近几十年来,以美国为代表的诸多发达国家纷纷投入了大量的人力和物力来发展临近空间飞行器,且取得了重大进展。如今,临近空间飞行器已成为当今世界各强国重点研究的热点,特别是研究如何实现对临近空间飞行器进行有效的定位跟踪具有重要的理论意义和实用价值。本文主要针对临近空间强机动目标定位跟踪算法进行了研究,主要工作如下:(1)阐述了研究临近空间飞行器定位跟踪问题的背景及意义,总结了国内外相关研究现状,介绍了多站无源定位的基础知识。(2)分析了多站无源测向定位、多站无源时差定位以及多站无源测向测时差联合定位的特性。研究了基于双站无源测向测时差联合定位算法的临近空间固定目标定位原理,并通过仿真验证了基线长度、目标高度、站址误差、时间测量误差和测向误差等因素对定位精度的影响。(3)研究了 CV、CT以及Singer模型在临近空间目标不同运动状态下的跟踪性能,并进行了仿真实验,仿真结果表明:Singer模型在临近空间目标运动状态变化时的跟踪精度及稳定性都要优于CV模型。(4)针对交互式多模型中模型数量选择问题,本文提出了一种改进的并行模型集的交互式多模型算法,该算法并行运行两个模型集,分别拟合临近空间目标的直线类运动与转弯类运动形式,通过比较模型概率,选择较优模型集滤波结果输出,最后通过仿真实验验证了该算法的有效性。针对并行模型集的交互式多模型算法在临近空间目标运动状态变化时滤波不稳定以及跟踪精度下降的问题,给出了一种较优的模型集设计方法,其通过采用Singer模型代替CV模型对临近空间目标直线类运动状态拟合,有效地提高了滤波跟踪的精度及稳定性,仿真实验验证了该种模型集设计方法的性能。