目标跟踪技术不论在军事领域还是民用领域都有着广泛的应用,只有精确可靠的跟踪才能有效的对目标实施拦截、打击。本文以弹道式导弹为具体对象,研究了弹道导弹再入段的跟踪问题,主要采用EKF算法和UKF算法两种非线性滤波算法弹道导弹的再入段飞行轨迹进行跟踪研究,并对跟踪系统进行仿真分析。主要完成了以下几个方面的工作:首先,以飞行力学为基础,在一定的假设条件下建立能够准确描述弹道式导弹再入段运动特点的非线性动力学模型,在地理坐标系下建立雷达测量模型,将不同坐标系下的非线性动力学模型和雷达测量模型转换到地心惯性坐标系下。然后,针对此坐标系下的非线性动力学模型和测量模型,分别用EKF算法和UKF算法对再入飞行器的轨迹进行跟踪。其次,考虑弹道导弹再入段具体特点,为了进一步说明滤波器的品质,对同一跟踪系统在其他参数保持不变的情况下加入不同的系统噪声和测量噪声,仿真结果表明,当增大噪声后滤波器仍能保持稳定,但跟踪误差变大。最后,根据系统模型和测量模型对滤波误差的影响,分别对两种滤波器进行不同的平滑处理,提出了两种改进方式。其一,对扩展卡尔曼滤波用拟线性最优平滑滤波方法进行平滑处理。仿真结果表明,在对非线性系统线性化过程中考虑其二阶导数项并把单步的平滑值作为系统线性化时的标称值,能够有效的降低线性化对滤波算法的影响。其二,对不敏卡尔曼滤波用向后平滑滤波的方法进行平滑处理。仿真结果表明以平滑滤波值作为UT变换中采样点及其相应权值产生的基础会进一步提高滤波器的近似精度。