临近空间机动目标具有高速度、强机动及运动模式多变等特点,对跟踪系统的性能提出了更高的要求。为了解决临近空间飞行器所带来的跟踪难题,从以下几个方面考虑:1.在跟踪系统中,由于状态模型的不确定性,会导致状态估计算法精度和稳定性的下降,针对此类问题,提出了衰减记忆容积卡尔曼滤波,且分析了所提算法实现自适应的可行性。2.滑跃式飞行是临近空间飞行器的常用运动模式,针对这种模式,将机动加速度看作为非零均值的随机过程,结合Sine Wave模型中的正弦自相关假设,提出了一种自适应相关噪声跟踪模型,通过仿真说明了该模型的有效性。3.以恒定速率建模的二维转弯模型跟踪高速、高机动旋转目标时,其跟踪误差往往很大,针对此类目标,修正了三维变速转弯模型的协方差矩阵参数,并在仿真案例中验证了其自适应辨识效果及跟踪精度。4.复杂运动目标一般存在多阶段性的跳变机动,单模型算法难以实现持续跟踪,针对这种情况,分析了固定结构和变结构多模型算法的原理与差异,且通过仿真证明了交互式多模型跟踪方法所带来的性能提升及其必要性。