民航机场是民航交通运输的重要组成部分。近年来随着民航业的发展，飞机起降次数的增加，使得机场场面安全与运行效率面临着重大挑战。如何在保证安全的前提下提高民航机场的运营效率成为亟待解决的重要问题。国际民航组织提出的高级场面运动引导与控制技术(A-SMGCS)为解决此问题提供了指导意见。其中实现高精度的场面监视是实现A-SMGCS系统功能的基础，因此，本文围绕A-SMGCS技术，对基于差分GPS的移动目标的监视进行了理论算法研究。
　　本文主要研究工作及成果如下：
　　1)基于当前统计(CS)模型、匀速运动(CV)模型、协调转弯(CT)模型和匀加速(CA)模型，根据场面运动目标特点，提出了相应的改进模型；分析了扩展卡尔曼(EKF)、无迹卡尔曼(UKF)和容积卡尔曼滤波(CKF)等非线性滤波算法的特性，并通过仿真实验确定EKF更适用于本文的跟踪算法中；
　　2)分析GPS的误差及D-GPS的工作原理，结合卫星仿真软件STK对基准站卫星覆盖性能、卫星可见性以及卫星星座DOP值分析，确定几何状态最佳的一组卫星，获取卫星星历LLA数据，并通过墨卡托投影将其转化成笛卡尔坐标系下三维坐标；
　　3)研究D-GPS伪距误差，建立观测方程，结合机场地形信息和目标运动建立目标运动状态方程；采用基于EKF的固定模型集IMM(FSIMM)算法实现目标跟踪，经过仿真实验验证：FSIMM算法相较于单模型算法更能满足跟踪的精度要求；并对该算法进行了实验验证；
　　4)针对复杂运动中，FSIMM由于模型过都而导致精度下降等缺点，将变结构交互式多模型跟踪算法应用于D-GPS目标跟踪中。分别研究了基于扩展维特比IMMEV算法和基于先验地形信息的VSIMM算法。经过仿真验证，变结构多模型算法估计精度优于FSIMM算法，而且VSIMM在模型选择精确度及跟踪精度上均优于IMMEV算法。