вопросы активной и пассивной локации объектов на естественных поверхностях, а также помехоустойчивой связи с объектами различного назначения через спутник; исследования трехмерной структуры атмосфер и ионосфер Марса, Венеры, а также бистатическая радиолокация Венеры, Солнца; глобальное радиозондировае атмосферы, ионосферы и поверхности Земли, в том числе в труднодоступных полярных и океанических регионах с помощью геостационарных спутников и орбитальной станции «Мир».
Основные публикации:
Аналитические методы решения некорректных обратных задач и регуляризация / А. Г. Павельев. - Москва : ИРЭ, 1988. - 29 с.; 19 см. - (Препр. / АН СССР, Ин-т радиотехники и электрон.; № 13 (488)).
Спутниковый мониторинг Земли : радиозатменный мониторинг атмосферы и ионосферы : [монография] / О. И. Яковлев, А. Г. Павельев, С. С. Матюгов. - Москва : URSS, 2010. - 206 с. : ил.; 22 см.; ISBN 978-5-397-01227-0