飞行环境监视系统(AESS)是航空安全的重要保障,通过对飞机周围环境的监测,提前探测危险区域发出告警,从而避免飞行事故。本文以AESS中地形感知告警系统(TAWS)和空中交通告警避撞系统(TCAS)作为研究对象,基于概率统计方法,进行三方面的研究:TAWS前视功能告警阈值评估方法研究,TCAS告警阈值评估方法研究,基于相撞概率的TCAS威胁探测算法研究。通过对TAWS前视告警原理进行分析,总结TAWS告警中的三类不确定因素,采用概率统计指标对TAWS前视告警性能进行评估。建立两种轨迹模型,使用蒙特卡洛方法统计得到阈值性能。仿真环境下得到的最优阈值与现行阈值吻合。分析航迹误差,使用差分方程建立与实际航迹误差相符合的轨迹模型,对TCAS告警事件建模。深入研究现行TCAS告警算法,总结TCAS五种告警输出结果。对TCAS告警事件进行蒙特卡洛仿真,使用系统操作性能(SOC)曲线的方法,建立针对TCAS告警的评价体系,基于概率统计结果,设定不同的阈值并进行评估。通过对比测试,验证现行TCAS阈值告警性能优于其它阈值。以单路径告警模型和最坏情况告警模型为例,深入分析确定性告警算法的告警原理及其局限性。针对TCAS引入基于冲突概率的危险探测方法。构建相遇模型,使用实时蒙特卡洛仿真方法,实时求解冲突概率,并直接以冲突概率作为告警依据。最后,在多种相遇初始条件下,比较概率告警算法与确定性告警算法的告警性能,概率告警算法在确保安全的基础上,有效减少了事故率。