随着“黑飞”无人机严重威胁机场民航安全,反无人机系统的研制需求日益迫切,尤其是该类系统中的侦查探测子系统的研制更为关键与复杂。目前该类子系统普遍存在跟踪精度低、实时性差、适应性不强及硬件成本高等缺点。针对课题组民航机场反无人机项目,本文设计了一套以“FPGA+GPU”为主处理器,可以对可见光图像中的目标无人机进行实时检测跟踪的子系统。该子系统与民用雷达结合实现复合探测,在简单天空背景下实现对“黑飞”无人机的实时侦测,为无人机反制创造条件。本文的主要工作如下:（1）分析国内外反无人机系统的发展现状,综合比较现有检测跟踪系统的架构特点,提出本文总体设计方案。包括确定采用“FPGA+GPU”的系统架构,以FPGA为核心处理器完成图像采集及预处理部分等,以GPU为核心处理器完成检测跟踪算法实现及软件控制部分等。（2）结合技术指标和功能需求,设计系统整体实现架构。包括确定系统硬件架构设计、确定核心处理器的选型,确定通信接口、设计预处理算法、确定检测跟踪算法的选用及可行性分析、确定系统软件框架等。（3）完成各功能模块电路规划与设计。包括完成相应模块的电路原理图设计和PCB设计,并进行各电路板功能和接口验证,确保搭建的系统硬件平台可以在实际工作中长时间稳定可靠运行。（4）完成各功能模块的逻辑与代码设计。包括在FPGA上实现的图像采集、预处理、读写DDR3、光纤收发等逻辑与代码设计,FPGA与GPU之间进行图像数据交互、指令传输等逻辑与代码设计,在GPU上实现的软件控制和选用算法实现等逻辑与代码设计,输入Camera Link时序的图像实现模拟训练的逻辑与代码设计等。（5）完成系统功能测试与验证。包括对各个模块进行独立的功能测试,对模块间图像数据传输和指令交互功能进行测试,飞靶机进行系统整机联调测试等。通过反复调试代码逻辑,确保系统满足技术指标和功能需求。基于新颖的设计理念和系统架构,本文研制的系统有效应用在民航机场反无人机场景中。飞靶机实测1920×1200@50Hz的视频图像,小视场最远有效跟踪距离2.5km,大视场最远有效跟踪距离1.5km。本系统从图像采集开始到GPU网络送显完成,总体延迟控制在50ms以内,实现了对无人机的高精度实时检测跟踪功能,尤其是系统在实时性方面基本实现国内较高水平。所以本文研制的系统具有较高的工程应用价值,对同类设备的研制开发具有较高的参考价值。