В диссертационной работе проведен обзор и проделан анализ существующих методов оценки параметров суперпозиций сигналов, которые перекрываются. Построены адекватные математических модели разнообразных исследуемых физических структур слоистых объектов. Разработана структура нового адаптивного алгоритма обработки сигналов для анализа слоистых объектов, а также модель и методика синтеза нового "отфильтрованного" эхо-импульсного изображения. Проведено численное моделирование процесса обработки классических и реальных зашумленных импульсных последовательностей на основе применения разработанных методов и алгоритмов.