在空空导弹末制导段，目标以高速机动来逃避攻击，对于导弹来说，剩余飞行时间短，由于目标机动带来的不确定性干扰增多，给跟踪目标带来困难。因此，对设计出快速响应目标机动的优良制导律来说，正确估计出目标的状态才能为准确命中目标提供可能与保证。于是，如何正确估计目标状态尤其是目标的加速度，已成为空空导弹跟踪与拦截高机动目标的关键。本文以此背景，对在复杂的作战环境下机动目标状态估计算法进行研究。首先本文在基于主动雷达量测模型基础上，研究了非线性滤波算法，重点研究了转换测量卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、减小线性化误差算法和强跟踪滤波算法。并结合基于“当前”统计模型的三维空间螺旋机动目标模型对这几种算法进行了仿真比较分析。然后对交互式多模型算法进行了研究，建立了以恒定角速度ω转弯的运动模型、匀加速模型以及匀速模型为基础的交互式多模型，并结合转换测量卡尔曼滤波算法对其进行了仿真分析比较。最后在研究比例制导律和最优制导律的基础上，结合空空导弹的二维线性拦截模型及卡尔曼滤波算法，对比例制导律和最优制导律进行了仿真分析，验证了最优制导律的先进性。