悬挂物通用接口中的具体应用, 将通用数据接口速率从1 Mb/s提升至2 Gb/s, 以适应未来**系统不断发展的海量数据传输需求。通过开发光纤通道（FC）接口卡并搭建交换式FC-AE-1553验证系统, 实现了SAE AS5653标准（高速1760接口）规定的命令控制和文件传输功能。验证系统的网络延迟小、响应速度快, 有助于推进FC-AE-1553技术在飞机/悬挂物通用接口及其他航空航天领域的应用。

在复杂的无人机地面站系统软件开发过程中, 如何实现高效的并行开发和应对不断变化的需求显得至关重要。首先介绍了插件框架的工作原理和实现途径, 在此基础上提出了插件式无人机任务规划软件框架设计方案, 详细描述了框架的设计思路, 对插件管理器、人机界面管理和框架内部消息通信机制等一些关键技术进行了探讨。最后将这一理论成果运用到了实际项目中, 实现了全插件式的任务规划软件框架, 实践证明该框架可以显著提高软件开发效率, 提升软件产品质量。

为解决空中编队目标跟踪过程中航迹关联的难题, 提出一种基于目标运动状态的自适应相关波门算法。首先通过分析编队目标的运动特征, 完成编队分割和编队速度的估计；然后将编队目标的速度方向作为约束自适应波门的条件, 在跟踪过程中根据目标运动方向确定波门方向, 并基于前一时刻编队中各目标的距离来选择波门尺寸, 同时考虑测量误差和预测误差的影响。仿真结果表明: 相对于传统的固定波门算法, 在编队目标跟踪过程中, 自适应波门算法在避免编队内目标航迹相互交错和保证跟踪稳定性方面可以达到较好的跟踪效果。