本文针对高速机动目标拦截末制导过程中的问题进行研究。主要工作包括导弹目标相对运动的数学模型建立,目标机动加速度估计滤波器设计,考虑过载响应特性的末制导律设计以及高超声速飞行器拦截过程综合仿真。首先,本文给出需要的坐标系及各坐标系之间的转换关系,并建立了拦截过程弹-目相对运动关系的数学模型。其次,基于单模型研究目标机动估计方法,在弹-目相对运动方程基础上,分别基于Singer模型和“当前”统计模型建立目标机动模型,结合无迹卡尔曼滤波(UKF)方法,设计两种单目标机动模型滤波器。再次,基于交互多模型算法研究目标机动估计方法,结合Singer模型和“当前”统计模型,给出基于交互多模型(IMM)算法的滤波器,并通过仿真验证三种滤波器的估计性能。然后,基于自抗扰控制方法设计末制导律,末制导律加入目标机动补偿,并将过载响应特性建模为二阶环节设计响应的控制内环,给出考虑过载响应特性的末制导律。最后,结合临近空间高超声速飞行器的实际飞行过程,总结出横向等高机动、纵向滑跃式机动、末段俯冲机动三种典型的机动模式,并通过仿真分析所设计的滤波器与末制导律的有效性。