本文从理论和原理上针对在直线运动状态下汽车相互运动状态监控系统进行了研究。文中阐述了汽车相互运动状态监控系统的总体方案，使用调频连续波(FMCW)雷达作为探测传感器的基础，并在天线部分作了改进，采用了独立的频率扫描天线。这样做既提高了系统的经济性，简化了结构，又使得系统具有了同时测量目标距离、相对速度和方位角的功能。并且分析了雷达的结构与雷达的测试原理。进行了测控系统电路设计，利用单片机内部监视定时器(WatchDog)提高了系统软件的可靠性。本文根据雷达探测系统得到的目标距离、相对速度和方位角等信息，建立了监控系统防碰撞数学模型，与其他模型相比该模型能够最大限度地避免错误警报的发出，并且分析了各种信息在系统中的处理过程。对汽车在刹车减速过程中刹车力与减速度的关系以及车轮的制动模型作了初步研究，建立了动力学模型。并针对防碰撞判断模型中的部分内容进行了仿真，得到了各种因素与安全距离之间的关系。本系统能够在认为有危险存在时，向驾驶员发出警报，并根据分析结果自动地控制车辆的运行。 本文所做工作对今后开展类似汽车相互运动状态监控系统的研究与实验具有很好的参考与借鉴作用。