机场调运监测系统是维持机场正常运行的重要组成部分之一，主要负责机场调运态势的监测以及实时计算飞机间的最小距离，防止飞机在调运过程中发生碰撞。调运系统十分复杂庞大，本文针对调运系统中机场飞机目标跟踪算法、监测相机晃动误差修正、基于CAD模型的飞机目标初始位姿估计、以及调运避碰算法四个部分进行研究。　　1.本文针对机场跟踪关键问题提出了自适应尺度的核相关滤波（KCF）高速算法，能够在光照变化、弱光条件和相似目标干扰等条件实时鲁棒的跟踪目标。　　2.机场中监测像机受飞机运动产生的振动的影响，使得像机的内外参数发生变化。本文针对这一问题进行了实物模拟实验和仿真实验，采用多种迭代算法对像机位姿误差进行修正，并讨论了控制点个数、提取精度及像机焦距对不同算法的影响。　　3.基于CAD模型的目标位姿估计算法通过将CAD模型向各个视角投影得到带有位姿真值的仿真库，将位姿估计问题转化为3D-2D匹配问题。该问题的主要难点在于如何将仿真图像和实际图像进行匹配对齐。本文对MathieuAubry提出的方法进行改进，首先对模型库进行分类，再采用“先粗后细”的匹配策略进行优化，并针对包含飞机的各种复杂场景进行实验验证了本文方法的有效性。　　4.考虑到机场避碰系统主要起实时预警作用，本文提出一种基于显著性检测的目标凸包间最短距离的简化算法，能够实时计算图像中目标飞机和其他飞机以及周围障碍物间的最小距离。