弹道导弹防御系统承担着现代战争条件下国土战略防御的重要任务。作为实现弹道导弹目标防御任务核心技术的跟踪和制导技术逐步成为近年来研究和关注的热点。本文围绕对弹道导弹目标进行稳定跟踪和精确制导的迫切需求,针对处于末端高层的弹道导弹飞行特点,研究了滤波跟踪、数据关联、制导导引三个方面的方法和算法,并进行了算法性能的仿真验证。主要工作如下:首先在雷达站北天东坐标系下根据目标受力模型,通过龙格库塔积分法,分别对弹道导弹处于大气层内和大气层外两种不同受力情况的末段轨迹进行仿真建模。在导弹跟踪方面,针对两种阶段的各自特点,通过不同阶段的受力分析建立目标状态方程与量测方程。在扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法基础上,对处于大气层外仅受重力作用的目标,采用基于Singer模型的目标跟踪算法;对再入大气层后的目标,为解决当前目标跟踪算法中机动模型与再入类目标实际运动不匹配的问题,采用了基于弹道模型的目标跟踪算法;对导弹防御中最复杂的多目标跟踪问题,对常用算法进行了系统的分析,针对处于大气层外无法通过大气作用过滤掉轻重诱饵的导弹目标,采用联合概率数据互联算法进行了仿真验证。在导弹制导方面,首先对制导系统的概念、功能、工作过程等进行了概述,分析了常见导引方法的原理及优点与缺点,详细推导了比例导引法的算法流程。针对导弹的滤波数据,利用最小二乘法非线性拟合得到平滑的航迹,根据不同比例系数给出仿真结果。