为解决状态空间系统的预报误差与系统参数之间的非线性、非凸性给参数估计带来的困难，提出了状态空间系统的梯度优化辨识方法。分析了基于局部线性化的梯度辨识原理，给出了基于QR分解、奇异值分解(SVD)确定参数搜索方向的实现方案，得到了估计系统参数的迭代辨识算法。探讨了算法的收敛性，给出了算法收敛速度的解析表达式，最后进行了数值仿真，实验结果说明了所提出方法的有效性。