考虑多无人机编队自主重构的优化设计问题，联合编队过程中的3类代价函数、无人机的非线性动力学方程以及4类不等式约束条件，构成一个非线性多目标优化模型。采用加权和策略并将所有的等式和不等式约束分别组合，将非线性多目标优化模型转化为一个标准的非线性单目标优化模型。采用运筹学中的内点算法来求解最优解，并在算法的实现过程中做了某些改进，以避免出现矩阵的秩亏损。从理论上证明多目标优化在加权和策略下与单目标优化间的等价性。最后用仿真算例验证了算法的有效性。

无人机在各领域的不断深化应用使得人们对无人机的自主性提出了更高的要求。通过模拟人的情感决策过程建立一种基于情感智能的决策方法进行人工情感与智能决策设计，并将其应用于无人机航路规划与威胁规避的决策问题。仿真结果表明，基于情感智能的决策方法在应用中具有较传统方法更优的效果。

针对空投鱼雷作战使用的特点，详细分析了影响空投鱼雷发现概率的3个要素,即鱼雷搜索区域、鱼雷入水点散布和潜艇散布，以及各要素间的相互作用，进而使用概率论的方法分别构建了精确信息源和模糊信息源下空投鱼雷发现概率的解析模型。实验结果表明解析法的计算结果与模拟法的仿真结果有较好的一致性。

针对增加子样数会降低系统姿态更新频率、引入较大的圆锥误差，提高采样频率会增加导航计算机的硬件负担的问题，提出一种改进的圆锥误差补偿算法。利用前两个计算周期陀螺输出的角增量信息和当前时刻陀螺采样值通过重叠式采样的方式进行圆锥误差补偿，详细推导了重叠式三子样补偿算法的公式，根据算法误差最小准则得到补偿系数。该算法不仅提高了系统姿态更新频率，而且减少了由等效旋转矢量算法引入的圆锥误差，达到了提高姿态解算精度的目的。

针对倾转三旋翼无人机飞行模式转换中的高度保持问题进行研究，提出一种新的过渡策略，使飞机可以直接从悬停状态开始过渡转换而不需要获得一定初始速度。采用牛顿-欧拉法对过渡模式进行动力学建模分析，建立了纵向动力学模型；通过对模型进行分析给出了倾转角度和前飞速度的一一对应关系，即过渡段走廊曲线；依托倾转三旋翼无人机实验样机，按照两种不同倾转方式进行飞行试验。对地面站遥测数据分析的结果表明: 按照走廊曲线倾转，较好地解决了直接倾转时的掉高问题，从而验证了走廊曲线的有效性。

无人机在飞行空域中遭遇动态碰撞威胁时，需要进行有效的规避。为改善现有方法对合作型无人机动态威胁规避的协作性考虑不足，首次提出将合作系数引入回避策略，采用最优化理论求解了合作型无人机规避动态威胁的最优规避策略，从而有效实现对多种动态威胁的有效规避。仿真验证表明，所提方法能有效实现对合作型无人机动态威胁的碰撞规避。

为实现GPS/北斗组合卫星导航系统的快速选星，提出一种基于几何布局的快速选星算法。根据最优选星方案的卫星分布特点，利用卫星高度角和方位角信息实现卫星的区域划分，应用代价函数法对中仰角区域的卫星进行筛选，得到最终的选星方案。与最优选星算法相比，该算法计算量明显减小；仿真结果表明，该算法能将几何精度因子(GDOP)控制在小于2.5的范围内，具有较好的选星效果。综合考虑算法复杂度和选星效果，基于几何分布的快速选星算法能够满足航空航天等对精度和实时性要求较高的领域的需求。

对地打击**-目标分配问题(BTG-WTA)是现代战争中的重要问题；相比于一般**-目标分配问题，其规模更大，复杂程度更高。提出使用粒子群算法解决BTG-WTA问题，改进了粒子初始化、惯性权重选择等关键问题使其适应BTG-WTA问题模型，并结合具体算例进行了仿真。仿真结果表明，粒子群算法比解决WTA问题的经典算法速度更快、结果更优，具有更强的实际应用价值。

在CamShift目标跟踪的框架下，提出了基于BRISK特征匹配和CamShift的目标跟踪方法，该方法通过颜色特征和局部特征共同定位目标，从而实现目标准确跟踪。在保证跟踪实时性的前提下，该方法改善了CamShift算法在目标跟踪过程中对背景、尺度、旋转和遮挡变化的敏感性和目标跟踪的特征单一性。实验对比结果表明，该改进方法较单独基于特征匹配的目标跟踪方法,其快速性有很大提高，较CamShift跟踪方法在目标尺度变化、旋转变化、光照变化、背景变化和遮挡变化条件下的鲁棒性更强，同时增强了两种算法的跟踪准确性。

针对无角速度量测及饱和输入条件下的编队姿态协同控制问题，将未知饱和控制影响与外部扰动合并为复合外部扰动，设计了一种外部状态观测器准确估计系统角速度和复合外部扰动；在此基础上，提出了一种有限时间滑模协同控制律，通过构造合适的Lyapunov函数从理论上证明了系统的稳定性；仿真结果表明，该方法能够在有限时间内实现对姿态的准确估计和协同控制。

针对BOC信号的自相关函数多峰性导致捕获模糊度的问题，通过分析BOC自相关函数及已有的捕获算法，结合并行码相位捕获的传统方法，提出了一种新的基于合成相关函数的BOC(n,n)型信号的捕获算法。该算法利用BOC(n,n)信号自相关以及BOC(n,n)和PRN码互相关，经移位±Tc/2、求和、取模、平方运算而实现。理论和仿真结果表明，该算法可以移除自相关函数的副峰，显著提高主峰峰值并且保证自相关主峰宽度，具有较好的捕获性能，且计算量小，易于实现。

由于复杂机载系统通常情况下无法进行穷举测试，为了保证其满足适航要求，SAE,RTCA等国际组织发布了一系列标准定义相关的开发过程要求，以弥补测试的不足。然而上述标准是基于目标形式定义的，不提供具体的工程实施方法，标准使用者需要在充分理解标准的基础上，根据企业的产品特点及管理模式，形成符合标准要求的本地化开发过程才能够有效地应用标准。光电及其控制系统等机载电子系统是典型的复杂机载系统，为满足民机适航要求，需要为这些系统建立满足适航标准要求的本地化开发过程。介绍了一种建立本地化开发过程的方法，该方法将管理要求和工程元素有机结合，形成完整、灵活、高效的本地化开发过程。

跟踪含噪信号时，传统的自适应跟踪微分器会有扰动引入到速度因子和滤波因子参数中，导致系统跟踪紊乱从而跟踪到噪声。针对这个问题，分析了噪声引入的原因，研究了传统自适应跟踪微分器的性能，提出了将跟踪间距的滑动窗口标准差估计作为输入的自适应函数来调整滤波因子和速度因子的改进跟踪微分器(IATD)的实现方法。仿真结果表明，IATD具有精确的参数调整能力，噪声条件下拥有更快的跟踪速度，同时在宽范围信噪比条件下也具有更强的噪声抑制能力。

健康等级不同的装备在维护保养和执行任务时应采取不同的方案。当前装备的测试评估仍然采用“是非制”，即通过测试仅能判定装备正常与否，缺少对其健康等级的评判。针对这个问题，以某伺服机构为研究对象，提出一种基于改进证据理论的健康状态评估方法,该方法首先确定能够全面表征伺服机构健康状态的参数集合，利用归一量化的方法对测试数据进行处理。然后基于改进的证据理论，对处理后的各项参数隶属度进行融合，从而得到伺服机构的健康状态等级。最后，通过对某伺服机构的实例分析，验证了所提方法的有效性和应用价值。

主要对大气传输及目标反射对偏振光的特性影响进行研究，以蒙特卡罗方法为基础，采用斯托克斯-穆勒形式，依据Mie散射理论及偏振双向反射函数模型，追踪每个光子的偏振态变化，最后统计分析变化后偏振光的斯托克斯矢量和偏振信息。依据所建立的模型进行仿真，仿真结果表明，当能见度为23 km，距离为100 km，目标折射率为1.44+5.23i，表面粗糙度为0.1 mm时，大气传输对光偏振特性影响较小，而目标反射的影响较大，在接收端圆偏振光退偏为椭圆偏振光。

为了提高导弹在攻击过程中的生存概率，需要合理地进行弹道设计。以锥球体作为弹头模型，基于单脉冲体制雷达，运用电磁计算软件计算弹头的雷达横截面(RCS)值，并对弹头在不同射面角和不同垂直高度下的被检测概率进行了计算。结果表明，有两个区域的检测概率较高，分别是射面角为0°~90°、弹头垂直高度为20~60 km以及射面角为270°~360°、弹头垂直高度为20~60 km的区域。射面角为90°~270°时，弹头的检测概率一直处于较低的水平,可以通过合理选择导弹的射面角来改变雷达视角，从而使弹头的被检测概率处于一个较低水平。

针对无线传感器网络节点分布优化问题，提出了一种有效的混沌萤火虫优化算法。在保证节点相互连通的前提下，建立了无线传感器网络对目标区域覆盖的数学模型，并将节点分布优化问题转换为求解函数最大值问题；利用萤火虫算法优越的寻优能力来实现最优的网络节点分布，并引入立方映射混沌算子来提高算法的局部搜索能力和保持种群的多样性。通过标准函数测试与无线网络覆盖优化仿真对所提算法进行了验证，结果表明: 与其他算法相比，所提算法能够较好地跳出局部最优的束缚，具有优化效果佳、稳定性好、鲁棒性强的优点，能够满足无线传感器网络节点分布优化的要求。

对卫星执行机构控制力矩陀螺的可重构性度量标准进行了研究，提出了一种基于能耗约束下的控制力矩陀螺可重构性度量标准。结合卫星姿态控制动力学与运动学方程，建立状态空间形式表达的线性姿态动力学方程，将故障失效因子向量引入到线性空间方程；建立了基于格兰姆矩阵的可重构性度量标准。最后对金字塔构型的控制力矩陀螺群进行仿真分析，仿真结果符合实际情况，验证了该度量标准的正确性与有效性。

研制了一套基于热光阑的大F数制冷型红外光学系统，通过优化热光阑的设计参数,消除了热光阑自身辐射、外界环境杂散辐射及冷反射对系统性能的影响,很好地满足了热成像性能高、长焦距、体积紧凑等设计需求。性能测试及成像效果表明，通过合理的优化设计，反射热光阑不会给系统的性能带来明显的变化，验证了热光阑设计方法的正确性与可行性。

在战术通信网络中，节点快速移动会导致网络拓扑变化较快，从而频繁触发新的路由发现进程，导致网络稳定性下降。提出了一种稳定缠绕多径路由协议SWMR，在利用源路由信息建立节点不相交多径路由的同时，利用无线通信特性，构建缠绕主路由间的备份路径，减少网络路由开销，增强网络稳定性。仿真结果表明，在网络拓扑快速变化场景下，SWMR协议在快速移动发送成功率、平均端到端延时和归一化路由开销等方面与AOMDV和AODV协议相比具有一定优势。

针对单反射面单波导板构型光栅设计与制造复杂的问题，提出一种L型单波导二维扩展构型。该构型由2个侧反射面和3块周期和条纹走向完全相同的全息光栅组成，用于降低光栅的设计制造难度。根据对构型光路的计算分析，该构型的转向光栅尺寸不超过40 mm×40 mm。仿真结果表明，该构型正确合理，且可以实现30°×30°的视场和30 mm的大出瞳显示，可用于增强现实显示或头戴式显示。

设计的软件安全模块是一个外置的硬件模块，提供版权保护、核心数据加密、稳定运行监控等功能。外置安全模块采用USB与PC主机连接，通过将安全模块内的微控制器虚拟为USB大容量存储设备，实现了免驱动的便携数据通道。设计了一种基于报文的分层通信协议栈作为安全模块与PC的通信规约，实现安全可靠的数据通信，并提供通用的调用接口。以电缆载流量分析软件为应用实例，说明安全模块的使用方法。

结合线性调频雷达的时延-频移耦合的特性，改进了传统间歇采样干扰，弥补了传统方法在应对某些新型抗干扰方式上的不足。改进方法运用频域拓展信号和时延信号共轭的乘积，经过理论推导，给出了假目标出现位置的控制模型，发现假目标出现位置与调频斜率无关，证明了改进方法相对于传统方法的优越性，最后通过仿真实验验证了改进方法的有效性。从干扰功率和假目标位置设置的灵活性两方面进行了仿真分析以及论述，结果表明应首先确定拓展阶数再根据需要计算所需延迟，这样不仅可以获得一个较大的干扰信号增益，同时在假目标设置上也更为灵活。