天基组网雷达是目标检测和空间探测的重要发展趋势之一,科学研究、经济社会、军事价值十分巨大,得到世界主要航天大国、强国的高度重视。但其实现技术难度大,仍需要解决航天器轨道高精度控制和相对位置高精度感知等重大难题。因此,论文开展天基簇飞行组网雷达覆盖、定位的随机几何优化研究,以期解决天基簇飞行组网雷达一些关键数学问题,为构建天基簇飞行组网雷达打下理论基础,提供技术支撑。论文主要进行了如下工作:（1）提出集分离航天器和天基组网雷达优点为一体的天基簇飞行组网雷达（Spaceborne Cluster Flight Netted Radar,SCFNR）的新概念。天基簇飞行组网雷达具有簇飞行航天器轨道控制和相对位置感知方便的优点,还具有灵敏度高、抗毁性强、可靠性高、反隐身能力等优势。（2）引入双星伴飞模式,构建了天基簇飞行组网雷达的移动模型;采用几何概率的方法,分别推导了发射机-目标-接收机间距离积与和的概率密度函数和分布函数,为天基簇飞行组网雷达覆盖、定位的随机几何优化研究奠定了基础。（3）天基簇飞行组网雷达覆盖与检测的雷达收发机配置优化。首先根据发射机-目标-接收机间距离积的分布函数,通过对热点观测区域栅格处理,构建了双基地雷达0-1栅格覆盖矩阵和雷达收发机配置矩阵;然后通过使用距离分布,定义k-栅格覆盖矩阵和k-栅格检测概率,提出了一对一配置方式下的雷达覆盖与检测的配置优化问题,给出了求解这一优化问题的粒子群和匈牙利的PSO-HA（particle swarm optimization with Hungarian algorithm）组合的新算法;最后数值计算结果验证了算法的有效性和合理性。（4）天基簇飞行组网雷达定位的随机几何优化问题。首先为了方便分析,采用矩匹配法,给出了具有低KL散度的发射机-目标-接收机间距离和的概率密度函数的Gaussian近似;其次采用发射机-目标-接收机间距离和的概率密度函数的Gaussian近似,推导了天基簇飞行组网雷达的距离测量模型的FIM（Fisher information matrix）矩阵,给出了动态变化移动网络的无偏估计定位误差的下界;最后针对定位的随机几何优化非凸问题,引用两种松弛方法,分别提出了内点法和乘子法求解算法;数值计算结果表明,乘子法要求的雷达收发机数比内点法少,而定位精度的不同直接影响雷达收发机配置的方式。此外,还表明簇飞行距离的上下界影响定位精度,这说明对天基簇飞行组网雷达轨道进行合理地设计,有助于提高组网雷达的定位精度。