自从机载防撞系统(Traffic Collision Avoidance System,TCAS)诞生以来,便迅速在航空安全领域扮演着至关重要的角色。然而,随着航空工业的迅猛发展,使得空域中的飞机数量急剧增加,飞机之间通过TCAS通信的频率变得越来越高,通信干扰的问题将大大降低TCAS系统的性能,给航空安全带来隐患。广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance–Broadcast,ADS-B)虽然已经被很多国家和地区作为未来主要的航空监视手段,但现在却无法完全替代现有的TCAS II。这时应该将主动监视和ADS-B被动监视结合起来,发展混合监视技术。本文在下一代机载防撞系统(Airborne Collision Avoidance System X,ACAS X)的最新标准DO-385的参考下,设计了基于主动监视和ADS-B被动监视的混合监视技术。在不降低飞机防撞性能的前提下,减少飞机之间通信的频率和功率,同时增大系统的监视范围。本文完成的主要内容如下:首先分析了ACAS X系统框架和原理,在结合主动监视和ADS-B被动监视后,提出将本机的监视状态划分为主动监视状态、混合监视状态和扩展混合监视状态,并研究了防撞系统在三种监视状态之间的转换。监视跟踪模块(Surveillance and Tracking Module,STM)对目标的跟踪分为高度跟踪和距离跟踪,在高度跟踪上研究了一种近似最小均方误差估计(MMSE)量化量测的卡尔曼滤波器,目标状态值为高度和高度率,通过高度量化分别为25ft和100ft时仿真验证状态值的均方根误差,结果表明传统线性量化卡尔曼滤波器和近似最小均方误差估计量化量测卡尔曼滤波器均对目标的高度跟踪展现出良好的效果,且近似最小均方误差估计量化量测的卡尔曼滤波器展现出了更好的跟踪性能。对目标的距离跟踪研究了在极坐标下的距离跟踪,采用无迹卡尔曼滤波器,将目标状态分为相对距离、相对距离变化率和相对速度变化率,并对状态值的均方根误差进行了仿真验证,仿真结果表明无迹卡尔曼滤波器在对目标的距离跟踪上表现出了良好的性能。然后研究了STM部分的实现,STM接收多种输入,有多个入口点,本文重点研究了其中的S模式应答、C模式应答和3种ADS-B被动监视报告的实现处理过程,并研究了接收ADS-B被动监视报告时涉及的WGS84、ECEF和ENU三种坐标之间的转换。最后对STM监视功能进行了仿真测试,给出仿真测试程序的结构、测试平台、编程语言以及STM输入和输出数据的结构和测试标准。测试数据全部来源于ACAS X最新标准DO-385测试套件,一共七组测试数据(422个测试用例),从每组数据中选取测试用例共158个,并通过仿真程序得到对应的输出报告,将输出报告中的数据与期望输出数据进行对比,测试结果显示选取的158个测试用例均通过了测试,通过率为100%,最后以图形的方式直观地展示了其中几个测试用例在相对坐标和WGS84绝对坐标下的跟踪过程。