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伴随着无人设备在军事和民用领域的应用不断增多,多种无人系统之间相互协同、交叉使用,跨域协同已逐渐成为无人系统技术与运用的新的研究方向。在跨域协同中,空地协同侦察是无人机与地面无人系统(无人车、无人值守传感器等)对地面目标进行侦察监视的一类典型问题,其研究对于陆上战场情报侦察监视具有重要的军事意义和应用价值。空地协同侦察的样式之一是将低成本无人值守传感器部署在战场环境中,利用其检测附近的目标,并引导无人机对目标进行搜索追踪拦截,实现对战场目标的跟踪监视。本文面向道路网条件下无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)与地面无人值守传感器(Unattended Ground Sensor,UGS)协同对地面移动目标的跟踪问题,研究无人值守传感器引导下的无人机对移动目标的追踪方法,包括单无人机对单移动目标的追踪方法以及多无人机对多移动目标的追踪方法。论文的主要研究工作及创新点如下:1.分析了无人机与地面无人值守传感器协同对地面移动目标追踪问题的理论基础。在无人机与无人值守传感器任务协同的框架下,描述了多无人机与无人值守传感器任务协同要素及协同任务问题约束;分析了道路网结构、相关搜索理论及道路网任务环境;简要介绍了目标搜索算法及匈牙利算法的应用及特点。2.设计了无人机协同地面无人值守传感器对移动目标追踪方法。建立了道路网模型并基于节点评价启发式搜索设计无了人机对目标的搜索算法,能够根据无人机位置、目标潜在位置及传感器节点获取的目标局部信息选择无人机后续检索节点,通过在传感器节点层级间不断进行迭代进行搜索追踪。设置了两种不同传感器节点评价机制的对照试验,对比不同节点评价机制下无人机对目标的拦截能力及验证搜索算法对搜索问题的有效性。3.研究了多无人机协同地面无人值守传感器对多移动目标搜索追踪方法。在多无人机与无人值守传感器协同的框架下,设计并提出分层滚动优化方法优化更新多无人机对多目标的追踪路径,底层以单无人机协同无人值守传感器对单目标的自主追踪算法为基础,上层是基于任务分配算法及规则约束对多无人机协同追踪多目标时的飞行路径规划。在优化过程中,结合多无人机之间的飞行约束制定相应的飞行约束规则,调整优化并更新多无人机检索的后续目标节点,同时通过匈牙利算法优化多无人机之间的任务分配,减少无人机的总体路径代价。最后,设置了多无人机协同与无协同情况下的对比实验,验证多无人协同算法及路径约束规则对多无人机拦截率的影响。