波束跟踪在导弹、航天器等高速飞行器测控系统中担负着极其重要的角色，它是保证高速飞行器数据连续可靠交互的基础，也是提高高速飞行器测控系统抗干扰能力和降低设备功耗最有效的方法之一。高速飞行器快速、抖动以及突变的飞行特性和复杂的电磁环境都给波束跟踪带来了很大的困难。为了应对这种挑战，高速飞行器测控系统波束跟踪子系统中除了波束跟踪算法应具备一定的抗干扰能力和快速收敛特性外，波束跟踪子系统还需具备快速信号处理能力。　　本文围绕波束跟踪子系统及其工程实现做了如下工作：　　1.分析了通道误差校正方式和通道校正信号模型，探讨了经典通道误差估计算法原理、性能，最后综合计算机仿真结果、算法性能和工程实现性，选取了直接相关法作为通道误差估计算法。　　2.分析了波束跟踪算法的信号模型，研究了多种经典波束跟踪算法的性能，选取了随机梯度恒模算法（SG-CMA）作为波束跟踪算法。针对高速飞行器特殊的飞行特性和工作环境，提出了线性期望信号约束随机梯度恒模算法（LDC-SG-CMA）和线性干扰信号约束随机梯度恒模算法（LIC-SG-CMA）来提高波束跟踪的稳健性。最后通过计算机仿真试验证明了波束跟踪算法的有效性。　　3.在高速飞行器测控系统波束跟踪子系统硬件平台上实现了数据通信模块、数据预处理模块、通道校正算法模块以及波束跟踪算法模块；并且对通道校正程序和波束跟踪程序进行了优化；最后通过数字中频测试验证了通道校正和波束跟踪的可行性和高效性。　　4.搭建了高速飞行器测控系统的室外联合调试平台，并同通过调试平台验证了波束跟踪子系统的可行性和可靠性。