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本文主要研究了非线性回归模型的参数估计，以及基于参数置信域的统计诊断。首先，给出非线性回归模型参数估计的Gauss-Newton迭代方法，为提高迭代收敛的效率，提出改进的Gauss-Newton迭代法。其次，基于参数的似然比置信域及线性近似置信域，提出了参数置信域体积比诊断统计量和平均离差平方和诊断统计量。最后，通过模拟计算和实例分析，说明参数估计的Gauss-Newton迭代方法以及诊断方法的有效性。