地形跟随(TF)/回避(TA)雷达能够实时测量飞行前方地形剖面,探测飞行路径上数字地图未标注的障碍物,有助于低空飞行器的路径规划和障碍回避,在低空飞行导航与防撞领域具有重要的应用价值。杂波特性分析、背景功率估计、恒虚警设计、高概率检测和高精度定位等,是实现TF/TA雷达障碍物探测的核心关键,也是该领域国际研究的热点和前沿问题。本文针对这些问题开展了理论分析、方法研究与实测验证等工作,主要内容如下:1、导出了TF/TA雷达杂波分布模型和虚警概率解析表达式,揭示了杂波分布、检测门限、虚警概率之间的定量关系,为实现杂波背景中的障碍物高性能检测奠定了理论基础。2、提出了正定矩阵空间杂波功率估计方法,能够利用较少的参考单元避开孤立强杂波,并精确估计出杂波功率,解决了现有方法检测门限偏高和起伏的问题,可在强非均匀杂波背景中,实现障碍物的高概率检测。3、提出了基于排序数据差异的非均匀杂波自动筛选方法,能够从参考单元中自动剔除孤立强杂波,解决了参考单元中奇异值导致的检测门限升高问题,可在无先验强非均匀杂波背景中,实现障碍物的恒虚警检测。4、导出了TF/TA雷达回波二维空变类卷积模型,并提出了最大似然卷积反演超分辨目标检测方法,能够明显改善雷达角分辨率,解决了复杂场景中波束内同斜距多目标检测难题,实现了多障碍物的同时检测和高精度定位。上述模型和方法,已通过仿真数据和实测数据进行了验证,能够在TF/TA雷达中实现障碍物的高概率检测和高精度定位。