混沌信号处理是非线性信号处理的一个崭新的学科分支,不仅在海洋、生物、医学、化学等自然和工程领域有着丰富的研究课题,而且在保密通信、数字水印和电子对抗中有广阔的应用前景。混沌噪声背景下谐波信号参数估计是混沌信号处理的一个重要研究内容,对它的研究有着重大的理论意义和重要的实用价值。例如,海洋杂波中目标信号的特征参数估计、生物医学中母体胎儿心电信号的检测和视觉诱发脑电信号中微弱信号的检测和提取,以及反混沌干扰过程等都可以归结为混沌噪声背景下信号参数估计问题。本文首先介绍了混沌理论和混沌信号处理的相关知识,在此基础上提出了基于单变量驱动混沌同步的谐波频率估计方法,并利用互四阶累积量参数估计方法提高频率估计精度。具体研究内容包括:基于确定系统混沌同步的谐波频率估计方法;基于系统模型已知但参数摄动混沌同步的谐波频率估计方法;基于系统模型已知但系统参数完全未知混沌同步的谐波频率估计方法;基于结构互异混沌同步的谐波频率估计方法。本文方法能实现强混沌噪声和强随机噪声共存背景下谐波频率估计;随机噪声可以为相关的高斯(白色或有色)噪声,也可为互不相关的(白色或有色、高斯或非高斯)噪声。理论分析和仿真实验表明,本文提出的混沌噪声背景下谐波信号频率估计方法,具有噪声抑制能力强、估计精度高的优点。