Розроблено методи підвищення функціональної надійності системи радіоакустичного зондування (РАЗ) пограничного шару атмосфери за умов виникнення у ньому термодинамічних збурювань у вигляді термічних струменів або інверсій температури зі зрушенням вітру. Показано позитивний ефект застосування методу апріорного синтезу реалізації функцій керування частотою випромінюваного радіосигналу системи РАЗ. Встановлено, що вихідними даними для синтезу є реалізація кусково-лінійних моделей профілю температури досліджуваного шару атмосфери. Вибір виду та параметрів моделей профілю температури здійснено на базі розробленого методу формалізованого аналізу ехосигналів акустичного каналу системи РАЗ. На підставі аналізу акустичних ехосигналів ідентифіковано тип поточного термодинамічного стану пограничного шару атмосфери, визначено висоту збуреного шару та періоди виникнення в атмосферному пограничному шарі спонтанних термодинамічних збурювань. Аналіз ехосигналів проведено в режимі моніторингу з інтервалом часу від 1 до 10 хв. До наукового обігу введено поняття коефіцієнта ефективності підсумовування хвиль радіоехосигналів. Одержано функціональну залежність між похибкою прогнозування профілю температури та значеннями коефіцієнта ефективності підсумовування відбитих радіохвиль. На базі даної залежності розроблено метод корекції прогнозованого профілю температури за даними наступного циклу радіоакустичного зондування.