现代控制自上世纪由卡尔曼先生提出至今已有几十年的历史,在现代控制理论中,可观测性与可控制性一直都是众多研究者重视的问题。但在卡尔曼先生创立的现代控制理论中仅仅交代了如何判定一个线性系统能否可观或可控,对可观测性的程度未给出计算方法。针对于非线性系统的可观测度理论研究更鲜有学者涉足,在工程实践中控制系统往往具有非线性特性,噪声相关等特性,若不加以分析处理将使得对控制系统的估计与滤波中变得不精准、结果的可信度降低。随着研究深度的不断拓展,更为复杂的系统的可观测度理论应该被建立起来。针对于上面所描述的问题,本文主要通过以下三个方面对现有的可观测度理论进行改进与完善:(1)针对于当前非线性可观测度理论研究不完善之处,即有学者在提出理论之时未考虑到噪声因素的影响。也有研究者对非线性系统处理时采取一阶近似,这种处理方式在非线性较强的控制系统面前,近似处理可能会导致较大的误差。对此该内容考虑了一种新的融合方式将两种伪矩阵恰当的进行融合,使得融合处理后的可观测度计算的更加准确。(2)针对于非线性可观测度理论的研究中没考虑噪声相关的问题,而往往在实际的工程应用背景之下噪声相关的控制系统是常常存在的。对此该章节主要分析过程噪声与观测噪声两者存在相关性时非线性可观测度的计算。首先对带有噪声相关的非线性系统进行解相关处理,进而采用噪声相关下的克拉美罗下界定义的可观测度。进一步分析谱分解下的可观测度与我们定义方法的一致性。最后该章节又利用可观测度定义出自适应调节因子,改善非线性滤波的性能。(3)针对于多传感器融合分析方法没有考虑可观测度的问题。本章讨论多传感器融合的可观测度理论,分析现有的多传感器融合的可观测度的方法,考虑使用单个传感器的可观测度来作为融合矩阵。并应用在船舶的GPS导航定位系统上,验证方法的合理性。同时分析了噪声相关系统的多传感器融合。