电磁空间是电磁活动的主体空间,电磁活动是空间信息获取的重要途径。无线电通信与感知技术发展初期,电磁环境较为纯净,容易提取电磁信号所蕴含信息,但如今日渐复杂的电磁环境已使得电磁空间的结构和分布发生了巨大的变化,电磁信号的传统规律掩埋于背景环境之中。电磁空间的复杂化使得电磁空间的传统认知、目标感知技术不再有效,对空间信息获取方法与技术提出了新的挑战。电磁空间结构、状态演化规律、空间状态与目标参数的联系是其中的基础性问题。本文以复杂电磁空间感知方法为目标,研究复杂电磁空间建模方法、空间目标检测与空间目标定位问题,提出满足目前需求的新理论与新方法,为复杂电磁空间信息获取提供理论基础与技术支撑。第一章为绪论,介绍了电磁空间的概念,以及电磁空间建模、目标感知等问题。将电磁空间目标感知与传统雷达探测进行了对比,总结了相似工作的可借鉴之处。第二章提出了复杂电磁空间的矢量丛模型,对其中所运用到的信息几何与微分几何的抽象概念进行了直观形象地阐述。基于矢量丛模型与黎曼距离的概念,更进一步将电磁空间的变化建模为了截面距离函数,为后续章节的研究奠定了基础。第三章研究了复杂电磁空间目标检测问题。在电磁空间目标检测背景与截面距离函数的建模方式下,电磁空间目标检测问题的核心可归结为基于信息几何的未知信号检测问题。本文首先对未知信号几何检测器的特性展开了研究,推导了检测统计量的概率分布,分析了检测性能与信号特性的关系,并给出了一种递推的门限算法。基于截面距离函数模型,本文提出了一种利用电磁状态扰动的目标检测方法,使用lk范数将截面距离函数凝练为检测统计量,实现了电磁空间目标检测。尔后,本文讨论了所提方法在含有合作发射源与多目标情形下的改进与分析,拓展了方法的适应性。第四章研究了复杂电磁空间目标定位问题。基于电磁空间矢量丛模型与截面距离函数模型,本文将电磁空间目标定位问题转换为映射获取问题,并给出了数据驱动的电磁空间目标定位框架。本文研究了具有简洁网络结构的径向基网络与具有高阶回归性能的深度网络在所提出的目标定位框架中的定位性能。此外,针对径向基网络和深度网络的不足,本文提出了双阶段并联径向基网络与互逆网络。双阶段并联径向基网络通过设计双阶段网络将两个径向基网络相融合,获得了更高的定位精度。互逆网络通过设计额外的径向基网络辅助训练,极大的提升了训练数据利用率,对定位性能有较大提升。第五章对全文进行了总结,并对后续工作进行了展望。本文研究成果为电磁空间目标感知问题提供了理论基础与技术支撑,能为电磁空间的后续研究与实践应用提供有价值的参考。